15.套损井预防与治理

临盘采油厂
（一）完ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ过程 高矿化度油藏
措施一 ：优化低密度水泥浆体系，提高水泥返高下限，人工井底 3000m以上的井下限为1000m。 近三年应用区块统计表
序号 1 应用技术 提高水泥 返高 应用区块 盘40-80块、盘40-斜93块、盘 40-99块、临95块、商25块 井数（口） 95 现状 平均水泥返高提高 845m，目前975m。
临盘采油厂
（三）套损原因 套变井
2、断层失稳滑移
对套管产生横向剪切作用，套管发生缩径、错断变形。
L13断块套损概况表
数量 油井 水井 套变 ( 口) 57 23 套漏 (口) 6 6 合计 (口) 63 29 套变井占套 损井比例 90.5% 79.3% 断块总井数 (口) 238 98 套变井占断块 总井数比例 23.9% 23.5%
出砂区块套变比例高于不出砂区块19.8%。
临盘采油厂
（二）套损特征 套变井
遭遇断层套变井统计表
遭遇断层井数（口） 套损位置与断点距离小于100m井数（口） 套管弯曲、缩径井数（口） 套变井占套损井比例 144 102 94 92.1%
遭遇断层井套损比例达到92.1%，离断点越近的地方越容易发生套变。
临盘采油厂
（一）完井过程 出砂油藏
措施一 ：完井套管射孔井段上、下100m套管壁厚由7.72mm增加到
9.17mm，套管钢级由J55或N80钢级增加到P110级。
措施二 ：采取先期防砂，增加地层胶结强度，降低套管有效工作应力。 措施三 ：射孔工艺采用有枪身射孔弹，60度相位角孔密小于16孔/m 。 近三年应用区块统计表
江家店油田 临南油田
日产1233t，影响日注15848m3，损失
可采储量181.3×104t，损失水驱控制 储量664×104t。
面对严峻形势，采油厂一方面深入调查、研究分析套损特征及原因， 另一方面综合创新配套技术开展治理工作，力求前期预防与套损治理同 步推进，取得了一定效果。
临盘采油厂
一、套损特征及原因分析 二、套损井预防做法
临盘采油厂
小 结
1、临盘采油厂套管损坏形式以套变为主，套漏为辅。其中临盘
油田、商河油田以套变为主，临南油田以套漏为主。
2、套变井套损位置主要发生在射孔井段，出砂油藏套变井比例 远高于不出砂油藏。 3、套漏井套损位置主要位于返高以上，主要产生于高矿化度油 藏。随着地层水矿化度升高，发生套漏井比例明显提高。 4、非均匀地应力影响、出砂、断层滑移、泥岩吸水蠕变、高矿 化度腐蚀是造成采油厂套管损坏的主要原因。
3
5
出砂 量
/m
0 内压/MPa
出砂量越高，套管工作应力越大。
盘河油田P2块套损情况表 总井数(口) 套变井数（口） 套变井数/总井数 228 126 55．3% 临盘采油厂
当井筒内压较高或较低时，出砂后 套管不能满足工作应力要求。
（三）套损原因 套变井
4、泥岩吸水蠕变 当注入水压力较高时，注入水可沿砂泥岩的界面侵入泥岩，造成泥岩 吸水膨胀。泥岩吸水膨胀后，几乎将全部上覆岩压都转移至套管，使套管 所受挤压应力增大，发生长井段弯曲。 商河油田商三区油水井套损概况表
临盘采油厂
一、套损特征及原因分析 二、套损井预防做法 二、套损井预防做法 三、套损井治理技术研究与应用
四、取得的认识
临盘采油厂
完井过程套损预防做法
包括出砂油藏套损预防措施、低渗、特低渗油藏套损预防 措施、高矿化度油藏套损预防措施。
生产过程套损预防做法
包括油井和水井生产过程套损预防措施。
作业过程套损预防做法
油水井套损点-断点距离分布图
25 20
频数
15 10 5 0
系列1
套损点- 断点距离
临盘采油厂
（二）套损特征 套漏井
位置 井数 占比 返高以上 87口 83% 9口 8.5%
油井套漏位置分布表（临南油田）
返高与油层间 油层以下 9口 8.5% 位置 井数 占比 液面以上 5口 4.8% 液面与泵之间 40口 38.1% 泵口以下 60口 57.1%
水井套漏位置分布表（临南油田）
套漏位置
井数（口） 返高 以上 10 以下 2
返高与油层间
2
1500m以上
9
1500m以下
4
比例
85．7%
14．3%
14．3%
71．4%
28．6%
油井套漏主要发生在水泥返高以上和泵口以下。水井套漏主要发生在水泥返高以上。 套漏井与地层水矿化度对应表
地层水矿化度（mg/l) 20000—30000 30000—40000 40000以上 油井（口） 5 5 65 水井（口） 5 12 22 合计（口） 10 17 87 占比 1.1% 2.9% 11.5%
套损井预防与治理
胜利油田分公司临盘采油厂 二〇一四年二月
临盘采油厂所辖四个油田均为复 杂小断块油田，受非均匀地应力、高 矿化度、出砂等因素影响，九五期间
惠民凹陷勘探形势图
商河油田
临盘油田
年度新增套损井近70口，截至2013年
底已发现套损井742口，其中带病生产、 停产的油水井有343口，当年累计影响
胜利油田地应力非均匀系数平均为1.40
最大水平地应力 地应力非均匀系数 最小水平地应力
缩径示意图
1500 1550 1600 1650 1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250 2300
以临盘油田地层深度为1650m为例, 非均匀地应力条件下套管承受抗 挤应力是均匀地应力下的2倍。
临南油田套漏井寿命统计表
井别 油井 水井 套管寿命（年） 4.89 5.51
临南油田地层水平均矿化度属于腐蚀严重区，套漏比例达 39.4%，寿命小于5年。
临盘采油厂
（三）套损原因 套漏井
2、二氧化碳电化学腐蚀 产出水腐蚀速率统计表
CO2含量与腐蚀速率的关系曲线
0.2
编 号
取样时 间地点
通入气 体饱和 Blank
损井比例94.4%。
临盘采油厂
（二）套损特征 套变井
位置 分类
套变井与射孔井段相对位置
油井(口) 水井（口） 合计（口） 比例
射孔段上部
射孔段 射孔段下部 合计
60
100 27 187
33
110 8 151
93
210 35 338
27.60%
62.10% 10.30% 100%
套变井主要集中在射孔段上部和射孔井段，占89.7%。 套变井与油藏深度对应表
临盘采油厂
（二）生产过程 油井 2、攻关缓蚀剂吞吐技术 该项目为中石化提高采
收率导向项目，创新实施了
“加药端点前移”，实现了 低液量、低含水井井筒有效 缓蚀。“一种减缓油井深层 及管线腐蚀的方法”已申报 国家发明专利。
试验井P40-6缓蚀剂吞吐后管柱状况
临盘采油厂
（二）生产过程 油井 3、牺牲阳极技术形成技术规范
三、套损井治理技术研究与应用
四、取得的认识
临盘采油厂
（一）套损井分布情况
临盘采油厂套损井分布情况
临盘油田以套管缩颈变形为主
63.7%
商河油田以套管弯曲变形为主
19.0%
商河油田
江家店油田为特低渗油藏， 2004年投产，仅有4口套损井
临盘油田
0.5%
16.7%
临南油田
临南油田主要是套管长井段漏失
江家店油田
临盘采油厂
（二）生产过程 油井
措施一 ： 高矿化度油井采用自动加药箱环空加药、缓蚀剂吞吐、牺牲阳 极等多种防腐方式，减缓腐蚀。
1、研制自动加药箱
该装置利用油井自身产出 水稀释和携带药剂，实现了与 油井联动、定时、定量加药，
避免外来水造成油层污染。解
决了人工加药存在的工作量 大、药液混合不均匀问题，为 管理局专利实施项目，已在我 厂590口井上应用。
出砂形成空洞后的套管工作应力是地层骨架较完好时的1.5-2.0倍。
400
700
360
模型B
600
套管有效应力/MPa
有效 应力/MPa
320
500 400 300 200 100
出砂情况2 出砂情况1
N80 J55
280
240
模型A
200
160
未出砂
0 10 20 30 40 50 60 70
120 0 1 2 3 4
静态腐蚀速率 Vcorr，mm/a 0.2028
动态腐蚀速率 Vcorr，mm/a 0.9910
0.15
1#
2# 3#
联合站
联合站 联合站
CO2
Blank CO2 CO2 Blank CO2 CO2 CO2
0.2349
/ 0.4008 0.2140 0.0942 0.2773 0.3489 0.2355
合计
80
12
92
87.0%
336
23.8%
全厂套变井/全厂油水井总数=14.1%
L13油藏剖面图
临13区块为典型的复杂断块多层层状油藏，含油面 积18.4km2，分布在大小75个断块中，每平方公里断层达 11.2条。套变井比例是平均值的近两倍。
错断示意图
临盘采油厂
（三）套损原因 套变井
3、出砂影响
矿化度越高、套漏比例越大。
临盘采油厂
（三）套损原因 套变井
主要原因是：非均匀地应力影响、断层失稳滑移、出砂、泥岩吸水蠕变
1、非均匀地应力
套管承受着非均匀的对称性载荷，套管容易沿载荷大的
方向被向内挤压，内通径变小。
1.50 1.45 1.40 1.35 1.30 1.25 1.20 1.15 1.10 1.05 1.00
数量 分类 套变 (口) 套漏 (口) 合计 (口) 套变井占套 损井比例 断块总井 数(口) 套变井占断块 总井数比例
油井
水井 合计
13
20 33
3
12 15
16
32 48
81．25%
62．5% 68．8%
130
67 197
12.3%
29．9% 24.5%
弯曲示意图
全厂套变井/全厂油水井总数=14.1%
1.1475
3.6539 4.7218 1.3281 / / 0.8740
腐蚀速率（mm/a）
0.1
0.05
XI32-X3
0 0 50 100 150 200 250
XI52-11
CO2含量（mg/l)
XI32-X37
CO2含量与腐蚀速率呈线性正比关系，污水对A3钢的腐蚀速率
>0.076mm/a，实验表明，通入CO2后，腐蚀速率增大3-6倍。
商河油田商三区属于高压低渗透油藏，部分注水井油压已达25MPa以
上，水井套变比例高于全厂套变井平均值15.8% 。
临盘采油厂
（三）套损原因 套漏井
主要原因是高矿化度和二氧化碳造成的腐蚀
1、高矿化度腐蚀
实验表明油井污水矿化度达
45000-50000mg/l时腐蚀严重。
临南油田套损井概况表
分类 油井 水井 总井数 套漏(口) 105 12 117 总井数(口) 225 72 297 占总井数比例 46.7% 16.7% 39.4%
数量 分类 油井(口) 水井（口） 合计（口） 埋深1300m-1800m（出砂区块） 套变井数 109 74 186 总井数 492 156 648 比例 22．1% 47．4% 28．6% 埋深大于1800m（不出砂区块） 套变井数 75 77 152 总井数 1294 438 1732 比例 5．8% 17．6% 8．8%
措施二 ： 全井采用9.17mm加厚套管，油层部位提高钢级。 近三年应用区块统计表
序号 1 2 应用技术 全井加厚 油层部位提 高钢级 应用区块 盘40-80块、盘40-斜93块、盘 40-99块、商25块 盘40-80块、盘40-斜93块、盘 40-99块 井数（口） 53 38 现状 全井采用9.17mm套管 油层部位采用P110套管
套损井主要产生在临盘、商河、临南油田。其中套变井448口，套漏井294口 临盘油田套损特征：断层多、断距小、出砂严重，非均匀地应力、断层失稳 和出砂造成套变。套变井338口，占套损井比例71.5%。 商河油田套损特征：含油层系多，泥岩吸水蠕变造成套变，套变井100口，
占套损井比例70.9%。
临南油田套损特征：矿化度高，腐蚀造成长井段套漏，套漏井117口，占套
序号 1 2 应用技术 先期防砂 水平井精密滤 砂管完井 应用区块 临93馆三、商30块、唐4-斜60块、盘2-20 块、盘2-4块 临93馆三、盘2-20块、盘2-4块 井数（口） 78 30
临盘采油厂
（一）完井过程 低渗透、特低渗油藏
措施一 ：油层套管提高钢级，2500m以上的井采用P110套管。 措施二 ： 提高泥岩段完井套管钢级和壁厚，提高套管抗挤强度。 近三年应用区块统计表
序号
1 2
应用技术
油层部位加厚 油层部位提高 钢级
应用区块
商548-10块、临86-1块、田4块、夏43-斜 1、商88-1块、临95块、夏503沙四、夏 510块、夏502块、夏509块、临111-1块 临86-1块、田4块、夏503沙四、夏510块 、夏502块、夏509块、临111-1块
井数（口 ） 101 62