套损原因分析及措施-于建玮

套损原因分析及措施

于建玮

测试十大队

摘要：随着油田开发的不断深入，套损已经成为影响油田开发的重要因素。造成套管变形的原因是多种多样的，搞清造成套损的原因，对于预防套损有十分重要的意义。

前言

朝阳沟油田经过多年的开采，油水井普遍存在套管损坏的情况。在以往工程井测试工作中，发现有些井已经是严重的变形与破损，严重影响油田的正常生产。本文重点分析套管损坏的原因，并提出几点解决措施。

一、套损检查方法

我们在平时测井过程可以通过电磁探伤测井，同位素全井找漏，井径仪测井等测井方法对井下管柱进行检测，检查是否存在套管损坏变形等情况。

图1 电磁探伤测井套管变形实例

1、电磁探伤测井可在油水井正常生产情况下，在油管内测量套管的壁厚变化及损坏情况，节省了检查套管情况时起、下油管的作业费用，这一特点使得对油、水井井身结构损坏进行普查成为可能。如图1中，左图存在厚壁与薄壁之间的转变，而右图中显示的是套管变形或者结垢。

2、同位素五参数组合测井可同时录取五条曲线，该方法同位素示踪曲线、油管内流量和井温资料以及压力异常点可以相互印证，查找有套管外漏情况。

3、多臂井径仪测井是套管检验测井过程中应用最为广泛的。该仪器是一种接触式测量仪器，即通过仪器的测量臂与套管内壁接触，将套管内壁的变化转为井径测量臂的径向位移，通过井径仪内部的机械设计及传递，变为推杆的垂直位移；差动位移传感器将推杆的垂直位移变化转换成电信号。如图2中992-995

米之间存在套管漏损显示。

图2 多臂井径仪套管漏损成果图

二、套损原因

造成套管损坏的原因很多,也很复杂,归纳起来主要有地质因素、井身因素、生产因素、腐蚀等,但绝大多数套管损坏是多种因素共同作用的结果。

1、地质原因

地壳运动（包括断层、沉降）及各种开采活动造成油藏体积发生变化,使得地应力发生变化,从而在地层中形变性质有明显差异的层面产生应力集中,使地层的构造分层,并产生剪切滑移,导致邻井套管遭受非均匀外挤力而发生挠屈变形,甚至错断。如图3、4、5所示。

图3 地层位移使套管发生错断

图4 地层位移使套管发生错断

图5 地层应力变化导致套管弯曲

2、井身原因

主要包括套管设计强度不够，施工时丝扣密封不严，固井质量差，在钻井过程中造成套管磨损。在向井中下套管时,套管外表面难免与坚硬岩层产生剧烈摩擦,若强行下入,套管一方面遭遇重大磨损,另一方面套管柱易失稳弯曲而变形损坏。另外,套管磨损后, 内表面积增大,与腐蚀介质的接触面增大,并使套管内壁表面加工钝化层消失,内层金属直接与腐蚀介质接触,加速套管的腐蚀速度。

3、生产原因

高压注水会造成地层体积膨胀。当压力从注水井和可渗透岩石向外扩散扩张时会对油层和边界层之间的界面产生很大的压力。如果这个力超过了界面强度,就会发生滑移,使邻井造成套损。

压裂过程中,固体充填引起的永久性体积变化也会导致地层沿层面滑动。

油层出砂会引起上覆岩体下沉和下覆岩体上冲联合作用,使油藏层段缩短,影响套管的横向支撑,使

其形成挠曲。

图6 高压注水导致压力、腐蚀加重

图7 地层腐蚀

4、化学腐蚀

套管腐蚀的原因是多方面的如图7。由于土壤是多物质组成的复杂混合物, 颗粒间充满空气、水和各种盐类, 使土壤具有电解质的特征。土壤腐蚀基本上属电化学腐蚀, 腐蚀原因主要有以下几种:溶解氧腐蚀，二氧化碳腐蚀，硫化氢腐蚀等。

几点建议

1. 增加套管设计强度, 选择优质套管，提高其抗挤毁能力在容易引起套损的井段如射孔段、泥岩层段、断层附近等处,应选用高强度的厚壁套管。

2．选择镀层套管，即在套管表面形成一层具有控制腐蚀作用的覆盖层，直接将套管与腐蚀介质分离

开来。

3．优化井身结构对于易腐蚀的区块,固井时将油层套管外的水泥返高尽量设计的高一些,可延缓气体对套管的腐蚀,预防套漏,阻止外部水源侵入。

4．适当降低注水压力注水压力不得高于地层最小水平主应力值。应定期对注水井实施洗井、防膨及解堵等作业,防止地层污染,也可以开展周期注水降压试验, 有效地控制注水压力的持续上升。

5．开展阴极保护技术可以有效预防腐蚀的发生