油水井套损原因及治理优化策略分析

油水井套损原因及治理优化策略分析

摘要：油井、注水井套损问题不但会造成注水井网的破坏，也会影响注水产

量的稳定，同时还会影响到油田产量。目前，油井套管的失效主要有变形、断裂

和腐蚀穿孔三种类型。影响油水井套损的主要原因有：地质构造应力、工程设计

和腐蚀因子。在这些影响因素中，“强注强采”扩张对油水井套管的地质构造力

及内部压力差异是导致套管失效的主要原因。针对套损的理论，采用相应的防范

措施，降低油水井套损所带来的损失，对于油气藏的开发和设计都有一定的参考

价值。

关键词：油水井套损；成因；管理；战略

1油水井套损的主要原因

1.1泥岩吸水后粘土膨胀造成的套管变形

研究表明，在储层中，砂泥岩互层段和泥岩段是普遍存在的。因此，当注入

水逐步流向泥岩层时，由于黏土矿物的吸水量增大，会导致泥岩段的成岩胶结力

降低，从而使其变形更加明显，并产生大量的非均匀应力，这些应力会影响油水

井套管的性能，从而影响油水井的开采效率。这极大地改变了套管的形状和强度。

1.2射孔原因

当前，射孔作为一种重要的完井方式，其产生的高压能够严重破坏水管结构。此外，射孔过程中，孔眼附近的固井水泥墙会遭到剧烈撞击，导致严重变形，进

而大大降低其对套筒的保护；另外，射孔还会导致套筒本身位置的改变，进而导

致套损。

1.3腐蚀原因

通常情况下，注入的水和产出液中含有强腐蚀性物质，如盐和酸，这些物质

可以与套管中的铁发生化学反应，导致套管壁厚减薄，从而降低套管的强度，加

剧套管疲劳，甚至可能导致套管渗漏。通常来说，侵蚀效应对于地面水和注油井

矿化度较高的油井中来说更为严重。

1.4井眼周围岩石压力对套损的影响

在钻井前，原先地面应力位场中的各岩体处在稳定状态，但是钻井后，由于

应力释放，周边岩体形成了临空面，打破了原先的稳定状况，导致周边岩体位置

重复布置，使得孔壁上的应力比原先大得多。当应力集中在一个区域时，它会导

致土层产生塑性变化或开裂。这些变形和破裂由于水泥环的影响，并且由于周边

岩体的反作用力的影响。所以，周边岩体的压力是导致这些套管变形损失的原因。

2油水井套损的预防措施

2.1提高工程质量

在中国现阶段，油水口的设计重点大多是提升安全系数，而忽视了地质情况

或其他条件对方案设计的重要性，这种设计的错误会对方案的针对性造成不利，

因为设计者忽视了地理条件的重要性，并将采油和钻井分开，从而使得方案设计

过程中缺乏有效的考虑因素，从而影响了油水口的安全性和可靠性。由于设计者

未能充分考虑压裂、灌注等工序和套筒间的关系，致使油水井套管经常出现锈蚀、缩径等现象。想要有效避免这些现象的发生，应该根据当地的地质情况和采油条件，采取有效措施，如选用适当的密封脂，进一步提高固井的整体质量，并且改

进设计，以期达到最佳的效果。

2.2泥岩的蠕变

（1）为了防止泥岩上发生蹿水现象，我们采取了一系列保护措施。这些预

防措施大部分是面对泥岩层进水的状况，因为进水会导致泥岩膨胀，最终导致泥

岩活动。为了避免这种状况，我们采取了准确控制注水压力的预防措施，以防止

注水压力超过岩层压力。（2）在制定压裂方案过程中，设计人员应特别注意目

标层与泥岩层之间夹缝的厚度，以确保压裂设计的科学性。在检验压裂纹是否能

够穿过夹层时，必须确保它不能穿过夹层，这样才能开展下一阶段的建设。这样

做的好处在于，可以最大限度防止泥岩遇水膨胀，从而防止油水井套损的状况发

生。此外，唯有将油层的准确构造当作依据，才能保证压裂设计的科学性。确定

施工压力至关重要，因为它可以有效防止在压裂过程中出线套管损坏的状况。

2.3降低井间的梯度，保证注采的平衡

各种岩层内部压强的改变必须受到关注，因为它们对套损的产生有着决定性

的影响。在保持阶梯和水平力走向完全一致的前提下，井内的压差和平面差是造

成套损的关键因素，但是在一些特定条件下，即使压差极小，也可能会造成套损

的产生，比如原生压强低于岩层压强，或者原生压强高于岩层压强，这就是阶梯

挤压所致，因此，工作人员应该特别注意这一点，以确保油田的安全运行。在油

田开发过程中，除去采取常用的控水和控压措施外，还必须对井内压力和梯度水

压加以平衡，以尽可能地保持相应水压数据的持平，从而有效防止油田套损的产生。当地层压力相同时，水压数据越高，产生油田套损的概率也就越大。

2.4对管柱进行设计和研究

为了有效防止油水井套损，我们制定了一系列预防措施，其中最重要的是“防”。所以，延长管柱的应用年限，是进一步提高油水井管柱整体生命的根本。为此，我们提出了动态结构设计的概念，透过调整管柱相关参数，使其能够与油

藏所处区域的地质结构相匹配，比如压裂、高温、射孔等，这样，与常规的方案

比较，动态设计的意义就是确保在油藏开发过程中，能够更好地满足油藏的需求，从而大大提高油水井管柱的使用寿命。随着数据的变化，方案可以迅速调整以适

应新的情况。通过加强套管的密封性，可以有效地防止浸水或高压情况的发生，

从而延长封隔器的使用寿命。此外，定期检查套管的密封性也能够及时发现潜在

风险，从而提高其使用寿命。

2.5保证提捞采油水井内部压力的平衡

当提捞采油水井内在气压出现降低情况时，由于高压产生，套筒会受到损害，其中最常见的表现形式是缩径和套弯。经过分析，可以得出结论：在井深和水压

确定的情况下，提捞采油水井内在压强处于一个相对稳定的水平，与外部压力保

持平衡，此时套管所受应力位值很小，因此，确保提捞采油水井内在压强的稳定

性至关重要。