柳南区块套管损坏机理研究及综合治理技术

柳南区块套管损坏机理研究及综合治理技术

焦金生,焦光辉,薛　涛,朱磊磊

(冀东油田公司陆上油田作业区,河北唐海　063200)

摘　要:针对柳南区块开发中后期套管损坏较多,严重影响油田正常开发生产的情况,对该区块套管损坏的因素进行了分析,总结了套管损坏的规律,并对套管损坏修复和综合治理技术进行了研究和应用,使油井井况好转,区块开发效果明显改善。

关键词:套管损坏;机理研究;综合治理

中图分类号:T E358+

.4 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)16—0093—02 柳南区块构造复杂,断层较为发育,非均质性严重,特别是近几年加快了开发速度,油水井措施作业频繁,随着油藏采出程度的增加,油层动用程度提高,又造成地层出砂严重,部分油层经历多次射孔、挤封,极易造成套管破损变形。同时随着开采方式的增加和改进,如负压采油、分采等,套损形势更加复杂,修井难度越来越大。统计分析柳南区块共发生套管损坏井26口,占总井数28.6%,套管损坏严重影响了油田正常的生产。轻者可使生产管柱不能正常下入,重者可造成油井套管外井喷,致使油井报废。套管损坏使部分增产措施不能实施,尤其是部分主力油层段,严重影响区块的开发水平提高,造成局部剩余油暂时无法动用或相当长时间内无法动用,增加了油田稳产难度。因此,加强油井套管损坏机理及治理技术研究,已成为目前油田面临的重要课题。1　套损因素及机理分析1.1　地质因素分析

柳南区块断层的形成和发育主要受高柳断裂和柏各庄边界断裂的影响,断层十分发育,以拉张性正断层占优势,有部分张扭性断层,浅层及上部断裂相对发育,断层交割关系比较复杂。断层或地层局部失稳,使地应力在井壁上集中作用,超过套管的承载能力时,导致套管损坏,损坏形式主要表现为剪切、挤扁和缩径。柳南区块主要沉积相类型为曲流河点坝微相,砂体厚度大,非均质性较为严重,多个单砂体相互叠置,上下层之间主要为泥质砂岩所隔,由于泥质砂岩见水后发生蠕变将地应力作用于套管,导致

一些特定地层的套管极易被挤压损坏。1.2　地层出砂因素分析

柳南浅层油藏明、馆两套储层成岩性较差,胶结物含量较低,胶结疏松易破碎,随着柳南区块进入高含水期而采用大排量提液后,增加了套损井的数量。因为加大采液强度后,会引起地层压力的迅速降低,开采过程中井底油层产生较大激动,高含水对地层岩石的胶结物也有破坏作用,引起油层出砂严重。从近几年柳南作业中发现80%以上油井发现出砂,砂柱高度从11.9米到410米不等。随着出砂量的增多,井筒周围地层砂产出形成空洞,空洞上方的岩石和疏松砂层由于缺乏支撑而塌落,岩体进入新的平衡状态,油井可能继续出砂,如果地层砂没有及时补充过来,套管周围砂岩形成空洞,套管在砂层段外部约束减弱,为套管纵向弯曲创造了条件,由于砂岩油层塌陷和上部地层的沉降,在井筒周围发生复杂的岩层位移,使套管柱受到井壁压、塌、挤造成弯曲变形,甚至错断破裂。

1.3　井下作业因素分析

柳南区块曾经作为油田主力区块,封层补孔、卡水、防砂、提液等措施频繁,导致套管变形损坏。井下卡水堵水施工,用封隔器或挤封进行封隔,封隔器坐封力和挤封里都会使套管内挤压力增大,易损坏套管;砂卡或井内落物,需要冲砂或打捞作业,频繁作业对套管造成损坏;射孔造成套管挤破或开裂,如果套管韧性较差时,会加剧套管的损坏。柳南区块套管损坏点主要分布在Ng 、Nm 组主力小层的射孔井

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　2012年第16期 内蒙古石油化工

收稿日期5作者简介焦金生(—),男,河南巩义人,助理工程师,6年毕业于西南石油大学石油工程专业,获学士学位,现

在中国石油冀东油田陆上油田作业区采油一区担任地质师。

:2012-0-21

:1982200

段,占油层部位套管损坏的80%以上;柳南区块挤封、酸化等作业次数多,75%以上套管损坏井实施过挤封作业,最多一口井历史作业挤封过7次。

2　套管损坏的综合治理技术

为了提高柳南区块储量的控制和动用程度,对区块的套管损坏井进行潜力论证,针对造成套管损坏的原因,实施了针对性的措施方针,常用的套管损坏综合治理的技术主要有解卡打捞、钻塞套铣和老井侧钻等。

2.1　解卡打捞

由于地层出砂或套管变形,导致井筒内的双卡管柱、桥塞、分采管柱等用常规动力无法打捞的情况。L102-4井2010年4月在补孔作业中,起原井管柱时,出现遇阻现象,活动400KN-500KN,原井管柱拔脱,造成井下落物,使该井主要潜力层NmⅢ12 -1小层的28#层无法正常生产。为生产该潜力层,作业队大修捞出井内全部落物,下笔尖探砂面1725. 80m冲砂至1876.73m,钻开1876.73m和1913.66m 两处灰塞,下D150mm铣锥及D152mm套铣筒修套,打印,下桥塞专用捞筒捞出井内两个桥塞,下D150mm通井规通至2066.03m,起出完好。全井段化堵,下桥塞卡封36#层,油管输送127枪127弹射孔28#层,油层中部压力17.13MPa,初期日产油18. 6t,含水1.6%,增油效果明显,阶段累计产油3270t。

2.2　钻塞套铣

采用各种钻头、磨铣鞋、套铣筒等硬性工具对被卡落鱼进行破坏性处理或对套变井段进行修套,如对电缆、钢丝绳、下井管柱及工具进行钻磨、套铣,清楚掉阻卡处的落鱼,对套管变形扭曲井段进行修正,使得作业工具可以顺利的通过。LN3-6井由于多次射孔,井径测井显示在套管9#层段存在严重的扭曲变形,工具无法正常下入,为确保下步补孔作业顺利实施,作业队下D110mm铣锥铣锥+D114mm铣棒磨铣至1626.19-1630.0m,查D110mm铣锥磨损,最小外径D108mm;D114mm铣棒磨损最小外径D107mm,下D110mm通井规至深度1932.37m,中途无阻。油管输送89枪补孔12#、14#层,初期日产油8.3t、含水77.6%,达到措施预期效果,阶段累积增油900t。

2.3　老井侧钻

利用定向工具及钻具,在原井眼段的一定深度内按照预定的方位进行测斜钻井,避开下部井眼和套管,重新开辟出新井眼,根据设计的轨迹钻进,控制井眼轨迹中靶,下入新套管固井。该技术在原井眼地面位置不变,对下部实施侧斜钻进,形成新的井眼。因侧钻成本费用较高,该技术主要运用在老井井筒存在严重的套管破损变形,修补后无法满足正常的生产,且套变位置以下具有可观的剩余油潜力。L125-4井在1863m处存在严重的套变且地层出砂严重,井区目前没有其它油井控制,根据该井历史及邻井生产情况分析,NgⅢ油组剩余油潜力较大(表1),研究决定利用该井向北东方向进行侧钻。侧钻后电测解释油层35.4m/11层,投产初期日产油10.7t,达到产能设计要求,阶段累计产油1580t。

表1　柳125-4井区储量动用情况表

油组

含油面积

(km

2

)

地质储量

(×10

4

t)

采收率

(%)

可采储量

(×10

4

t)

累计产油

(×10

4

t)

剩余可采储量

(×10

4

t) NgⅢ1-20.0711.7133.6 3.930 3.93

N gⅢ30.07 5.7833.6 1.940.75 1.19

NgⅢ4-20.020.7333.60.250.080.17

NgⅢ5-10.09 2.1433.60.7200.72

合计0.3620.3633.6 6.840.83 6.01

3　结论

总结了柳南区块套管损坏的机理,找出了套管损坏的主要原因,为该断块井况防治技术的实施提供了参考的依据。

实施解卡打捞、钻塞套铣和老井侧钻等套管损坏综合治理技术,油井生产可以达到恢复生产的效果。

套管损坏治理是一项系统工程,只有综合应用系列套管损坏预防措施和治理措施才能延长油井寿命,恢复油井生产,提高油田综合开发效果。

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