套管的失效和处理

套管的失效和处理

内容摘要

《套管的失效和处理》，主要分析油水在长期采注输过程中，套管因化学腐蚀、作业过程中的机械伤害、井下工具的坐封解封、地层的应力等原因，导致套管强度下降、不密封，套管发生不同情况的失效形式。通过对目前套管失效情况的调查分析，对套管损坏井进行分类，归纳分析了造成套管损坏的主要原因，并结合成功修复套管损坏井的事例，深入探讨了套管损坏特点的修复工艺技术，这些修复工艺技术经过现场多口井的应用，成功地解决了现场生产难题，同时缩短了修井时间，降低了生产成本。

关键词：油水井作业套管套管损坏套管修复技术套管处理

第1章前言

世界各国油田开发进程表明，随着油水井生产的时间延长，开发方案的不断调整和实施，由于地层地应力的变化、油水井作业及其他施工的影响，油、气、水井套管技术状况越来越差，使油井不能正常生产，甚至使井报废，以致影响油田稳产。如美国威明顿油田，从1926年到1986年开发60年间，由于大量采出地下液体，引起该地区较大的构造运动，油田中心地区地面下沉达9m，水平位移最多达3m，造成油水井成片错断，损失严重；罗马尼亚的坦勒斯油田开发

22年后，已有20%的油井套管损坏；俄罗斯的班长达勒威油田有30%的油水井因套管损坏而停产。国内港西油田油水井套损比例高达40%以上；长庆樊家油田投入开发仅13年，油水井套损比例达34%，吉林扶余油田套管变形井至1988年多达1347口，占总井数的39.4%；大庆油田套损井数逐年增加，1997年套管损坏井576口，2001年套损井超过700口，整个油田套损井累计已超过8000口。胜利油田在四十余年的开发过程中，由于长期的注水开发，使本来就复杂的地质条件变得更加复杂，油水井套管的状况越来越差，套损井也逐年增加。胜利油田大量套损井，主要集中在孤岛、孤东、胜坨、埕东、渤南和滨南等几个大型整装含油气构造上。另外，疏松砂岩油藏和几个稠油热采工艺区域矛盾尤为突出。据查，胜利油田截止1991年底套损井已占油、水井总数的十分之一，16400多口井中就有1659口套损井（其中包括正式批准工程报废井266口）。截止到今年的4月，胜利油田有限公司（不包括海洋、清河）有油水井27375口，其中有套损井5427口（其中油井3318口，水井2109口），占总井数的19.8％。报废井4838口，其中因套损原因报废的1502口，占31.1％；停产井7212口，因套损原因停产井2089口，占29％；生产井15325口，其中套损井1836口，占12％。如此数量的套损井的出现，必然影响到井网的完善和布网的困难，油田不得不投入大量资金打更新井和替

补井，也相应地增加了作业工作量，更重要的是影响了油田的开发效果和经济效益。并且，胜利油田每年新增加套损井400口（已连续三年超过430口），修复任务相当繁重，是一项长期的修复工程。因此研究油田套管损坏失效的防治技术对油田预防和修复套损井、减少套损井、完善注采关系及油田可持续开发具有重要意义。

第2章套管现状调查

2.1套管现状调查

随着勘探开发的不断深入，套管损坏井越来越多，越来越严重，严重地影响了油田正常生产，造成了巨大的经济损失。截止到2006年6月，XX油区油水井中套管损坏井184口（其中试采一厂150口、试采二厂29口、安徽采油厂5口），占江苏油区油水井总井数的10.3%。其中钻井、作业等人为造成损坏的25口井。经分类统计，套管损坏类型主要有破漏、变形、外漏和作业时碰损四种，其中套管破漏井最多(87口)，占套损井总数的47.28%。江苏油田套管损坏井分布面广，涉及油区达25个，个别油区相对严重，损坏类型较为典型。如真武、富民及杨家坝油区共有套损井75口，占总套损井数的41.9%，其套损井数分别占各油区总井数的23.9%、42.0%、13.0%。经归纳分析，造成本油田套

管损坏的主要原因有套管质量差、地层水腐蚀、固井质量差、高压注水的影响、油水井周围岩性的影响及施工作业的影响。

2.2套管失效的类型

套管因损坏而失效，出现套管破裂、套管错断、套管腐蚀、套管弯曲变形和套管缩径等现象。江苏油田套管损坏井失效形式多种多样，经分类统计，按其损坏失效的特征和原因可以分为套管破漏、套管变形、套管外漏和作业时碰损四种类型。

（1）套管破漏。这样类型最多，占套损井总数的47.28%，主要表现为套管在轴向上有裂缝或破孔。有的油井微裂缝很难发觉，当套管内带高压作业时，原微裂缝被撑大，变成张开的裂缝，此时油管漏；当套管内压力降低时，裂缝又闭合变成裂纹，不影响油井正常生产。

（2）套管变形。主要表现为套管在轴向上有一处或多处挤扁、缩径或弯曲变形，其中挤扁变形较多，当下大工具遇阻时通过打铅印可以得到验证。

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（3）套管外漏。主要表现为油水井套管外面有油气水渗漏。套管外漏多发生在夹层薄而且比较疏松的地层或在井的浅层，因为浅层井段地层松散，套管外水层没有封固住或套管外水泥返高没达到此处，正常生产时地面有油气水渗出。（4）作业时碰损。这种损坏分钻井作业、下套管作业和修

井作业时碰损套管三种。损坏的程度轻重不一，有变形、破裂、错断、外漏和综合几种损坏，有的甚至造成油水井报废或套管内侧钻新井。

第3章套管失效的机理分析

结合江苏油田套管因损坏而失效的井四种类型，归纳分析了造成该油田套管损坏的主要原因有以下六种：

3.1套管质量差

江苏油田前几年存在着套管检验设备缺乏、手段落后、检验项目少、抽检率低，造成下井套管本身质量差，强度低，承受不了长期生产过程中所承受的复杂多变的外力作用，导致套管损坏。如周32-2井投产后含水上升很快，挤水泥封堵后套管试压仍稳不住，测井温发现1230m-1275m井段套管存在破损，超声波成像解释井深1263m附近套管有小块断裂。

3.2地层水腐蚀

地层水含有一定氧气，在地层温度条件下会发生强烈的腐蚀反应：

2e+O +H O→(OH) 22Fe→Fe +++2e ++

Fe +3(OH) →Fe(OH)3↓

Fe(OH)3可以生成黄色的FeO铁锈。杨家坝油田目前综合含水23 接近70%，高含量的地层水一方面加速了套管腐蚀，