华北油田套损现状与油层套管上窜机理深入探讨

44 440
比例，% 76.8 8.2 5.0 10.0
/
2.套变、套损分析
套损发现时间
套损井数（口）
四厂
五厂
二连
40 二连：95年36口，01年25口 35 五厂：93年16口，94年15口 30 四厂：97-98年10口/年，01年16口 25 20 15
10 5 0
1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001
2.套变、套损分析 套损防治与治理
3、采用小直径工具应用于套变井分注 由于套变套损井的存在，许多水井的常规分注工作无
法开展，严重影响了区块整体开发效果。为此，在套变井 段（大于φ100mm ）应用小直径分注工具进行分注，改善 了分层治理效果。
在对套变、套损的治理上，针对套管损坏形态，研究 应用了成熟的修复工艺技术。这些技术主要包括套管整形 技术、加固技术、贴补技术、取套换套技术和侧钻技术等。
发现时间
2.套变、套损分析
套损发现时间
由于套变套损井都是在作业中发现的，所以套 变套损井井数与每年的作业次数也有直接的关系。 以二连油田为例，94～96年发现套变井数占作业 井数的比例分别为12.8%、15.2%和12.6%，01～ 02年发现套变井数占作业井数的比例分别为8.0% 和8.9%，均高出其他年份，即出现了两个相对高 峰值。
47
87
61 156 351
平均寿命，a 12.1
9.9
3.6
5.5 7.8
2.套变、套损分析
套损原因分析
原因1：膏盐层的“塑性”流动造成套管损坏
采油五厂荆丘油田的晋45断块膏盐地层主要成份为 膏岩、盐岩和页泥岩。在钻井过程中，膏盐层井径扩大 率过大，井眼曲率过大，造成井径不规则使固井形不成 均匀水泥环，这样地层“塑性”流动就会对套管柱施加非 均匀“点载荷”，从而对套管局部的挤压力超出套管的抗 挤压力，造成钢级为P110、壁厚为10.54mm的高强度套管 发生变形，甚至挤毁。
华北油田套损现状和 油层套管上窜机理深入探讨
目录
概况 套变、套损分析 套管上窜分析 结论
1. 概况
截止到2002年底，据不完全统计，华北油田共发现 套变、套损和上窜井779口，占油田总井数的12.9%。 套损形式包括套管上窜、变形、错断、缩径、破裂及 漏失等。其中套变、套损井442口，占总套损井的 56.7%；套管上窜井337口，占总套损井的43.3%。同 时，华北油田油井套管损坏程度要比水井套管损坏程 度严重，油井套损643口，占总套损井的82.5%，水井 套损136口，占总套损井的17.5%。
50
37
0 泥岩
157 44
砂岩
68 19
膏盐
由此可见，华北油田套管损坏井段大多发生在泥岩 地层和砂岩地层，部分发生在膏盐地层。
2.套变、套损分析
套变套损形式
通过对华北油田440口套损井统计，套损形式主要 有套管变形、弯曲、错断及破裂漏失等四种。
变形 弯曲 错断 破裂漏失 合计
统计井数，口 338 36 22
华北油田部分断块套损状况图
总井数 套损井数 套损率
240 207
200
160
120
87
80 41.1
40
0
京11
121 72
59.5
晋45
134
23 17.2
哈301
88 21 23.9
阿11
145 52
35.9
阿31
2. 套变、套损分析 套损井岩性分布
井数（口） 比例（%）
200
150
132
100
2.套变、套损分析
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
套损完好时间
根据对采油三厂、采油四厂、采油五厂和二连公司的351口 井统计，从油水井投产、投注到发现套变、套损时间最长的是 采油三厂，套管平均完好时间为12.1a，时间最短的为采油五 厂，平均完好时间为3.6a，总平均7.8a。
采油三厂 采油四厂 采油五厂 二连公司 合计
统计井数，口
2.套变、套损分析
套损原因分析
2)断层的存在导致套管损坏 位于断层附近的注水井在高注水压力的作用下，部分注
入水通过断层面导流到其它中、高渗透层，或渗透到泥岩 层，致使部分断层表现出明显的“导水”现象，注入水沿断层 面窜流，而侵入到上下泥岩层中，引起泥岩的膨胀蠕变， 产生非均匀载荷挤压套管；另一方面，断层导水使断层侧 面被“润滑”，磨擦角变小，容易发生侧移，对套管产生剪切 作用，而使套管遭到破坏，破坏特征为弯曲变形。因此， 断层导水造成断层附近油水井套变、套损。
2.套变、套损分析
套损原因分析
原因2：油田“双高”注水导致套管损坏
1)泥岩蠕变造成套管损坏 注水开发后，注入水通过断层、岩层界面、窜槽等侵 入非注入泥岩层。泥岩属于不稳定岩体，被水润湿后胶 结强度大大降低。随着水的继续入侵，胶结力逐渐消失， 其内聚力随泥岩含水增多而下降，改变了泥岩的力学性 质和应力状况，使泥岩层产生位移和变形从而挤压套管， 造成套管的错断或变形。
华北油田各采油厂套损井比例
二连公司 23.7%
采油一厂 26.8%
采油五厂 9.2%
采油四厂 11.2%
采油二厂 1.7%
采油三厂 27.3%
2. 套变、套损分析
油田分布特点
从已发现的套变套损井的情况来看，除近几年新 投入开发的断块外，各油田都有一定数量的套变套损 井，前期开发的老油田情况更为严重，套变、套损井 主要集中在采油四厂的京11断块，采油五厂的晋45断 块，二连阿南油田的阿3、阿11、阿31断块和哈南油 田的哈301、哈24断块。
2.套变、套损分析 套损防治与治理
1、采油五厂荆丘油田的膏盐地层，采用双层组合套管工艺 缓解非均匀载荷对套管产生的外挤作用力，预防套管损坏 见到了明显效果。 2、针对高注采比、高压注水引起的构造断层复活、移动及 泥岩层的蠕变、滑移造成的油水井套管损坏现象，进一步 调整开发方案，降低注采比，使注采趋于平衡，逐步降低 地层压力，将注水压力控制在原始地层压力水平附近，以 减缓套管损坏速度。
2.套变、套损分析
套损原因分析
原因3：射孔削弱套管强度导致套管损坏
射孔完井是油田重要的完井工艺，但射孔对套管强度 有很大影响。由于射孔后套管强度降低，导致油井套管损 坏。一是由于射孔后，套管孔眼周围将产生不同长度的纵 向裂纹，裂纹将产生应力集中，又加快裂纹的发展，同时， 裂纹区易加快套管腐蚀，也严重降低了套管强度。二是设 计套管柱时，忽略了生产层射孔的问题。因此，在套管柱 强度设计本来就不富余的情况下，因射孔对套管带来一定 的伤害，加速了套管的损坏。