吉林油田油水井套管损坏因素分析及预防措施

收稿日期：2004-06-03 作者简介：刘杰（1963-），女（汉族），辽宁开原人，中油集团公司辽河石油勘探局供水公司工程师，应用数学专业，从事油（气）井修井、技术 评估及培训工作，辽宁省盘锦市兴隆台区，（0427）7861224。 辽河油田油水井套管损坏机理及修复措施 刘杰 （中油集团公司辽河石油勘探局供水公司，辽宁盘锦124010） 摘要：分析了辽河油田油水井套管损坏的原因，介绍了辽河油田几种较先进的套损检测方法，提出了几种常用的 修复工艺，对辽河油田因地制宜地采取套管修复措施，恢复套损井的正常生产具有一定的借鉴意义。 关键词：辽河油田；油井；水井；套管损坏；套管检测；套管修理 中图分类号：te358+.4文献标识码：b文章编号：1672-7428（2005）02-0050-03 casingdamagemech

当今越来越多的强化采油措施使套管的工作环境不断恶化,所受的外载不断增加。现场实际情况表明,油水井投产后,套管承受的外载比完井时大的多,这是造成套管损坏的一个重要因素。因此,认真分析和研究套管损坏的各种因素和机理,改进套管设计方法,满足长期采油需要,是一个亟待解决的问题。

采油三厂所辖的文、卫、马、古等四个油田是一个较为复杂的断块油气田,由于长达20多年的开发;受地质、工程和套管老化等因素的影响,套损井越来越多,套管的损坏已严重影响了油田的开发效果。为解决上述问题,遏制井况恶化,恢复注采井网,提高油田开发效果,急需开展“油水井套管损坏防治配套技术推广应用”这个项目。

针对纯化油田实施高压注水以来,注水井套管损伤日益增多的现象,通过现场调研,找出该油田套管损害的主要原因,并从物理和化学两方面提出了防治措施,即在管柱上加设套管保护封隔器和环空保护液,对已发生套损的井应用套管补贴、换套管、注水泥等方法进行治理,矿场已取得较好效果。

由于长期注水开发,加上频繁的措施作业等因素影响,各油田套管损坏情况十分严重。近几年,各油田套管损坏速度呈直线上升趋势。文章在充分现场调研的基础上,系统研究了油田套管损坏的各种类型,分析了造成套管损坏的各种因素和生成机理,提出了油田开发实践中避免或减少套管损坏的具体措施和建议。

针对油田油水井套管发生腐蚀渗漏的现象,分析了土壤腐蚀性的相关参数.结果表明,土壤电阻率、土壤氧化-还原电位、土壤理化性质等对套管的腐蚀起决定性作用;根据贝克曼综合评价指数,确定土壤腐蚀性,评价结果为大庆油田大部分土壤为强腐蚀等级,必须采取有效的防护措施,防止套管渗漏

统计显示,八面河油田注水套管损坏的表现形式有三种,即:变形、破裂和密封性破坏。造成套管损坏的主要原因有地质断层的影响、泥岩蠕变、泥岩吸水膨胀挤压套管、注入水冲刷腐蚀、固井质量差、井下作业影响等几个方面。预防套管损坏,除保证在钻井施工中的固井质量及科学规范地进行井下作业外,在生产中主要是采取一定的工艺措施保证使用安全和防止或减缓腐蚀。

对九四区稠油热采中油气井套管损坏原因进行了分析,了解稠油套管腐蚀的规律,分析出套损方式以套管外漏为主要原因,提出了油井套管腐蚀因素是造成套管外漏的主要因素,认为稠油热采中油气井套管腐蚀是土壤水分、含盐量、温度等诸多因素共同作用的结果,其中含水的高低是影响套管腐蚀速度的重要原因。而油层上部套管又是套管腐蚀穿孔的重灾区。现场实际说明了浅层套管腐蚀穿孔现象的主要原因来自于套管外壁修井液的强烈腐蚀。预防上部套管腐蚀的关键环节在于防止修井液流入套管外壁附近,因此,在井口建立修井液导流和储存装置,才是解决问题的关键所在。

我国油田套管损坏的原因探讨

提出了适合大庆地区的套管防腐技术—手镯阳极套管防腐技术,通过室内模拟实验确定手镯式阳极的最佳组合方式.结果表明,每只手镯式阳极极化半径超过9m,极化场呈辐射状.在浅表层100m内每一根套管固定一个手镯式阳极是最佳的组合方式;套管保护电位均负于-850mv(sce),套管保护电流可极化到地下100m.

现场测定测试井的土壤环境,发现大庆地区土壤中cl-含量、so24-含量均较高,地下土壤电阻率变化较大,在土壤纵向深度上对钢质设备构成强腐蚀影响环境.采用地下参比电极"接触测试"法,对套管实施保护后的纵向深度套管保护电位进行定量测试.结果表明,套管保护电位曲线光滑,电位均负于-850mv,套管保护电流可极化到地下100m.手镯阳极与套管同时下入作业井内,不增加现场作业难度及作业成本,具有实际推广应用价值.

油水井套管腐蚀破损一直是严重困扰长庆油田正常生产的技术难题。该油田通过多年艰苦探索和实践,在油田套管腐蚀方面取得了重要的认识突破,形成了适合长庆环境特点的两项套管外防腐主体工艺技术和二项内防腐技术,积累了套损井防治的经验。套管防腐技术的大量应用,为油田大发展提供了技术保障。

本文分析了造成套管损坏缩径变形的主要因素,提出了以防为主、防治结合的治理措施。

随着油田开发时间的不断延长,开发方案的不断调整,由于不同的地质,工程和管理条件,油水井套管技术状况逐渐变差,甚至损坏,使油田不能正常生产,影响了油田的稳产。特别是现在越来越多的采油措施不断应用于生产,如:酸化、压裂、高压注水等,虽然取得了一定的成效,但同时也使套管工作环境恶化,使套管受到的损坏不断增加。因此对套管损坏机理开展研究,并在此基础上搜集不同开发方式的套管损坏预防措施和防治办法,对油田的生产有实践意义。本文通过大量的文献调研,从套管的损坏原因入手,从整体上全面地、系统地进一步认识套管损坏机理并在此基础上找到相应的预防措施和治理办法。

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通过室内实验,得到了手镯式阳极套管的电力线分布及极化场形态,找到了手镯式阳极的最佳组合方式,分析了手镯式阳极在土壤环境中对套管的保护效果.实验结果表明,手镯式阳极极化场呈辐射状,极化半径超过9m,在浅表层100m内每间隔一根套管固定一个手镯式阳极是最佳的组合方式,在土壤环境中可对套管起到良好的保护作用.

针对大庆油田油水井浅表层套管腐蚀外漏逐年加剧的问题,对于正常生产的油水井套管的防腐保护提出套管外壁侧埋深井牺牲阳极串的防腐蚀技术.通过室内模拟实验,发现在水电阻率和阴-阳极面积比近似相同的情况下,深埋阳极对套管的保护效果明显优于浅埋阳极,阳极以串、并联组合方式连接有较大的电流输出和较好的电位分布.结果表明,阳极以深埋方式为宜,阳极埋入深度在3000cm~5000cm左右为最佳位置,阴阳极间最佳距离为900cm.

套管损坏一直是困扰油田开发的严重问题之一,严重制约着油田的生产与发展。找准引起套管损坏的主要矛盾并有效的解决此矛盾对于油田的可持续发展有着重要的意义,尤其是对于注水开发效果较好的区块更是意义重大。

套损井的大量出现,给油田长期稳产带来了极大影响。通过分析青海油田套损井的分布区域、井型、形态等方面,研究套损现象发生的特征规律,分析青海油田套管损坏的主要影响因素,针对性的提出了预防套管损坏的有效措施,为今后的综合治理提供了建议。

油水井套管损坏的主要原因是油页岩和页岩的水侵,除此之外,油层出砂、管制质量以及化学元素对套管的腐蚀等,均可造成套管间接或者直接的损坏。而依据这些损坏原因,又可以将套管的损坏类型归纳为变形、破裂、密封性破坏等。依据这些,可采取改进套管柱设计方法的改进、严格要求套管质量、提高套管的抗压能力等方法来解决以上问题。

套管损坏严重影响了油水井产能的发挥，制约着油田的发展，是提高采油速度和最终采收率的一大障碍。本文简要介绍了辽河油田套管损坏现状，重点分析了套管损坏的主要原因，同时针对目前套管损坏的的主要问题提出一些预防措施。

套管损坏严重影响了油水井产能的发挥，制约着油田的发展，是提高采油速度和最终采收率的一大障碍。本文简要介绍了辽河油田套管损坏现状，重点分析了套管损坏的主要原因，同时针对目前套管损坏的的主要问题提出一些预防措施。