油水井套管維修工藝技術研究

【摘要】隨著我國各大油田油水套管損壞井數(shù)逐年的增加，套管損壞問題成為了石油工業(yè)中的棘手難題，給油田開采帶來了巨大的經(jīng)濟損失，修井工作任務增加，造成大量資金的被動投入，破壞了油田的注水開采的平衡關系，制約著油田開發(fā)的調整。套管損壞一直是制約油田開發(fā)的主要因素，所以本文對套管損壞的原因、類型、檢測、預防及修復進行了有針對性的分析。

一、套管損壞危害分析

大量套管井的產(chǎn)生，延長了油水井的非正常生產(chǎn)時間，增加了修井作業(yè)的大量成本，破壞了油水井注采井網(wǎng)的正常布局，同時也降低了油氣的常量。特別是，當一口井出現(xiàn)破漏或錯斷后，往往會造成層系間串水，軟化地底巖層，形成大范圍的“浸水域”，引起相鄰井套管成片的損壞。一口油水井報廢之后，那就要再打更新井以維持生產(chǎn)狀態(tài)。

而由于過去對完井工作的概念缺乏完整系統(tǒng)的認識，對油水井做不到科學設計和合理施工，投產(chǎn)以后做不到科學的管理，致使地下各種矛盾交織，形成了反反復復的惡性循環(huán)。

二、套管損壞分析

1、井身因素

主要包括套管設計強度不夠、套管缺陷、井眼“狗腿度”超標，鉆井過程中套管磨損、套管絲扣密封不嚴、水泥返高不夠、固井質量差等。

2、地層因素

主要包括異常高壓地層作用、地層沉降壓實、地應力變化等。

3、生產(chǎn)因素

主要包括油層出砂、超高壓壓裂、熱采、高壓注水等。

4、腐蝕因素

套管腐蝕機理很復雜，常見的有電化學腐蝕、化學腐蝕、細菌腐蝕和氫脆，而最普遍的就是電化學腐蝕，即溶解氧、CO2和H2S引起的套管損壞。

三、套管損壞類型分析

套管損壞主要包括彎曲、縮徑、錯斷、破裂、穿孔、滲漏。

根據(jù)調研分析，在統(tǒng)計的68口套管損壞井中：

彎曲變形類有5口屬，占7.4%。

縮徑的有4口，占5.9%。

套管破裂的有6口，占8.8%。

套管錯斷的有6口，占8.8%。

套管穿孔的有43口，占63.2%，是套管損壞的主要形式。

套管滲漏的有3口，占4.4%。

四、套管損壞檢測分析

目前檢測方法中的電磁、超聲波、渦流、機械電位、吸水剖面均是通過檢測物理信號間接地判斷套管的腐蝕及損壞情況，漏檢和誤檢率較高。而以下有針對性的檢測方法效果會更好。

1）對于套管破裂和錯斷，傳統(tǒng)的方法是鉛膜打印。

2）對于套管腐蝕，主要采用電、磁測井方法。

3）對于套管縮徑，主要采用多道井徑儀測量井徑的變化情況。

4）對于套管彎曲，國內外某些油田采用測井斜和方位變化來解決，傳統(tǒng)的方法是采用薄皮管驗彎或根據(jù)起出的有關彎曲情況直接觀察

5）對于串漏，主要采用井溫測井和下封隔器試壓驗漏。

另外，新方法包括：超聲波彩色井壁成像法、“鷹眼”攝像法、多臂井徑測量法、速率陀螺測量法、磁法測壁厚法、垂直測井法、噪聲測井法等。

五、預防套管損壞措施

根據(jù)多年經(jīng)驗，本文總結了以下的積極有效的措施。

1）增加套管強度，提高抗擠抗壓能力；

2）優(yōu)質的套管；

3）合理的井身結構；

4）適當降低注水壓力；

5）合理的壓裂方案；

6）化學防護措施；

7）機械防護措施。

六、套管損壞井修復分析

1、機械整形

套管整形基本采用機械整形法，包括脹管器整形、磨銑整形、頓擊器擴徑整形等。這種方法只適用于變形量較小的情況。

2、化學修復

化學修復工藝主要有爆炸整形、爆轟補貼、焊接擴徑、化學堵漏等。爆炸整形適用范圍比較廣，對于橢圓變形、套管錯斷、錯斷口產(chǎn)生的彎曲變形及大井段、多點連續(xù)變形，都能通過爆炸整形工藝加以修復或大范圍改善。爆轟補貼是指使用外徑小于套管內徑的金屬無縫鋼管作為補貼管，用炸藥或火藥在爆炸時釋放的能量將襯貼管脹大并牢固地補貼到套管內壁上，形成雙層或多層組合套管的工藝。而化學堵漏則是利用化學堵漏劑封堵套管腐蝕穿孔漏失和修復封固段套管變形破裂的方法。

3、套管補貼技術

膨脹管套管貼補技術是近幾年興起來的、對破損套管進行有效修復的一項技術，目前普遍采用的有實體膨脹管和波紋膨脹管兩種，這兩種技術各有所長，在國內各大油田都處于試驗應用階段。

4、深部取套技術

這種技術是治理錯斷、破裂、補漏的一種積極有效的手段，深部取套可以徹底地修復套管。

結論

造成油水井套管損壞的原因很多，但絕大多數(shù)套管損壞都是多種因素共同作用的結果，目前還沒有十分有效的措施，因此預防工作更顯其重要性。所以，優(yōu)選套管、增加套管強度、采用合理的生產(chǎn)方案，在某種程度上可以有效地減緩套管損壞。