扶余油田套返井治理技術(shù)研究與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

陳存玉，吳 剛，王麗麗，于 哲，李大銘

吉林油田公司扶余采油廠

扶余油田套返井治理技術(shù)研究與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

陳存玉，吳 剛，王麗麗，于 哲，李大銘

吉林油田公司扶余采油廠

目前大多數(shù)油田由于多年開發(fā)和井網(wǎng)調(diào)整，造成井距近、井網(wǎng)密集、油水井井?dāng)?shù)多，井況復(fù)雜多變。在大修治理過程中，錯(cuò)斷通徑大的套損井通過治套、取套、貼補(bǔ)等大修技術(shù)進(jìn)行治理，但套管錯(cuò)斷嚴(yán)重，套內(nèi)吐泥巖不止、套外地層坍塌的套損井通過常規(guī)大修取套、治套等技術(shù)不能有效治理。套管錯(cuò)斷嚴(yán)重井治理難度大，修復(fù)成功率低，油水井套管錯(cuò)斷問題日益突出，成為制約油田穩(wěn)產(chǎn)和高效開發(fā)的不利因素。對(duì)套管錯(cuò)斷機(jī)理進(jìn)行認(rèn)真分析，在不斷探索和總結(jié)的過程中，形成了套管錯(cuò)斷井治理技術(shù)和套管錯(cuò)斷的預(yù)防措施，對(duì)今后套管錯(cuò)斷井的治理提供了一定的經(jīng)驗(yàn)和指導(dǎo)作用。

套管錯(cuò)斷；水泥穩(wěn)層；泥巖膨脹

引言

國(guó)內(nèi)各油田大部分區(qū)塊開采時(shí)間長(zhǎng)，油水井套損所占的比例逐漸增高，嚴(yán)重影響油水井正常生產(chǎn)或注水，部分井被迫停產(chǎn)停注，同時(shí)增加維護(hù)作業(yè)工作量和作業(yè)成本費(fèi)用，影響油田的高效開發(fā)，特別是可采儲(chǔ)量大、采出程度低的區(qū)塊。因此，從理論和生產(chǎn)實(shí)際上對(duì)套損井治理工藝技術(shù)進(jìn)行研究是有必要的。

1 、套管錯(cuò)斷機(jī)理研究

1.1 套損產(chǎn)生原因

1.1.1 套管質(zhì)量缺陷影響

套管質(zhì)量缺陷是指在套管加工制造時(shí)，套管壁厚不均勻、套管本體有裂痕或缺陷、連接螺紋間隙大小不一致等。質(zhì)量缺陷的套管下入油水井后，可能發(fā)生連接不好、密封不嚴(yán)、滲漏等問題，甚至?xí)l(fā)生脫扣和斷裂等井下事故。在下套管過程中，套管外表面與堅(jiān)硬巖石摩擦，特別是在“狗腿度”大的井段時(shí)，采取強(qiáng)行下入，套管不僅磨損嚴(yán)重，而且易折斷彎曲。目前新井套變主要以套管變形為主，但套管錯(cuò)斷比例不斷增加，主要集中在250-300米之間，斜井為主，通過印痕發(fā)現(xiàn)套變魚頂為套管接箍，主要原因?yàn)樘坠芙z扣密封不嚴(yán)或鉆井過程中套管絲扣磨損。

1.1.2 固井質(zhì)量影響

鉆井井眼不規(guī)則、固井水泥質(zhì)量差、固井參數(shù)不合格、水泥與巖壁膠結(jié)差等問題都將影響到固井質(zhì)量。固井質(zhì)量差使套管失去水泥環(huán)的保護(hù)，受到巖石側(cè)向變形的積壓，引起套管損壞；在套管外形成連通的通道，失去封隔不同壓力地層的作用，使地層外壓力竄通；套管與地層直接接觸，礦化度高的地下水與套管壁發(fā)生電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕；地層硝酸鹽還原菌、硫酸鹽還原菌與套管壁發(fā)生生化腐蝕，套管在地下長(zhǎng)期腐蝕、逐漸形成套管穿孔。

1.1.3 注水開發(fā)影響

油田進(jìn)入全面注水開發(fā)后，隨注水壓力升高，油層孔隙壓力逐漸升高?？紫秹毫ι咴鰪?qiáng)驅(qū)油能力，同時(shí)擠壓套管造成套管變形，注水開發(fā)后油田油水井套損井?dāng)?shù)逐年增加。

油層孔隙壓力隨著注水壓力升高，而巖石抗剪切強(qiáng)度隨這油層孔隙壓力的升高而減小，當(dāng)油層孔隙壓力等于巖石垂向應(yīng)力時(shí)，巖石抗剪切強(qiáng)度最小，一旦受到外力作用，極易剪切破裂。

隨著注水壓力升高，注水井底與采油井底之間的注采壓差逐漸增加，特別是低滲透裂縫油田，注入水進(jìn)入油層后不能順暢地驅(qū)替到油井中去，造成注水井油層壓力遠(yuǎn)高于油井油層壓力，從而使注水井指向油井的注采壓差力增加。這個(gè)力作用在巖石骨架上，當(dāng)注采壓差力大于巖石抗剪切強(qiáng)度時(shí)，巖石破裂。破裂的地層將在注采壓差力推動(dòng)下，注水井向油井方向滑動(dòng)造成套管擠壓變形。

1.2 泥巖膨脹、地層坍塌機(jī)理研究

在注水壓力較高條件下，注入水進(jìn)入泥巖的原生微裂縫和節(jié)理，甚至沿砂泥巖界面處侵入。當(dāng)注入水進(jìn)入泥頁(yè)巖后，泥頁(yè)巖抗剪強(qiáng)度和摩擦系數(shù)大幅度降低，泥巖中的蒙脫石等吸水礦物會(huì)使泥巖發(fā)生體積膨脹，此時(shí)泥巖處于塑性狀態(tài)，當(dāng)具備一定傾角時(shí)便會(huì)發(fā)生塑性流動(dòng)，從而擠壓套管導(dǎo)致套管損壞。

套管破損處泥巖大量吸水導(dǎo)致套管外周圍泥巖聚集膨脹，擠壓套管造成錯(cuò)斷，泥巖破碎坍塌，大量泥巖碎塊通過套管錯(cuò)斷處進(jìn)入井筒掩埋油層，此時(shí)大量注入水通過套管錯(cuò)斷處進(jìn)入到泥巖層中，加劇泥巖吸水和滲漏，泥巖膨脹成輻射狀向外伸展，附近油水井在泥巖膨脹力和注入水的腐蝕聯(lián)合作用下陸續(xù)發(fā)生套管變形或錯(cuò)斷損壞，被迫停產(chǎn)停注。

2 、套管錯(cuò)斷吐泥巖井配套治理技術(shù)

某廠有20多口井套管錯(cuò)斷吐泥巖不止，在治理過程中主要有三個(gè)技術(shù)難點(diǎn)：套管錯(cuò)斷、地層坍塌套內(nèi)外吐泥巖不止；地層大量漏失、套銑作業(yè)不返泥漿；表套與油層套管不居中，套銑難度大作業(yè)周期長(zhǎng)。

針對(duì)上述問題，通過現(xiàn)場(chǎng)施工，采取注水泥穩(wěn)定坍塌泥巖、小通徑打通道、套管貼補(bǔ)等工藝成功治理18口井，恢復(fù)油水井正常生產(chǎn)。

2.1 注水泥穩(wěn)定坍塌泥巖

首先向斷點(diǎn)注入水泥30-50T，關(guān)井侯凝24-36小時(shí)，水泥與坍塌地層膠結(jié)凝固，達(dá)到穩(wěn)定地層，抑制吐泥巖，吐到井筒內(nèi)，解決了套內(nèi)吐泥巖不止、沖掃不進(jìn)尺、加不上單根鉆具等問題；同時(shí)與套管膠結(jié)，固定套管，保證治套工具能夠有效磨銑，解決了套管因套外泥巖坍塌存在水平位移的問題。

2.2 小通徑打通道技術(shù)

小直徑套損井打通道技術(shù)其實(shí)質(zhì)是一項(xiàng)綜合性套管整形、擴(kuò)孔技術(shù)、其工藝為利用錐銑脹磨方法對(duì)小通徑的套損部位進(jìn)行整形、擴(kuò)徑，強(qiáng)行拓展下行空間，使之恢復(fù)原通徑，治套后通徑在∮120mm左右達(dá)到貼補(bǔ)要求，進(jìn)一步處理套內(nèi)，保持井筒清潔干凈無(wú)落物。

由于套管錯(cuò)斷嚴(yán)重，需采取領(lǐng)眼磨銑技術(shù)進(jìn)行治理，選擇的工具有領(lǐng)眼平底磨銑、領(lǐng)眼凹面磨銑、活動(dòng)領(lǐng)眼磨銑等工具。

2.3 套管貼補(bǔ)技術(shù)

在治套完成后采用膨脹管對(duì)錯(cuò)斷套管進(jìn)行貼補(bǔ)，恢復(fù)套管強(qiáng)度，防止泥巖吐到井筒內(nèi)，影響正常生產(chǎn)。傳統(tǒng)套管貼補(bǔ)技術(shù)要求套管通徑在120mm以上，即Φ120mm*4000mm通井規(guī)通井不刮不碰，由于套管錯(cuò)斷嚴(yán)重，大修治套必須保證套管通徑120mm以上，在實(shí)際施工中很難達(dá)到要求；大通徑膨脹管技術(shù)對(duì)套管通徑要求不高，保證貼補(bǔ)管下到貼補(bǔ)位置即可，大修治套后基本能夠滿足要求。

檢查貼補(bǔ)質(zhì)量，下驗(yàn)竄封隔器K344-105封隔器，卡在貼補(bǔ)位置，井口上部管柱連接試壓裝置，試壓15Mpa，以壓力不降為合格。

3 、結(jié)論

本文針對(duì)套管錯(cuò)斷、地層坍塌、吐泥巖不止，沖掃作業(yè)加不上單根等難點(diǎn)，通過套管錯(cuò)斷地層坍塌井配套治理技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用，能夠解決上述技術(shù)難點(diǎn)，恢復(fù)油水井正常生產(chǎn)，但套損井?dāng)?shù)量以每年100多口井的數(shù)量增加，因套損造成的產(chǎn)能損失仍然很高，因此，必須以預(yù)防為主，調(diào)整和制定合理的注采關(guān)系，減小套管受壓，延長(zhǎng)套管使用壽命；實(shí)行細(xì)分注水，及時(shí)落實(shí)分層注水方案，加強(qiáng)注水井壓力檢測(cè)，及時(shí)調(diào)整壓力異常井注水方案。