油水井套管錯(cuò)斷治理技術(shù)研究與應(yīng)用

景偉 臧鑫赫 宋成立 常青

目前大多數(shù)油田由于多年開(kāi)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(guò)程中，錯(cuò)斷通徑大的套損井可采取取套、封井等大修技術(shù)進(jìn)行治理，但有些井套管錯(cuò)斷嚴(yán)重，套內(nèi)套外吐泥巖不止，以常規(guī)大修取套、掃塞等技術(shù)無(wú)法達(dá)到有效治理目的。成為制約油田穩(wěn)產(chǎn)和高效開(kāi)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(guò)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。

關(guān)鍵詞：套管錯(cuò)斷；水泥穩(wěn)層；泥巖膨脹；

1、套管錯(cuò)斷機(jī)理研究

1.1套損產(chǎn)生原因

1.1.1套管缺陷影響

套管缺陷是指在套管加工制造時(shí)，出現(xiàn)壁厚不均勻、加工微裂痕或內(nèi)部組織缺陷、連接螺紋間隙大等。這種套管下人井后，可能發(fā)生連接不好、密封不嚴(yán)、滲漏等問(wèn)題，嚴(yán)重者會(huì)發(fā)生脫扣和斷裂。2016-2018年有部分新井投產(chǎn)時(shí)就發(fā)現(xiàn)套管錯(cuò)斷，主要集中在250-300米之間，斜井為主，通過(guò)印痕發(fā)現(xiàn)套變魚(yú)頂為套管接箍。

1.1.2固井質(zhì)量影響

鉆井井眼不規(guī)則、固井水泥不達(dá)標(biāo)、水泥與巖壁膠結(jié)固化不好等問(wèn)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；高礦化度的地下水與套管發(fā)生化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕；地層硫酸鹽還原菌、硝酸鹽還原菌與套管發(fā)生生化腐蝕，形成套漏。

1.1.3注水影響

油田進(jìn)入全面注水開(kāi)發(fā)后，隨注水壓力升高，油層孔隙壓力也隨之升高?？紫秹毫ι哂刑岣唑?qū)油能力的作用，但在多方面條件下會(huì)引起套管變形，注水后油田油水井套損井?dāng)?shù)逐年增加。

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，注入水可從泥巖的原生微裂縫和節(jié)理侵入，也可沿砂泥巖界面處侵入。由于泥巖中富含蒙脫石等吸水礦物，會(huì)使泥巖發(fā)生體積膨脹，此時(shí)泥巖往往處于塑性狀態(tài)，當(dāng)具備一定傾角時(shí)便會(huì)發(fā)生塑性流動(dòng)，從而對(duì)套管產(chǎn)生擠壓，導(dǎo)致套管損壞。套變套漏處泥巖進(jìn)一步大量吸水導(dǎo)致套管外周?chē)鄮r聚集膨脹，造成套管錯(cuò)斷，

1.3上部套管錯(cuò)斷機(jī)理

目前某廠有10余個(gè)新井平臺(tái)出現(xiàn)套管錯(cuò)斷套返等事故，這些平臺(tái)井先出現(xiàn)返泥漿，再出現(xiàn)套管錯(cuò)斷，最后發(fā)生套返，最終整個(gè)平臺(tái)套管錯(cuò)斷、平臺(tái)套返嚴(yán)重，污染環(huán)境、造成油氣資源損失。下面以X號(hào)平臺(tái)為例：

該平臺(tái)2009年8月投產(chǎn)投注，共有14口，其中油井9口、水井5口， 2012年3月到2013年5月陸續(xù)確認(rèn)5口油井在85m附近套管錯(cuò)斷，套內(nèi)吐泥巖，套外地層坍塌。

從鉆井情況分析，該平臺(tái)套管錯(cuò)斷井錯(cuò)斷位置均在表套底部以下位置，固井水泥均返到地面，從解釋結(jié)果看油層部位固井質(zhì)量較好；地表淺層固井質(zhì)量較差。該平臺(tái)3口井鉆井過(guò)程中發(fā)生過(guò)淺層泥漿漏失，吐泥巖嚴(yán)重，鉆進(jìn)加不上單根現(xiàn)象。

2、套管錯(cuò)斷吐泥巖井配套治理技術(shù)

某廠有20多口新井上部套管錯(cuò)斷吐泥巖不止，在治理過(guò)程中主要有以下幾個(gè)困難：套管在80-120m左右錯(cuò)斷地層坍塌套內(nèi)外吐泥巖不止；在表套下部80m左右地層大量漏失套銑作業(yè)不返泥漿；表套與油層套管之間有滾動(dòng)扶正器，套銑難度大作業(yè)周期長(zhǎng)。

針對(duì)上述問(wèn)題，通過(guò)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(wèn)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)、其工藝為利用銑錐脹磨方法對(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。

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。

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(guò)以水泥穩(wěn)定坍塌地層技術(shù)及套管貼補(bǔ)為主的套管錯(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，對(duì)已報(bào)廢的油水井進(jìn)行封井，防止臨近注水井注水強(qiáng)度過(guò)大，在報(bào)廢井處形成注入水二次水竄，影響注水開(kāi)發(fā)效果，同時(shí)對(duì)周邊井造成的破壞；在報(bào)廢封井時(shí)一定要保證封井質(zhì)量，確保油層有效封固，杜絕淺水層與油層聯(lián)通，形成淺層水竄。增加新井表層套管深度及鋼級(jí)，防止淺層水竄，推擠套管造成套管錯(cuò)斷；新井固井時(shí)保證固井侯凝時(shí)間，侯凝時(shí)間不能小于24小時(shí)。在生產(chǎn)管理方面，調(diào)整和制定合理的注采壓力，減小套管受壓，延長(zhǎng)使用壽命；實(shí)行細(xì)分注水，及時(shí)落實(shí)分層注水方案，調(diào)整吸水剖面，均衡注水強(qiáng)度。