油田注水井套損機(jī)理分析與預(yù)防措施研究

郭有鑫 肖圣潔.

摘要：我國(guó)對(duì)石油的需求促進(jìn)了油田開(kāi)采業(yè)的大力發(fā)展，在油田中存在低滲透油田，要依靠高壓注水技術(shù)進(jìn)行開(kāi)采。開(kāi)采的質(zhì)量與注水井套管的質(zhì)量有直接性的關(guān)聯(lián)，綜觀實(shí)際的開(kāi)采作業(yè)，套管經(jīng)常性發(fā)生變形，需要找出引發(fā)套管變形的原因，針對(duì)原因制定預(yù)防和改善措施，從而使開(kāi)采質(zhì)量不斷提高。

關(guān)鍵詞：石油;注水井套損;機(jī)理;預(yù)防措施

石油是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可或缺的能源，使石油開(kāi)采業(yè)在需求的推動(dòng)下大力發(fā)展。開(kāi)采過(guò)程中，套管損害問(wèn)題嚴(yán)重影響著開(kāi)采質(zhì)量，如果能夠了解套管變形的程度及損害的機(jī)理，從而根據(jù)變形成程度與損害機(jī)理制定防范措施，避免發(fā)生套管變形現(xiàn)象，還能有效解決套管發(fā)生腐蝕而導(dǎo)致漏失的現(xiàn)象^[1]。以下內(nèi)容是對(duì)油田注水井套損機(jī)理分析與預(yù)防措施進(jìn)行的研究，具體內(nèi)容如下：

1 注水井套管發(fā)生損壞的原因分析

1.1 地質(zhì)因素

1.1 巖層施加壓力因素

在開(kāi)發(fā)油田時(shí)，需要了解油井所在地域具有的地層應(yīng)力場(chǎng)狀態(tài)，如果處于平衡性，才可以進(jìn)行開(kāi)采。在開(kāi)采作業(yè)中，由于開(kāi)采過(guò)程會(huì)導(dǎo)致井眼部位具有的平衡應(yīng)力全部釋放，使所在的巖層發(fā)生了漏空現(xiàn)象，平衡狀態(tài)嚴(yán)重缺失。需要重新調(diào)整應(yīng)力結(jié)構(gòu)，才能促使開(kāi)采作業(yè)順利開(kāi)展。調(diào)整應(yīng)力的原因是，鉆井時(shí)會(huì)對(duì)鉆井部位產(chǎn)生較大的壓力，如果壓力值超過(guò)所能承受的壓力值時(shí)，會(huì)產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象或者是變形的問(wèn)題。此時(shí)，巖層的應(yīng)力向井眼處匯集，達(dá)到巖層受力的極限后，地層發(fā)生變形或者是斷裂。變形現(xiàn)象或者是斷裂問(wèn)題會(huì)使此處的套管發(fā)生損害，影響度較大。

1.1.2 吸水后的泥巖發(fā)生蠕變與膨脹

對(duì)石油井進(jìn)行注水工作時(shí)，部分注入的水會(huì)逐漸滲透至最深層的地層內(nèi)。如果滲透的水量較多或者是一直滲透，深層地層內(nèi)的巖石會(huì)不斷吸入水分，導(dǎo)致巖石產(chǎn)生稀松、不緊致的問(wèn)題，巖石的凝聚力大幅度降低。地層應(yīng)力會(huì)受到巖石的影響，如果巖石稀松，會(huì)導(dǎo)致地層應(yīng)力產(chǎn)生不平衡，巖層壓力轉(zhuǎn)移至套管部位，套管在較大的壓力下發(fā)生斷裂、變形的問(wèn)題。

1.2 地震與地殼運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致套管損壞

在開(kāi)采油田作業(yè)中，會(huì)經(jīng)常性的遇到地震災(zāi)害與地殼運(yùn)動(dòng)，此時(shí)期進(jìn)入注水工作會(huì)產(chǎn)生較大的壓力，使地層的平衡受到影響。巖層的應(yīng)力布局發(fā)生改變，巖石吸入較多的水降低凝聚力，產(chǎn)生稀松的問(wèn)題，進(jìn)一步加大了地層應(yīng)力不平衡，使壓力轉(zhuǎn)移至套管，導(dǎo)致斷裂、變形的問(wèn)題發(fā)生。

1.3 油層出砂

注水工作中存在水驅(qū)油的工作環(huán)節(jié)，此環(huán)節(jié)會(huì)使巖層中的砂巖成分吸收較多的水分而產(chǎn)生膨脹，至使砂巖變形。砂巖在液壓的影響下產(chǎn)生出砂問(wèn)題，如果出砂量大會(huì)導(dǎo)致空洞的產(chǎn)生。與此同時(shí)，部分壓力轉(zhuǎn)移至井套套管，套管無(wú)法承受壓力，發(fā)生斷裂。

2 預(yù)防油田注水井套損的措施

2.1 提升泥質(zhì)巖夾層防護(hù)工作質(zhì)量

在開(kāi)采作業(yè)中要進(jìn)行射孔作業(yè)，要把射孔的位置與泥巖夾層的距離要保證遠(yuǎn)距離。如果某此因素?zé)o法保證遠(yuǎn)距離，要做好夾層的保護(hù)工作^[2]。另外，固井的質(zhì)量決定著套損的發(fā)生，井層間避免發(fā)生互竄現(xiàn)象、水竄入泥巖層現(xiàn)象。固井的質(zhì)量越高，套管的保護(hù)能力越好，主要是套管受到的壓力降低。保證固井的質(zhì)量依靠的是水泥漿的調(diào)制比例，使水泥具備堅(jiān)固性，有利于保護(hù)井套。涂抹水泥漿時(shí)要達(dá)到緊密度，避免縫隙產(chǎn)生，使保護(hù)作用得到保證。此措施能夠有效防止注水時(shí)的水流入巖層，發(fā)生變形、斷裂的問(wèn)題。

2.2 提高套管抗壓性

套管產(chǎn)品質(zhì)量是決定變形、斷裂問(wèn)題發(fā)生率的根本性原因，所以，在購(gòu)置套管時(shí)，要嚴(yán)格把控質(zhì)量，能夠具備抗擠壓能力、抗腐蝕能力。在選擇套管時(shí)，要根據(jù)實(shí)際的操作情況與匹配度選擇套管，從而有效降低變形、斷裂問(wèn)題的發(fā)生率。另外，要分析出發(fā)生套管損害的位置或者是地層應(yīng)力較大的部位，此部位一定要運(yùn)用質(zhì)量水平高的套管，避免事故的發(fā)生。套管的厚度能夠增強(qiáng)抗壓性，可以選擇套管時(shí)要把厚度考慮在內(nèi)^[3]。

2.3 防止上部套管發(fā)生腐蝕漏失措施

套管發(fā)生漏失問(wèn)題是由于套管發(fā)生了腐蝕現(xiàn)象，為了避免漏失發(fā)生，需要建立預(yù)防腐蝕的措施，使套管的性能得到保證。

2.3.1 注水質(zhì)量不斷提高，降低腐蝕損害

注水工作中，要在注入的水中加入緩蝕、殺菌、防垢等作用的保護(hù)液，加入的方式采取定期加入環(huán)空的方式，經(jīng)過(guò)實(shí)踐可知，具有的緩蝕作用較好。

2.3.2 利用環(huán)空保護(hù)技術(shù)提升套管壽命

以往油套環(huán)空的隔離措施采取的是封隔器，為了起到防腐作用，把雙層凝膠作為軟密封主劑代替封隔器，使隔離效果加強(qiáng)，不會(huì)受到井筒條件的約束。經(jīng)過(guò)實(shí)踐可知，防腐效果良好。

2.4 保持注采平衡

在注水作業(yè)中，要使斷層上升盤(pán)與下降盤(pán)的注水量達(dá)到平衡度，能夠有效緩解由于非平衡注水而促使地應(yīng)力發(fā)生改變。保證了地應(yīng)力處于平衡狀態(tài)，才能保證套管不會(huì)受到壓力的作用而發(fā)生損害。從此可以看出，保持注采平衡能夠有效緩解非平衡狀態(tài)，使套管受到了保護(hù)。

結(jié)束語(yǔ)：

通過(guò)上述內(nèi)容可知，套管發(fā)生變形、斷裂的現(xiàn)象，是由于注水作業(yè)造成了不平衡的地應(yīng)力，不平衡的地應(yīng)力會(huì)作用于套管，使套管無(wú)法承受較大的壓力，導(dǎo)致了變形與斷裂問(wèn)題。解決這一問(wèn)題的措施是要注意注采平衡、采用高質(zhì)量的套管、提升泥質(zhì)巖夾層防護(hù)工作質(zhì)量等措施，使套管得到了有效的保護(hù)，避免了變形、斷裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]王飛，吳軍，吳鈺.油田注水井套損原因與治理對(duì)策[J].化工管理.2014，（15）：19-20.

[2]劉廷臻.東辛中油田注水井套損原因與治理對(duì)策[J].中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院學(xué)報(bào).2010，（04）：32-33.

[3]王飛，吳軍，吳鈺.油田注水井套損原因與治理對(duì)策[J].化工管理.2014，（15）：12-13.