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[摘 要]本文在对套损井损坏机理和原因进行分析的基础上,结合套损井的修井作业实际对修井作业技术措施进行了探究。
[关键词]套损井;损坏特点;技术措施
中图分类号:F426.22 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)20-0051-01
胜利油田经过了几十年的修井作业,勘探开发条件更加复杂,由于频繁的井网加密、修井作业等措施,使得油井套管出现损坏的几率大大增加。套管损坏后严重影响油田的勘探开发,需要结合其损坏机理分析损坏原因,并采取有针对性的技术措施进行修井作业。
一、套损井的损坏特点及损坏原因
1、套损井的损坏特点
随着勘探开发时间的延长,套损井在我国老油田中较为常见,并且随着勘探开发力度的加大呈现出增长加速的趋势。套损井一般呈现以下的特点:套管损坏段通径变小,存在严重的油管夹扁现象;套管损坏的井段较长,且随着时间的延长呈现出日益严重的弯曲变形;油井套管一旦出现损坏,就容易出现多点损坏的状况;损坏井段套管外封固缺失或未封固。套损井一般存在如下的套损规律:套管变形和漏失是两大主要的损坏现象,前者包括弯曲变形和缩径等,后者包括套管断裂和破裂、穿孔漏失、套管外窜等;套损位置纵向分布上,大部分位于油气储层上下界面之间,在水泥返高与油气储层上界面之间也存在20%左右,在油气储层下界面以下较少;套损位置横向分布上,多分布在油气富集的构造区域,特别是在构造的顶部、轴部以及倾角较大的翼部损坏较多,在钻遇断层构造的油井中,断层构造两侧损坏也比较严重。
2、套损井损坏的基本原因
一是油井出砂。油井出砂是砂岩油藏等疏松油藏套管损坏的主要原因,该类油藏具有胶结疏松、埋藏浅、非均质性严重等特点,在开采中油气储层、地层与套管外的水泥封固环易形成亏空带,引起套管承受的应力变化,使套管出现弯曲或断裂。二是注水开发方式不科学。注水开发特别是高压注水在进入井下泥岩区域后会产生微裂缝,持续高压下会产生蠕变,形成比泥岩上覆盖岩层压力更大的蠕变力,对套管产生挤压造成套管损坏。三是腐蚀问题。油井套管的腐蚀主要是注水腐蚀和硫化氢腐蚀,主要是井下污水中酸离子、钻井液中无机盐物质、微生物中硫酸盐还原细菌和嗜氧细菌等,这些物质的存在都会引发套管腐蚀,进而造成套管损坏。四是增产措施的影响。采取增产措施是致密性低渗透砂岩油藏套管损坏的主要原因,该类油藏胶结致密、渗透率低且埋藏较深,油气储层压差较大,需要通过酸化和压裂等方式進行开发,高压和高腐蚀环境极易造成套管损坏。五是交变热应力影响。稠油油藏粘度高、埋藏浅,需要进行注蒸汽热采,在开采中套管需要承受高温、高压的交变热应力负荷影响,使套管的塑性变形部位极易发生损伤。六是套管材质设计、固井质量等因素。套管使用材质、加工质量和管柱强度设计不科学等因素会影响套管使用。同时,钻井的井径和钻具等不达标容易引起套管丝扣脱落、腐蚀漏失、破裂弯曲等,固井质量不合格会使套管强度减小,使其承压能力降低,引起套管损坏。
二、套损井修井治理技术措施
1、套损井检测技术措施
套损井修井作业需要首先对套损情况进行全面的把握,要进一步改进侧面打印验漏、薄皮管验套、封隔器验漏、井温测井验漏等常规的套管检测手段,尽量缩小漏失段的范围,并根据漏失量对漏洞大小进行分析,特别是不少油田开始应用侧面打印器,可以对漏孔大小直观的进行展示。同时,通过40臂井径测井仪等可以实现多条井径曲线同时测量和传输,对套管的内径变化、腐蚀断裂情况、剩余油层厚度等情况进行探测,影像监测系统可以更加直观的显示套管损坏。
2、套损井打通道技术措施
套损井修井作业的一个关键环节是打通道,对于出现缩径、弯曲或错位断裂的油井套管,井眼已经不再竖直畅通,甚至没有通道;有的井壁外地层与井眼连同,井眼被坍塌物充填,这时,只有修井打开通道,才可能继续进行封堵、套管补贴、打捞等修井技术措施。一是缩径问题的整形修复手术。套损井损坏较小、变形不大的,可以用辊子整形器、梨形整形器、铣锥等修井工作业具进行修复;变形严重、超过内径10%时,考虑采用爆炸整形工艺进行修井作业,通过火药燃爆产生的能量使套管向外膨胀,在套管的局部范围内重新分布地应力,实现修井目的。二是井壁坍塌、错位断裂油井套管的打通道技术。该种类型套损井一般上部套管错位断裂,下部套管被砾石等杂物充填,套管外井壁坍塌形成“大肚子”,错位断裂的上端口自由悬挂,与下端口不在同一轴线上。可采用扶正器等设备扶正上部套管进行固井作业,随后清理井下落物并进行套管补接,补接完成使井眼恢复畅通后,继续进行油气开采。三是非井壁坍塌、错位断裂油井套管的打通道技术。可旋转钻具加载到磨铣工具上部,使磨铣工具侧面、端面的硬质合金旋转磨铣损坏的套管以及该部位的岩石,使套损部位恢复原有径向尺寸,实现通径的目的,随后通过大尺寸的机械整形实现套损部位的修整、取直。
3、套损井的加固修补堵漏技术措施
修补、加固和堵漏是套损井修井作业的主要技术措施。一是波纹管补贴技术,利用专用修井工具将波纹管补贴在丝扣漏失、腐蚀穿孔等套管损坏部位,使套管满足采油作业需要。二是密封加固技术,利用比原有套管井径略小的套管,对其两端加装密封支撑体,液压挤胀密封支撑体,使小套管固定在套损部位,适用于错位断裂油井和套管外压力较大的套损井。三是漏失封堵技术,采用堵漏剂实行大颗粒间歇封堵的方式进行套损部位封堵,可以有效解决套管漏失问题,同时借助触变性水泥独特的流变学特性,可以实现堵冲一体化作业,实现多层射孔套损井和长井段套损井的修井作业。
三、结论
综上所述,随着油气勘探开发时间的延长,套损井日益增多,需要对套损井特点、规律及修井作业技术措施进行探究,提高套损井修井水平,保障油气资源持续稳定的勘探开发。
参考文献
[1] 林付利,陈勉,张广清,金衍.油藏压实、出砂引起的射孔段套损机理分析[J].石油钻采工艺,2007(02).
[2] 姜伟.可控偏心稳定器钻具组合弹性稳定性研究及其应用[J].中国海上油气,2007(02).
[3] 孙桓,朱华,王超.塔河油田套损现状及治理工艺[J].西部探矿工程,2011(03).
[4] 王瑞华,李庆松.防喷大修取套与深部封窜工艺技术的应用[J].科学技术与工程,2009(22).
[关键词]套损井;损坏特点;技术措施
中图分类号:F426.22 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)20-0051-01
胜利油田经过了几十年的修井作业,勘探开发条件更加复杂,由于频繁的井网加密、修井作业等措施,使得油井套管出现损坏的几率大大增加。套管损坏后严重影响油田的勘探开发,需要结合其损坏机理分析损坏原因,并采取有针对性的技术措施进行修井作业。
一、套损井的损坏特点及损坏原因
1、套损井的损坏特点
随着勘探开发时间的延长,套损井在我国老油田中较为常见,并且随着勘探开发力度的加大呈现出增长加速的趋势。套损井一般呈现以下的特点:套管损坏段通径变小,存在严重的油管夹扁现象;套管损坏的井段较长,且随着时间的延长呈现出日益严重的弯曲变形;油井套管一旦出现损坏,就容易出现多点损坏的状况;损坏井段套管外封固缺失或未封固。套损井一般存在如下的套损规律:套管变形和漏失是两大主要的损坏现象,前者包括弯曲变形和缩径等,后者包括套管断裂和破裂、穿孔漏失、套管外窜等;套损位置纵向分布上,大部分位于油气储层上下界面之间,在水泥返高与油气储层上界面之间也存在20%左右,在油气储层下界面以下较少;套损位置横向分布上,多分布在油气富集的构造区域,特别是在构造的顶部、轴部以及倾角较大的翼部损坏较多,在钻遇断层构造的油井中,断层构造两侧损坏也比较严重。
2、套损井损坏的基本原因
一是油井出砂。油井出砂是砂岩油藏等疏松油藏套管损坏的主要原因,该类油藏具有胶结疏松、埋藏浅、非均质性严重等特点,在开采中油气储层、地层与套管外的水泥封固环易形成亏空带,引起套管承受的应力变化,使套管出现弯曲或断裂。二是注水开发方式不科学。注水开发特别是高压注水在进入井下泥岩区域后会产生微裂缝,持续高压下会产生蠕变,形成比泥岩上覆盖岩层压力更大的蠕变力,对套管产生挤压造成套管损坏。三是腐蚀问题。油井套管的腐蚀主要是注水腐蚀和硫化氢腐蚀,主要是井下污水中酸离子、钻井液中无机盐物质、微生物中硫酸盐还原细菌和嗜氧细菌等,这些物质的存在都会引发套管腐蚀,进而造成套管损坏。四是增产措施的影响。采取增产措施是致密性低渗透砂岩油藏套管损坏的主要原因,该类油藏胶结致密、渗透率低且埋藏较深,油气储层压差较大,需要通过酸化和压裂等方式進行开发,高压和高腐蚀环境极易造成套管损坏。五是交变热应力影响。稠油油藏粘度高、埋藏浅,需要进行注蒸汽热采,在开采中套管需要承受高温、高压的交变热应力负荷影响,使套管的塑性变形部位极易发生损伤。六是套管材质设计、固井质量等因素。套管使用材质、加工质量和管柱强度设计不科学等因素会影响套管使用。同时,钻井的井径和钻具等不达标容易引起套管丝扣脱落、腐蚀漏失、破裂弯曲等,固井质量不合格会使套管强度减小,使其承压能力降低,引起套管损坏。
二、套损井修井治理技术措施
1、套损井检测技术措施
套损井修井作业需要首先对套损情况进行全面的把握,要进一步改进侧面打印验漏、薄皮管验套、封隔器验漏、井温测井验漏等常规的套管检测手段,尽量缩小漏失段的范围,并根据漏失量对漏洞大小进行分析,特别是不少油田开始应用侧面打印器,可以对漏孔大小直观的进行展示。同时,通过40臂井径测井仪等可以实现多条井径曲线同时测量和传输,对套管的内径变化、腐蚀断裂情况、剩余油层厚度等情况进行探测,影像监测系统可以更加直观的显示套管损坏。
2、套损井打通道技术措施
套损井修井作业的一个关键环节是打通道,对于出现缩径、弯曲或错位断裂的油井套管,井眼已经不再竖直畅通,甚至没有通道;有的井壁外地层与井眼连同,井眼被坍塌物充填,这时,只有修井打开通道,才可能继续进行封堵、套管补贴、打捞等修井技术措施。一是缩径问题的整形修复手术。套损井损坏较小、变形不大的,可以用辊子整形器、梨形整形器、铣锥等修井工作业具进行修复;变形严重、超过内径10%时,考虑采用爆炸整形工艺进行修井作业,通过火药燃爆产生的能量使套管向外膨胀,在套管的局部范围内重新分布地应力,实现修井目的。二是井壁坍塌、错位断裂油井套管的打通道技术。该种类型套损井一般上部套管错位断裂,下部套管被砾石等杂物充填,套管外井壁坍塌形成“大肚子”,错位断裂的上端口自由悬挂,与下端口不在同一轴线上。可采用扶正器等设备扶正上部套管进行固井作业,随后清理井下落物并进行套管补接,补接完成使井眼恢复畅通后,继续进行油气开采。三是非井壁坍塌、错位断裂油井套管的打通道技术。可旋转钻具加载到磨铣工具上部,使磨铣工具侧面、端面的硬质合金旋转磨铣损坏的套管以及该部位的岩石,使套损部位恢复原有径向尺寸,实现通径的目的,随后通过大尺寸的机械整形实现套损部位的修整、取直。
3、套损井的加固修补堵漏技术措施
修补、加固和堵漏是套损井修井作业的主要技术措施。一是波纹管补贴技术,利用专用修井工具将波纹管补贴在丝扣漏失、腐蚀穿孔等套管损坏部位,使套管满足采油作业需要。二是密封加固技术,利用比原有套管井径略小的套管,对其两端加装密封支撑体,液压挤胀密封支撑体,使小套管固定在套损部位,适用于错位断裂油井和套管外压力较大的套损井。三是漏失封堵技术,采用堵漏剂实行大颗粒间歇封堵的方式进行套损部位封堵,可以有效解决套管漏失问题,同时借助触变性水泥独特的流变学特性,可以实现堵冲一体化作业,实现多层射孔套损井和长井段套损井的修井作业。
三、结论
综上所述,随着油气勘探开发时间的延长,套损井日益增多,需要对套损井特点、规律及修井作业技术措施进行探究,提高套损井修井水平,保障油气资源持续稳定的勘探开发。
参考文献
[1] 林付利,陈勉,张广清,金衍.油藏压实、出砂引起的射孔段套损机理分析[J].石油钻采工艺,2007(02).
[2] 姜伟.可控偏心稳定器钻具组合弹性稳定性研究及其应用[J].中国海上油气,2007(02).
[3] 孙桓,朱华,王超.塔河油田套损现状及治理工艺[J].西部探矿工程,2011(03).
[4] 王瑞华,李庆松.防喷大修取套与深部封窜工艺技术的应用[J].科学技术与工程,2009(22).