作業(yè)施工過程套管傷害機(jī)理研究

摘 要：文南油田套變井?dāng)?shù)呈急劇上升趨勢(shì)，越來越多的套變井出現(xiàn)，已經(jīng)影響到了我廠的注水井網(wǎng)的完善和油田整體的開發(fā)部署。通過開展作業(yè)施工過程套管損壞機(jī)理的研究，從長(zhǎng)期超高壓注水對(duì)套損的影響、擠堵及大型施工對(duì)套管的傷害研究、作業(yè)過程鉆銑修套工序?qū)μ坠軅ρ芯恳约斑^快的放壓速度對(duì)套管的傷害機(jī)理等多方面開展研究，旨在將作業(yè)過程對(duì)套管的損傷程度降到最低。

關(guān)鍵詞：作業(yè)施工；套管損傷；機(jī)理研究

中圖分類號(hào)：C93 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-291X（2011）31-0331-02

一、概述

截至2010年12月31日，采油四廠共有總井?dāng)?shù)1 150口（不含報(bào)廢井，其中油井670口，水井480口），共發(fā)現(xiàn)事故井473口，事故井占總井?dāng)?shù)的41.1%，在473口事故井中，其中套損井246口，占事故井的52％。2010年累計(jì)作業(yè)油水井924井次，發(fā)現(xiàn)井況問題情況（見下表）：

由上表統(tǒng)計(jì)情況可以看出，我廠的套變井呈急劇上升趨勢(shì)，新增套變井已經(jīng)占到了新增事故井的75%，越來越多的套變井出現(xiàn)，已經(jīng)影響到了我廠的注水井網(wǎng)的完善，不遏制住套變事故井的急劇上升速度，將直接嚴(yán)重影響到文南油田整體的開發(fā)部署。

二、研究?jī)?nèi)容

1.長(zhǎng)期超高壓注水對(duì)套損的影響

我廠目前正常生產(chǎn)的注水井有很大一部分還是20世紀(jì)80年代的一批老注水井，這些井由于服役時(shí)間長(zhǎng)套管內(nèi)外壁均有不同程度的腐蝕或形變，導(dǎo)致耐壓級(jí)別降低，同時(shí)加上套管鋼級(jí)較低（有部分井為J55鋼級(jí)），耐壓級(jí)別還不足達(dá)不到30MPa，而我廠目前最高注水壓力已經(jīng)接近40MPa，平均注水壓力都已經(jīng)超過了30MPa，長(zhǎng)期超過套管承受能力的超高壓注水勢(shì)必會(huì)加劇套管的損壞。由于長(zhǎng)期下大直徑工具通井、鉆塞和封隔器卡封，對(duì)套管劃痕和咬傷是非常明顯的，對(duì)套管的損傷會(huì)加劇套管的損壞。

2.擠堵及大型施工對(duì)套管的傷害研究

油田開發(fā)后期，大型擠堵、壓裂措施頻繁，由于老井套管承壓能力差，部分井雖然采取了一些措施，如部分井采取了卡封護(hù)套、水力噴射壓裂、施工限壓等措施，但為了保證措施效果，施工現(xiàn)場(chǎng)往往是追求的完成“擠堵、壓裂”施工任務(wù)，堵劑不進(jìn)地層肯定堵不住，壓裂壓不開肯定達(dá)不到壓裂效果，因此施工的壓力往往高達(dá)50MPa~90MPa，如此高的施工壓力肯定會(huì)對(duì)套管造成不同程度的傷害，壓裂或擠堵后出現(xiàn)的套變井更是屈指可數(shù)。

3.作業(yè)過程鉆銑修套工序?qū)μ坠軅ρ芯?/p>

伴隨著擠堵、打塞工作量的增多，鉆塞磨銑修套工作量也急劇上升。目前使用鉆銑工具主要包括鉆頭（刮刀、磨鞋、磨銑器、套銑頭等）、鉆具（螺桿鉆、鉆桿、動(dòng)力水龍頭加油管），鉆塞過程如遇小件落物、輕微套變井時(shí)，進(jìn)尺非常慢，反復(fù)磨銑、化眼或鉆銑無進(jìn)尺時(shí)，會(huì)直接導(dǎo)致套管損傷，部分井嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致套管開窗。W99-23井是2004年投產(chǎn)的一口水井，2009年11月因地層出巖屑卡管柱，大修隊(duì)上作業(yè)后因打撈困難，用磨鞋磨銑至2 978m時(shí)，進(jìn)尺緩慢，磨銑兩小時(shí)后發(fā)現(xiàn)卡鉆無進(jìn)尺，后打印證實(shí)該處套管已經(jīng)開窗破損，最終導(dǎo)致該井中完報(bào)廢。因此建議對(duì)磨銑類工具鉆銑時(shí)，應(yīng)盡可能將井下情況分析清楚，避免長(zhǎng)時(shí)間套磨銑導(dǎo)致套管損壞。

4.放壓過快對(duì)套管的傷害機(jī)理研究

正常生產(chǎn)的注水井，無論是采油區(qū)放壓還是作業(yè)隊(duì)放壓，都可能會(huì)出現(xiàn)放壓過快的情況，部分井可能連水嘴都不安裝，直接用閘門控制放壓，往往會(huì)造成套管形變、地層吐砂、套管吸扁變形等套損情況。W33-277井是2007年1月轉(zhuǎn)注的一口注水井，2009年8月打塞下光管注水，正常注水壓力為35.8MPa，9月18日停注放壓后48小時(shí)放壓至油套落零，日放出水量達(dá)到了215方！報(bào)表數(shù)據(jù)反映回水干線穿孔。2010年10月14日該井上修補(bǔ)孔，卸開流程后發(fā)現(xiàn)套管閘門有地層細(xì)沙，起管解卡48噸未開，正反循環(huán)打壓20MPa不通，目前該井待上大修。分析該井應(yīng)屬于盲目的放壓不當(dāng)導(dǎo)致套損造成卡鉆的典型井例。因此無論是作業(yè)過程還是作業(yè)前采油區(qū)的放壓都要按規(guī)定安裝嘴子放壓（尤其是剛開始高壓應(yīng)按規(guī)定使用小水嘴），避免壓力急劇變化引起套變。

三、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益

通過對(duì)作業(yè)施工過程套管損壞機(jī)理研究，找出了作業(yè)施工過程直接導(dǎo)致套損的原因，按年作業(yè)施工900井次計(jì)算，通過規(guī)范正確做法，每年按減少套損井5井次計(jì)算，每井次增效30萬元計(jì)，年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益30*5=150萬元。同時(shí)更具有較高的社會(huì)效益，有利于完善注采井網(wǎng)，提高油田開發(fā)效果，提高文南油田采收率。