油田井筒變形的預測方法及治理分析

馬福昊　安永福　王杰

摘要：油田井筒是油氣開采的基礎，井筒安全在油氣開采中有著極其重要的作用。在生產過程中，經常會發生井筒變形的問題，井筒變形可能會發生嚴重安全事故，給人們生命和國家財產造成嚴重威脅。因此，如何對井筒變形進行預測并有效治理，是實現油田安全生產的重要措施，本文對此進行研究。

關鍵詞：油田井筒;變形預測;治理措施

1 引言

井筒是油氣開采和注水的基礎，再生產過程中，由于受地層壓力、油氣產量和注水流量以及多種復雜地質條件因素影響，油田井筒壁所承受的壓力日益增大，井筒極易發生變形。井筒變形可能引發會引發嚴重的安全事故，對人們的生命和國家財產構成嚴重威脅。因此，采用科學方法對可能發生的井筒變形進行預測并及時采取有效措施治理，對實現油田安全生產和可持續發展，具有重要意義。

2 目前對油田井筒變形預測的主要方法

2.1 井筒概述

井筒是油田生產的基礎，主要是由井頸、井身和井窩三部分所組成，井筒變形主要發生在井身部分，產生井筒變形的主要原因是井筒周圍地層壓力變化及固井效果等因素。由于油田的地質情況比較復雜，井筒的類型比較多，使井筒變形的研究工作也趨于多樣化和復雜，增加了井筒變形預測和治理難度。加強對井筒變形進行科學預測和及時有效治理，以避免在油田生產過程中因井筒變形而引發安全事故，實現安全生產具有重要意義。

2.2 油田井筒變形的預測方法

近年來，隨著油氣開速度的加快和開采量不斷增多以及復雜的地質結構變化，油田井筒變形的情況時有發生。對井筒變形預測的方法主要包括：

第一，巖石力學監測。巖石力學檢測也被稱之為傳感器監測法。主要是對油氣開采和注水活動中井筒外圍巖石力學變化參數進行檢測，由于油氣開采和注水因素的影響，井筒外圍的地層壓力、溫度、地質構造等會發生不同程度的變化，這些變化可能對井筒造成擠壓使井筒發生變形甚至損毀。這個變化可能是長期緩慢的過程，也可能是快速形成過程，因此，通過傳感器可以對井筒外部周圍地質環境的微妙變化進行動態監測，根據對監測數據分析，可以較為準確的對井筒變形進行預測。

第二，幾何監測法。幾何監測法是以變形監測活動指導理論作為檢測依據的對井筒變形進行監測的方法。井筒變形的幾何監測法，是指對被監測井筒進行幾何測量，以確定其內部形態隨時間的變化特征。運用幾何監測法，能夠對井筒周圍的地質變化情況進行有效監測，并對井筒可能發生的變形進行較為準確的預測。

第三，GPS監測法。GPS監測是一種全天候、自動化監測系統。但該系統需要在能夠反應出井筒變形的靈敏點位布設觀測點，并在較遠的地質穩定處建立基準點對井筒進行觀測。GPS監測法的技術要求比較高，監測數據需要經過復雜的數據處理。

第四，三維激光掃描法。該方法是一種全新的油田井筒變形監測方法，使用簡便，數據準確，可以定期或不定期對井筒變化情況進行檢測，為井筒變形治理提供科學依據。

上述各種方法是國內外比較常用的并且技術比較成熟的油田井筒變形監測方法，此外，在國外還有一種被稱之為ISSM的井筒慣性檢測變形方法，但由于技術的限制，在我國尚未取得應用。

3 油田井筒變形的治理措施

油田井筒變形的治理主要包括治理技術和治理監管兩個方面。

3.1變形井筒的治理原則

對于井筒變形的治理，必須遵循以下原則：

第一，一次性治理。對于已經發生的或可能發生的井筒變形，工程技術人員要科學的態度認真細致的分析、反復論證井筒變形產生的原因及可能產生的危害，制定切實可行的治理方案并做到一次性徹底根治，在相當長的一段時間內相同問題不再復發。

第二，保證治理效果。通過治理后的變形井筒，應達到變形井筒治理的質量高、油氣開采及注水的效率高、生產企業的經濟效益高等特點，使變形井筒治理達到預期的治理效果。

3.2 變形井筒的治理技術

對油田變形井筒的治理技術主要包括：

第一，支護技術。對于大面積并且比較嚴重的井筒變形，要對變形面采用支護技術進行錨網支護，以此消除井體變形所造成的斷面問題以實現對變形井筒徹底治理的目的，錨網支護技術應根據地質條件進行嚴格設計和精確施工。

第二，加固技術。對于由地下水所造成的井筒變形問題，需要對井筒的內壁做防水性加固，加固應根據地下水的流量、流速、壓力等進行設計，使井筒通過加固能夠承受地下水的作用力，從而達到治理的目的。

第三，通風排水處理技術。實踐證明，井筒變形與井筒內的裝置受到了井筒內環境的高濕度、地下水超量滲透、地質環境變化、地面沉降等因素以及固井質量具有直接關系，因此，在井筒變形治理過程中，要注意對井筒進行通風排水技術處理，以保證治理效果。

第四，均勻分壓處理技術。地層壓力變化是造成井筒變形的一個重要因素，因此在加固或支護治理中，要對井筒采取進行分級支護加固、構架吊盤等技術措施進行分壓踔厲，進而達到徹底治理。

3.3 變形井筒的治理監管

第一，加強人員培訓。加強對井筒變形監測和治理人員進行技術培訓，提高裝爺技術人員對井筒變形的檢測盒治理能力。

第二，加強國家監管。國家應制定監管措施，對井筒變形治理進行嚴格監管，加大對目前所存在的井筒變形治理方法不完善、措施不到位等問題的處罰和問責力度，推進油田井筒變形治理工作的全面健康發展。

總之，油田井筒變形的預測和治理是一項長期而艱巨的任務，對油田的安全生產和可持續發展具有重要意義，因此必須引起足夠重視，采取科學的預測方法和治理技術，全面推進油田井筒變形預測和治理工作的健康發展。

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