注水井油套環空帶壓原因分析及治理

劉 博

(延長油田股份有限公司志丹采油廠，陜西 延安 717500)

1 油套環空帶壓的原因

1.1 施工作業產生的巨大壓力

在注水井施工作業的過程中，產生的氣壓會造成環空壓力的改變，環空壓力的改變會引發油套環空試壓與環空背壓等壓力問題，經過研究分析發現，這種問題所引起的套管環空帶壓問題，受人為影響，如果停止人工對其影響，套管內帶壓的情況會隨之消失，在消失后，能夠保證追水晶的正常作業，套壓的情況也會發生改變，對于注水井的正常工作影響極小。

1.2 腐蝕

影響油套環空帶壓的因素，包括外界對注水井各部分的腐蝕問題。在注水井建造完畢后，直接投入使用，使用的過程中會受到各種元素物質的影響，并且腐蝕注水井的管柱。在長時間的腐蝕下，管柱的管壁會逐漸變薄，繼而會發生管柱的破裂甚至折斷，在管柱出現問題后，會導致油管內部與外界產生聯系，這時會產生油套同壓的情況，引發油套環空帶壓的問題。

1.3 管柱受力

在注水井投入使用后，外界因素對管柱影響嚴重，其中，壓力的影響是長期存在的，在施工部門對注水井進行注水時，要把握好管柱內的注水情況，盡量保持管柱內注水后能夠保持內外壓力平衡，避免管柱發生偏移造成管柱內與外部難以保持平衡，造成管柱受力不均，增加管柱負荷。當壓力超過管柱的承受力范圍，會造成管柱的變形與斷裂，壓力差值發生巨大變化，管柱發生膨脹變形的情況，從而產生套管內帶壓現象。

1.4 頂部封隔器密封性受到破壞

頂部封隔器作為工程完成后期的重要部件，對注水井的作業情況有著巨大的影響，頂部封隔器的主要作用是對管柱進行密封，但是在注水井使用的過程中難免發生問題，在進行維修時，多次的拆卸，會造成封隔器不同程度的磨損，在封隔器的密封性遭到破壞后，管柱內的壓力發生改變。從而導致油套環空帶壓問題。

1.5 油井設備老化現象嚴重

在油田的生產過程中，如果某地區的油源豐富，那么一口井的使用年限將會很長，在長時間的使用之下，部分設備會出現老化等問題。此外，由于井內流體有著一定的腐蝕性，設備在安裝過程中產生的安全隱患，套管外壁固井質量差異從而導致套管發生變形，從而出現一系列的裂縫或斷裂，外面的地層壓力在壓力差的作用之下將會傳到套管環空，使得氣壓平衡，油套同壓，油田的生產也就會受阻，造成大量的原油浪費，甚至還會造成安全事故。

2 注水井套管帶壓的危害

2.1 注水井套管環空帶壓會導致管柱的破裂損壞

在注水井中，由于要保證石油生產效率，所以需要對注水井的壓力進行嚴格地把控，如果產生了套管環空帶壓問題，能夠證明套管與管柱之間存在問題，會導致石油生產率降低。

2.2 提高井口泄露風險

封隔器作為注水井的重要安全零件，能夠維持注水井內的正常壓力值，如果出現注水井套管帶壓問題，極有可能導致石油發生泄漏，石油泄漏會引發不同程度的自然污染，造成巨大的財產損失。

2.3 增大壓井的難度，并且還會造成生產管柱的損壞

在后期的作業過程中，由于套管帶壓使得井內的壓力增長，將會增大壓井的難度，并且還會造成生產管柱的損壞，一些穿孔、腐蝕、破裂等現象會發生在管柱上，導致生產不穩定，同時還增大了井下管柱斷裂的幾率，一旦出現井下管柱斷裂，將會對工程的進度產生很大的影響。

3 注水井套管帶壓的解決措施

3.1 使用防腐蝕油管

針對注水井周圍的腐蝕問題，從防腐角度入手，最根本的解決方法即為使用防腐型油管，防腐型油管采用新型的防腐材料，能夠抵抗大部分腐蝕性物質的強力腐蝕，從而能夠減輕注水井管柱的腐蝕現象，并且這種新型的防腐型管柱具有強大的耐磨功能，能夠在使用的過程中大大提高管柱的使用壽命。

3.2 采用膨脹式插入密封法

注水井管柱所產生的封隔器密封性問題，對于管柱內的壓力有巨大影響，為避免在維修時對封隔器密封材料的損壞，研究出新型的膨脹式插入密封法，其主要原理是使用中心管，通過向中心管內部施壓的方法，將活塞推至管柱內，在活塞被推動后，將密封膠筒進行壓縮，此時能夠使得密封膠筒與管柱發生完美地配合，管柱的密封性能夠大大提高。

3.3 使用水力錨增加管柱壓力穩定性

在注水井進行注水時，以往的注水工作中，由于密封性較差，導致管柱的內外壓力不均，從而使得管柱的使用壽命較低，為此，產生了水力錨。水力錨的作用是將錨固定在管柱的管壁之上，讓水的壓力與外界壓力能夠保持平衡穩定，從而提高管柱的密封性與密封壓力，從而提高管柱的使用壽命。

3.4 使用錨定插入法密封

錨定插入法可以有效地起到密封作用，此項技術主要應用在完井防砂作業中，對井壁進行有效地固定、定位管柱以及實現密封，防止出現滲漏的現象。操作設備的上部有一個彈性爪和頂部封隔器內部左旋方扣相配合，在工作時能夠產生強大的咬合力。并且和普通的定位密封相比，此項技術還具有較強的錨定力，能夠在密封的過程中對周圍的設備產生固定作用，有效地限制了管柱在后期工作過程中的蠕動，插入密封單元和封隔器密封筒之間沒有受到力作用時會發生相互運動，從而影響工程的穩定性，在錨定力的作用下這種現象發生概率大大減小。當前在很多油田都應用了錨定插入法，其中渤海油田將其應用在注水管柱上，有效地限制了管柱的運動，為穩定生產提供了基礎。

4 注水井套管環控帶壓治理建議

注水井管柱在進行定位封閉時會出現注水壓力差，并且在定位密封與防砂段內油管存在一定的截面差。因此，定位密封處會受到由下而上的壓力，當遇到較大的注入壓力或者深度較深的井中，壓力差會比較明顯，管柱的穩定性也就更難以保持，尤其是在注入的過程中更容易產生套壓現象，可以采用水力錨、生產封隔器等對管柱進行固定，減小壓力差，有效減少注水井套壓現象。

5 結語

注水井是油田采集的重要設施，其工作性能影響著油田的采集率，技術人員針對注水井產生的問題，利用防腐型油管、膨脹式插入密封法、水力錨裝置，能夠大大改善注水井的油套環空帶壓問題。