油水井套損原因及治理優化策略分析

＊張莎 馮大成

（延長油田股份有限公司勘探開發研究中心 陜西 716000）

引言

油井和注水井套損的問題不僅導致注入生產井網的破壞和注入生產的不平衡，而且還損害了油田的高產，這已經成為一個問題。油田開發設計的全過程迫在眉睫。如今，油井套管的損壞大致可分為形變，錯位和腐蝕穿孔。造成油水井套損的關鍵因素包括地質構造應力，工程設計及其侵蝕要素。其中，“強注強采”膨脹引起的油水井套管的地質構造力和內外壓力差是造成套管破壞的最關鍵的兩個因素。根據套損的原理，采取預防措施來減少油水井套損所造成的損壞，對油氣藏的開發設計具有重要的現實意義。

1.油水井套損的類型

(1)套管變形

注采和生產之間的壓差會危及長期的油水井套管。在水平應力場的作用下，地質結構的運動會導致防水套管在多個方向上被水平力割斷，從而導致防水套管產生更多的變形，這種變形占很大的比例。在所有變形井中的比例；受注水的影響，巖石層會膨脹并相對運動，從而切割防水套管，造成套管軸向上發生彎曲變形。

(2)腐蝕破裂

由于在防水套管的淺水區域中長期受到電化學腐蝕的影響，或者由于線嘴的緊密性差，防水套管由于腐蝕而破裂。當工作壓力過高時會產生裂紋，并且防水外殼的腐蝕和破裂問題主要發生在白邊填充液頂部的防水外殼中。

(3)徑向內凹變形

防水套管的抗壓強度相對較弱，在固井中存在產品質量問題。由于注射壓力和生產壓力的不同而引起的防水外殼的長期作用將減小某些部分的直徑，從而導致防水外殼的軸向內部呈橢圓形的凹形變形。

(4)非坍塌型錯斷

受水侵入的影響而膨脹并移動。當巖體的移動速度超過30mm/a時，防水套將垂直移位，并且防水套的左右部分將水平移動。防水套管會因其承受的拉力和收縮力而損壞，它會在水平方向上錯位，并且防水套管在中斷點處會出現垂直偏差。

2.油田注水井套損的原因分析

油田注水井中套管損壞的原因很多。從地質環境、高壓注水、工程建設和水土流失的角度，對油田注水井套管損壞的原因進行了以下分析。

(1)地質原因

在許多情況下，油田注水井的套損是由地質環境引起的。較常見的地質環境要素主要包括地應力要素，例如斷層塊主題活動，泥巖應力松弛和地質結構中的出砂。在整個過程中，諸如斷層塊之類的因素會長時間損壞被套管損壞的井。在油田開發設計的整個過程中，中斷塊的主題活動也應歸因于關鍵損壞防水外殼的元件。其次，由于吸水后巖石層的膨脹和應力松弛，這次泥巖的結構力學性能和原地應力條件已經改變的非常大了，這最終導致泥巖的位移和變形。用泥土和石頭做了一件防水外套。管道變形、地質破壞、出砂等易造成防水套管彎曲。

(2)高壓注水原因

油田注水井套管損壞與高壓注水不當密切相關。一般來說，高壓注水會在很大程度上造成套管損壞。如果存在這種情況，原始地層的應力平衡將在很大程度上被破壞，最終套管應力將變得不均勻，從而套管將嚴重變形。其次，高壓注水還將在很大程度上導致整個斷塊的注采井網癱瘓，最終影響油田本身的整體穩定性。

(3)施工作業原因

油田注水井套管損壞的主要原因是工程施工不合格。一般來說，施工層面的要素較多，在長期的完井、開發、設計的整個過程中，容易受到生產壓差和注水壓差的影響。會對防水外殼造成損壞。如果固井質量差，混凝土環質量差，防水套管可能會因不對稱荷載而損壞。因此，施工隊伍在整個施工和射孔過程中應有效控制固井質量和射孔相對密度，避免不合理選擇和及時控制套管強度。

(4)腐蝕原因

各種侵蝕元素的不利影響是長期的。由于鹽度在很大程度上會造成腐蝕風險，酸性鹽類也會在防水套管上引起不同程度的電化學反應。其次，在分析腐蝕的原因時，可以發現氯離子含量等特定的正離子已經破壞了管道表面的保護膜，而酸腐蝕更為顯著。此外，在整個過程中，油田被注水，進一步分散了高濃度的CO2和H2CO3，最終促進了鐵原子的陽極化，失去電子，鐵離子熔化。在水溶液中，導致更嚴重的侵蝕。

(5)測量檢測數據與實際有較大的偏差

油田井注水異常也可能是由測量偏差引起的。當測量測試數據與實際情況偏差較大時，相應的注水措施也會有所不同。由測量偏差引起的注水誤差也是現實中油田井注水異常的原因之一。目前，最常用的測量方法是注水井分層測試、井下流量計測試。其實這兩種分層試驗的工作原理是一樣的。兩種方法都是根據注水井的井內情況，采用控制壓力的方法完成分層試驗。運用壓力科學的相關理論知識進行數據收集和分析，完成對油田注水井情況的了解。在實際操作中，要注意在水流穩定后進行測量，進行更多的水滴和多點測量流量，從而提高測量檢測數據的準確性和可靠性。

3.油田注水井套損的治理優化策略

（1）提高固井質量。在制定防水套管轉向柱設計方案時，必須考慮工作壓力、注采等應力場相關因素，結合地質特征、地層滲透率、孔隙度變化等因素，對套管受力進行科學分析。根據可能破壞防水套管的變形規律和方法進行整體設計。固井時，應選擇高韌性高品質的水，以保證混凝土的凝結質量。它是根據有效混凝土注入的主要參數配制的。另外，選擇合理的固井設備，以提高固井質量的檢驗水平，提高固井質量。

（2）油層出砂造成套損。在油田的生產過程中，用于產生沙子和白色邊緣的填充液通常是軟粉砂細沙的疏松板巖層。對于這種白色邊界填充液的制砂，在不考慮水對結構的損壞的情況下，從結構力學的角度來看，制砂的原因是排油裝置的機械作用力，破壞了排油裝置的結構。白色邊界填充液體首先是結構的一部分。對于沒有淤泥細砂的松散砂，排油孔會將松散的砂子抬起，從而在油氣井中產生砂子。在整個注水過程中，板巖層中的粉砂很容易吸收水分并溶脹和水解。在采出液的高抗壓強度下，壓差非常大，白色邊緣填充液巖層的框架結構被破壞，導致油氣井周邊地區出砂。在產砂區將引起裂縫。如果裂縫太大，則當由它引起的拱頂不能施加到上覆巖層的工作壓力時，上覆巖層的工作壓力將部分遷移到防水套管，從而破壞防水套管。

（3）提升油田注入水質。油田深注入井套管損害的改善和改善必須集中在改善油田水的引入上。在改善將油田引入水體的整個過程中，工作人員應首先保持清醒，并了解防水套管的上端大部分是由于腐蝕而損壞的。員工應該率先嘗試在整個過程中避免腐蝕和侵蝕，以便更合理地減少泄漏。其次，在提高水體的整個過程中，工人的素質也有一個關鍵的危害。整個過程中，工作人員必須做好維護外殼，提高機械設備的殺菌和耐污性等工作，最終達到維護防水外殼的預期效果。根據現場應用情況，現階段封隔器隔離處理技術或套管破井的關鍵處理方法，在防水套管的處理中，側移，套管更換和小型防水套管處理技術都比較完善，但成本增加，項目建設時間長，密封段生產技術的天然氣動力改造，套管滲漏修復技術和真空泵油田技術需要進一步的科學研究。以便在現場進一步應用和推廣。套損井的環境修復是一項長期工作。要根據套損的監測與跟蹤工作，全面掌握油田套損的動態，促進套損原理的科學研究，并進行安全防護和整治技術。防水套管的外觀應改進。進一步提高天然氣開采潛力，促進油田穩步發展。

（4）套管整形工藝。根據防水套管收縮和變形的復雜程度，有兩種修復處理技術：機械設備整形手術和爆炸性整形手術。當防水套管有輕微的收縮變形時，請使用機械設備的塑料化妝品加工技術進行維修；當防水套管變形更嚴重，且總體形狀超過防水套管內徑的12%時，請使用爆炸性塑料化妝品加工技術進行修復。機械設備整形。使用機械設備的塑料美容儀來進行變形防水套管的塑料美容，因為鉆探設備的凈重和配套設施機械設備的管束在一些防水性較小的塑料美容套管中是常見的。如套管毛刺、輕微縮徑變形。爆炸整形。利用瞬間由爆燃引起的巨大動能，根據物料的傳遞，將化學能轉換為機械動能，從而消除了防水套管的變形地應力和巖層的擠壓，從而防水外殼會膨脹并向外膨脹。應力場被迫在某些區域再次擴散，從而達到修復的目的。發生爆炸時，整形外科具有很強的相互作用力，可以根據此直徑將管徑修復到基本井徑。

4.結束語

油田油水井套管井下狀況較為復雜，往往有幾種損壞類型和形態在同時發生，主要是由地質環境、工程、侵蝕等因素引起的。因此，針對不同的套損原因及套損程度，合理的選擇修復工藝，同時增加預防措施，善固井質量，提高注入水水質等，以最大程度地減少對套管的危害，增加套管的使用期限，獲得經濟有效的結果。