劉冬雪

【摘要】本文對(duì)油田油井套管損壞的原因進(jìn)行分析，提出幾種常見的套管損壞問題的檢測方法，并能夠采用合理的修復(fù)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，這有效的解決了油井因套管損壞導(dǎo)致停產(chǎn)的事故發(fā)生，對(duì)油井的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證完成生產(chǎn)任務(wù)具有很好的實(shí)際意義。

【關(guān)鍵詞】油井套管 套管損壞 原因分析 套管檢測 套管修復(fù)

1 油井套管損壞的原因

高壓注汽會(huì)導(dǎo)致套管損壞；地層巖性問題會(huì)導(dǎo)致套管損壞；應(yīng)力及化學(xué)腐蝕性問題會(huì)導(dǎo)致套管損壞；高壓注水會(huì)導(dǎo)致套管損壞。通常發(fā)生事故都伴隨著多種原因，所以進(jìn)行分析時(shí)我們需要綜合考慮，做到事無巨細(xì)。

1.1 油井自身因素導(dǎo)致套管容易發(fā)生損壞

油井自身因素導(dǎo)致套管發(fā)生損壞的因素有油井套管自身選材和設(shè)計(jì)上對(duì)強(qiáng)度值預(yù)計(jì)不夠；油井井眼的“狗腿度”超過預(yù)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；鉆井時(shí)油井套管抗磨度差或者地質(zhì)條件復(fù)雜；油井套管之間的絲扣密封性能不好或者連接部分不牢固，經(jīng)過常時(shí)間的強(qiáng)力工作發(fā)生損壞等，清者油井套管滲透，重者套管斷裂。

1.2 油井下套管地層因素復(fù)雜、地層巖石較多

油井地下地層因素復(fù)雜，經(jīng)常受到高壓排擠、地層下沉、地心引力、地下應(yīng)力變化等作用，導(dǎo)致油井套管受壓損壞。在鉆井過程中，常伴有地層異常高壓的排擠，如果在異常高壓下巖石層會(huì)對(duì)套管產(chǎn)生不均衡的擠壓力，套管強(qiáng)度承受能力難以抗衡排擠壓力時(shí)就會(huì)發(fā)生變形和斷裂，這樣就會(huì)損壞油井套管。鉆井時(shí)地層下降，地層出現(xiàn)滑移的時(shí)候會(huì)發(fā)生巖石之間的剪力增大，油層和蓋層發(fā)生不規(guī)律性交錯(cuò)，壓實(shí)向下又向內(nèi)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，很容易將油井套管剪斷。在鉆井過程中，地殼容易受到外力發(fā)生變化，因此導(dǎo)致油井套管受到的外力不均勻，有時(shí)甚至交錯(cuò)受力，這加劇了套管的受力程度，地層巖石不規(guī)則對(duì)套管的碰撞加劇，套管容易破損和變形。

1.3 油井開采過程中所產(chǎn)生的因素導(dǎo)致油井套管損壞

在油井開采中，油層出砂能夠?qū)е律细矌r體上沖，下覆巖體下沉，這樣油藏層段縮短，對(duì)油井套管產(chǎn)生橫向的支撐力，會(huì)將套管彎曲或折斷。油井開采中的壓裂過程會(huì)將壓力沿著套管向上移動(dòng)，這會(huì)加劇上覆蓋層壓力增加，發(fā)生錯(cuò)斷現(xiàn)象，另外壓裂支撐劑也會(huì)導(dǎo)致地層沿層面滑動(dòng)，因?yàn)閴毫χ蝿┕腆w填充時(shí)會(huì)發(fā)生永久性的體積變化。如果在注入?yún)^(qū)上部有強(qiáng)度較弱的位置就會(huì)發(fā)生錯(cuò)斷，這種問題主要發(fā)生在沿著套管方向存在高壓泄漏時(shí)。當(dāng)超高壓壓裂沿著裂縫垂直連入蓋層中的泥巖層，那么泥巖層就會(huì)因?yàn)槲氪罅康乃a(chǎn)生膨脹，這樣就會(huì)出現(xiàn)滑移現(xiàn)象，這要求此處的油井套管設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行充分的壓力測試，如果抗壓不夠就會(huì)發(fā)生損壞。油井熱采時(shí)，油藏因?yàn)槭軣岫蛎洠@樣底層的物質(zhì)就會(huì)發(fā)生應(yīng)力變化，會(huì)對(duì)油井套管產(chǎn)生一定的壓力。高壓注水能夠降低底層的有效應(yīng)力，這樣地層體積就會(huì)膨脹，對(duì)油層邊界產(chǎn)生很大的剪應(yīng)力，這樣鄰邊套管易受到破損。

1.4 地層腐蝕因素較多，對(duì)套管材料要求很高

油井井下充斥這各種具有腐蝕性質(zhì)的氣體和液體，其中有電化學(xué)腐蝕性物質(zhì)、化學(xué)腐蝕性物質(zhì)、細(xì)菌腐蝕性物質(zhì)和氫脆，這些對(duì)于油井套管的腐蝕性很大，尤其是井下的電解化學(xué)腐蝕，其中，CO₂、H₂S、HSO^4-、CL^-、HCO^3-、溶解氧等，對(duì)油井套管的腐蝕性很大，能快速導(dǎo)致套管損壞。

2 油井套管損壞檢查、檢測方法

油井套管檢查的方法有很多種，其中主要用的是電磁、渦流、超生波、機(jī)械電位、吸水剖面異常等方法，用這些方法可以對(duì)油井套管的物理信號(hào)進(jìn)行檢測，通過間接的方法判斷油井套管是否損壞，被腐蝕程度和被擠壓程度。這種方式檢測的準(zhǔn)確率較低，所以本文所采取的方法是超生色彩成像測試技術(shù)、井下攝像地面監(jiān)測測試系統(tǒng)和多臂井徑測試技術(shù)。

2.1 超聲彩色成像測試技術(shù)

超聲彩色成像測試技術(shù)應(yīng)用于油井套管檢測時(shí)利用超聲波的傳播能力和反射原理對(duì)套管的管壁進(jìn)行掃描，通過彩色成像在計(jì)算機(jī)屏幕上可以清晰的分析出套管管壁的損壞情況。

2.2 井下攝像地面監(jiān)測測試系統(tǒng)

井下攝像地面監(jiān)測測試系統(tǒng)可以將井下攝像頭深入套管內(nèi)壁進(jìn)行拍攝，能夠?qū)⑴臄z的畫面實(shí)時(shí)的傳到地面計(jì)算機(jī)中，通過圖像和數(shù)據(jù)的分析能夠檢查套管表面的變化，進(jìn)而能夠準(zhǔn)確的判斷套管損壞程度。

2.3 多臂井徑測試技術(shù)

多臂井徑測試技術(shù)是采用探針下到套管內(nèi)部對(duì)套管的內(nèi)徑進(jìn)行檢測，該儀器是由多個(gè)探針構(gòu)成，每一個(gè)探針都能夠?qū)μ坠艿膬?nèi)管半徑變化情況作出感應(yīng)，通過計(jì)算機(jī)處理軟件分析能夠準(zhǔn)確的判斷出套管損壞位置。

3 油井套管損壞修復(fù)技術(shù)

油井套管損壞修復(fù)有很多種方法，本文主要介紹機(jī)械整形修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、套管補(bǔ)貼技術(shù)、深部取套技術(shù)四種主要的油井套管損壞修復(fù)技術(shù)。

3.1 機(jī)械整形修復(fù)

套管受到擠壓變形，可以采用脹管器對(duì)套管進(jìn)行整形。再經(jīng)過磨銑器和頓擊器輕輕的對(duì)變形的套管進(jìn)行處理，這種修復(fù)方法只適合用于套管變形程度較小的情況下，如果變形較大或者斷裂，則無法進(jìn)行修復(fù)。

3.2 化學(xué)修復(fù)

化學(xué)修復(fù)是油井套管損壞修復(fù)技術(shù)的主要采用措施，其中主要有爆炸整形、爆轟補(bǔ)貼、化學(xué)堵漏等。其中爆炸整形是對(duì)套管的橢圓形變形、套管錯(cuò)斷、套管多點(diǎn)變形等問題進(jìn)行爆速控制和爆力控制進(jìn)行修復(fù)。這種方法技術(shù)含量較高，需要科學(xué)的控制好炸藥的用量和爆炸后力的走向，但其工作周期短、費(fèi)用低，廣泛的應(yīng)用于各個(gè)油田。爆轟補(bǔ)貼是采用外徑小于原套管的套管下到套管內(nèi)通過爆轟的方式使其能夠脹大貼補(bǔ)漏處，通過此方法不但能夠修復(fù)套管還能提高套管的承壓能力。化學(xué)堵漏是采用化學(xué)封堵劑對(duì)受到腐蝕和穿孔的套管進(jìn)行修補(bǔ)。

3.3 波紋管補(bǔ)貼技術(shù)

波紋管補(bǔ)貼技術(shù)對(duì)于套管的腐蝕、絲扣漏失、穿孔、封堵油層、誤射孔等具有很好的修復(fù)作用。波紋管補(bǔ)貼采用低碳鋼深入套管損壞位置，通過補(bǔ)貼工具使套管復(fù)原，并能夠借組粘結(jié)劑將波紋管貼靠在套管損壞處，將其修補(bǔ)，進(jìn)行密封處理后解決套管損壞問題。

3.4 深部取套技術(shù)

深部取套技術(shù)能夠?qū)⒂途碌奶坠苋〕鲞M(jìn)行更換，為解決套管部分損壞無法修復(fù)需要更換部件的問題提供解決措施，其能夠徹底解決錯(cuò)段、破裂、補(bǔ)漏井的損壞問題。

4 結(jié)束語

油井套管損壞的因素很多，在油田開采中也經(jīng)常發(fā)生套管損壞問題，所以對(duì)套管損壞原因應(yīng)作出準(zhǔn)確的分析，看是油井自身設(shè)計(jì)問題、還是地質(zhì)問題、還是腐蝕性問題、還是生產(chǎn)問題等，再針對(duì)不同的問題做出快速的反應(yīng)，選擇合適的修復(fù)技術(shù)進(jìn)行修復(fù)，快速解決套管損壞問題。另外，在油井套管使用中，首先要做好設(shè)計(jì)規(guī)劃，并提前做好預(yù)防工作，將風(fēng)險(xiǎn)降到最低，保證油田順利開采。

參考文獻(xiàn)

[1] 付麗霞，等.油水井套損原因檢測方法及修復(fù)措施[J].石油鉆探技術(shù)，2002（4）：53～56[2] 張兆盈.TP130TT高抗擠套管研究與應(yīng)用[J].石油鉆探技術(shù)，2002（3）：36～37

[3] 劉杰，遼河油田油水井套管損壞機(jī)理及修復(fù)措施[J].探礦工程，2005，（2）：81～84

[4] 喬玖春等，基于巖石力學(xué)的套管損壞原因分析[J].內(nèi)蒙古石油化工，2008，（9）

[5] 李子豐，等.油井套管損壞的機(jī)理分析[J].大慶石油.2009，（11）：185～189