謝 強(qiáng)

（大慶油田責(zé)任有限公司第十采油廠地質(zhì)大隊(duì)動態(tài)室，黑龍江大慶 166405）

F油田套損原因及預(yù)防對策研究

謝 強(qiáng)

（大慶油田責(zé)任有限公司第十采油廠地質(zhì)大隊(duì)動態(tài)室，黑龍江大慶 166405）

套損類型主要分為破裂、外漏、變形和錯斷，F(xiàn)油田以變形和錯斷為主；影響因素歸結(jié)起來大概分為地質(zhì)、工程、開發(fā)三大因數(shù)。從F油田分布套損特點(diǎn)來看，斷層和地質(zhì)構(gòu)造是造成套損主要地質(zhì)因數(shù)；投產(chǎn)壓裂和固井質(zhì)量是造成套損的主要工程因數(shù)；注水壓力、綜合含水以及區(qū)塊間的壓差是造成套損主要開發(fā)因素。

套損；影響因素；壓力調(diào)整

F油田是典型的低滲透-特低滲透油田，目前水驅(qū)開發(fā)已20多年，隨著油田開發(fā)的不斷深入，且隨著水驅(qū)精細(xì)挖潛規(guī)模的加大，油水井措施作業(yè)井?dāng)?shù)增多，年套損井?dāng)?shù)呈增加趨勢。統(tǒng)計顯示，近年來每年有15～20口井因?yàn)樘坠軗p壞轉(zhuǎn)大修甚至報廢。隨著套管損壞井的增加，嚴(yán)重影響了注采井網(wǎng)的完善，降低了開發(fā)效果，同時也增加了作業(yè)成本。本文旨在對套管損壞的原因行探討，并從“防”和“治”兩個角度對油層套的維護(hù)提出措施和建議。

1 油田套損形勢及分布特點(diǎn)

1.1 套損形勢

目前發(fā)現(xiàn)套損井占總井?dāng)?shù)20.0%。其中，變形套損井?dāng)?shù)的73.6%，錯斷占套損井?dāng)?shù)的25.6%。

1.2 分布特點(diǎn)

平面上套損井分布不集中，各個區(qū)塊上均有分布。一類區(qū)塊（構(gòu)造高點(diǎn)），套損比例較高，為44.8%；二類區(qū)塊套損比例為16.9；而投產(chǎn)較晚的三類區(qū)塊套損比例為15.6%。

縱向上變點(diǎn)主要分布在青山口地層和扶I組，變點(diǎn)比例占71%。分析認(rèn)為扶楊油層滲透率低，注采壓差大，泥巖浸水膨脹，產(chǎn)生非均勻蠕變應(yīng)力，使套管抗擠毀能力下降。

2 套損原因分析

2.1 地質(zhì)因數(shù)

2.1.1 地層傾角對地層滑移情況的情況

研究表明：當(dāng)傾角變化時，滑移的峰值增大。可以認(rèn)為在形成一定范圍浸水域后，地層傾角越大，儲油層與泥巖的相對錯動滑移越大，對套管的損壞越大。

2.1.2 泥巖水化情況的影響

黏土礦物浸水后產(chǎn)生膨脹蠕變，塑性增加，減少了剛性承載能力，使垂向巖壓逐步轉(zhuǎn)為側(cè)向巖壓，在套管周圍形成了隨時間延長而增大的橢圓形非均勻外載，導(dǎo)致套管損壞。

F油田套損井變點(diǎn)巖性以泥巖為主，分析認(rèn)為主要是泥巖浸水膨脹蠕變所致。

2.2 工程因數(shù)

2.2.1 壓裂對套損的影響

油田采用壓裂投產(chǎn)，增加了泥巖進(jìn)水的可能性。F油田油水井全部采用壓裂投產(chǎn)，壓裂產(chǎn)生的裂縫形態(tài)以垂直縫為主，裂縫可以延伸到砂泥巖界面或部分進(jìn)入泥巖隔層。

2.2.2 套管鋼級

實(shí)驗(yàn)表明，對于同一規(guī)格的套管，在非均勻水平應(yīng)力下，抗外擠強(qiáng)度比承受均勻外載能力低。F油田C區(qū)塊地應(yīng)力測試結(jié)果表明，水平應(yīng)力比值0.78～0.86，水平應(yīng)力的非均勻程度較大。隨著注水開發(fā)時間的延長，最大水平地應(yīng)力增大，且水平應(yīng)力的非均勻程度增加，兩者相互作用，使套管的抗外擠能力不斷下降。

F油田自2002年以來，開始在青一段至油層段采用N80套管，提高了抗擠毀能力，套損井比例只有7.0%，比應(yīng)用J55套管的井低20.1個百分點(diǎn)。

2.3 開發(fā)因數(shù)

注水開發(fā)過程中，高壓注水壓開泥質(zhì)巖層原生裂紋、裂縫，而且泥質(zhì)巖吸水膨脹，產(chǎn)生蠕變或滑移擠壞套管；注水竄入地層界面破碎帶，促使泥質(zhì)巖碎塊及硬透鏡體沿水流方向滑移，擠壞套管；注水竄入斷層破碎帶，在特定條件下造成斷層兩側(cè)壓力不平衡，加之水的潤滑作用，使斷層復(fù)活，沿斷層面滑移。而且注水壓力的增加及非平衡注水的實(shí)施，注水井附近可能引起地應(yīng)力增加，導(dǎo)致套管損壞速度加快。

3 預(yù)防對策

一是開展區(qū)塊加密調(diào)整，減少水井憋壓現(xiàn)象。目前油田已加密24個區(qū)塊，加密后減注了注采不對應(yīng)情況，砂體水驅(qū)控制程度由73.45%提高到80.37%，老井注水壓力由加密前的13.5MPa下降到加密后的13.0MPa。

二是配合區(qū)塊加密、注采系統(tǒng)調(diào)整和細(xì)分，加大了平面和層間注水結(jié)構(gòu)調(diào)整力度。

三是編制加密方案、更新方案和新區(qū)開發(fā)方案時，斷層附近不布水井或水改抽；設(shè)計射孔方案時，易套損地層附近不射孔，不擴(kuò)射砂巖。

四是在新井易套損層段應(yīng)用N80套管，提高套管抗擠毀能力。

4 結(jié)論

1）通過套損基本情況、套損形態(tài)特征以及套損統(tǒng)計特征分析，加深了對套損特征的認(rèn)識。

2）通過取芯加深了對易套損層位地層的認(rèn)識，為預(yù)防套損提供了方向。例如對FI11-5離易套損層位進(jìn)的地方不射孔。

3）對F油田套損地質(zhì)因數(shù)、工程因數(shù)和開發(fā)因數(shù)進(jìn)行了分析。套損主要集中在構(gòu)造高點(diǎn)，27.6%的套損井分布在斷層附近，壓裂后固井質(zhì)量大幅度降低，利用高強(qiáng)度的套管可以降低套損發(fā)生率。

4）提出了套損預(yù)防措施。開展區(qū)塊加密調(diào)整，減少水井憋壓現(xiàn)象；配合區(qū)塊加密、注采系統(tǒng)調(diào)整和細(xì)分，加大了平面和層間注水結(jié)構(gòu)調(diào)整力度；斷層附近不布水井，易套損層位附近不射孔；易套損地層下入更高強(qiáng)度套管；做好高壓井區(qū)、套損修復(fù)井區(qū)和新增套損井區(qū)的注水調(diào)整；做好套損監(jiān)測工作。

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[2] 石娜.斷層因壓差作用滑移機(jī)理及引發(fā)套損分析[J].油氣田地面工程，2010，29（5）.

[3] 王慧穎.新立油田套管損壞機(jī)理及預(yù)防措施研究[D].大慶：東北石油大學(xué)，2012.

[4] 許濤，殷桂情.高壓注水引起套損的機(jī)理研究[J].斷塊油氣田，2007，14（1）.

Study on the Causes of Casing Damage in Oilfield and Preventive Measures

Xie Qiang

The current types of casing damage are mainly divided into rupture，leakage，deformation and fault.The oil field is mainly composed of deformation and fault.The influencing factors are divided into three major factors：geology，engineering and development.From the characteristics of casing casing damage distribution，the fault and geological structure are the main geological factors of casing damage.The fracturing and cementing quality is the main engineering factor of casing damage.Water injection pressure，comprehensive water content and inter-block Differential pressure is the main development factor caused by casing damage.

casing damage；influencing factor；pressure adjustment

TE983

A

1003-6490（2017）12-0032-02