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1、吐哈油田套管损坏机理分析及套管保护技术凌建军(中国地质大学(武汉)研究生院,湖北武汉430074;长江大学石油工程学院,湖北荆州434023)毕国强,俞江山,南长明(吐哈油田分公司工程技术中心,新疆鄯善838202)[摘要]统计分析了吐哈油田各采油厂套管损坏情况,指出吐哈油田套损主要形式是套管变形,套损点对应岩层主要为泥岩,套损部位主要集中在油层段及其顶部以上30m以内,套损主要原因是高压注水导致泥岩吸水发生蠕变膨胀迫使套管变形,油井变形大于水井的原因与油井生产压差过大有直接关系。通过研究提出了套管损坏的预防方法,即开发前期的预防方法和开发中的预防方法。[关键词]套管损坏;泥岩蠕变;变形;
2、机理;预防;吐哈油田[中图分类号]TE93112[文献标识码]A[文章编号]10009752(2005)05066604目前国内外把套管损坏一般分为3种类型:套管变形、套管错断和套管破裂(穿孔)。从国内外统计数据来看[1～19],套管损坏以变形为主。其中,国内统计数据表明套管变形约占总损坏井数的65%;套管错断约占总损坏井数的15%;套管破裂和漏失约占总损坏井数的20%。对套管损坏的原因,国内外不少学者进行了大量研究[6,8,9,12～14,16,17,20～38],主要结论归纳如下:①油层压实、地面沉降导致套管的损坏;②泥岩吸水蠕变造成套管的损坏;③断层活跃加剧套管的损坏;④岩层滑动引起
3、套管的损坏;⑤盐岩蠕变造成套管的损坏;⑥地层出砂造成套管的损坏;⑦腐蚀造成套管的损坏;⑧地震导致套管的损坏;⑨高温导致套管的损坏;⑩射孔造成套管的损坏;λϖ§井眼倾斜对套管的损坏;λω§固井质量差对套管的损坏。从20世纪30年代国外就发现了油田套管损坏情况,随着愈来愈多的油田投入开发和开发年限的延长,套损井数在不断增加,给油田开发带来了巨大的损失。初步统计,我国目前有套管损坏井超过15000口,按每口井平均综合投资200万元计算,则套损井涉及资产高达300亿元,按照40%的井属于错断或破裂,则需要报废或不得不进行大修的井的资产高达120亿元。套管损坏除了带来巨大的经济损失外,还给油田开发带
4、来许多问题:①套损井报废后,导致总生产井数减少,使原油产量下降;②套损井报废后,导致井网不完整,水驱控制程度下降,影响最终采收率;③套损井可能使得水井无法分注,导致层间矛盾加大,降低采收率;④套损井可能使油田增产措施(压裂、分层酸化)无法进行;⑤套管破裂或错断的井可能使许多水注到非目的层,降低了注入水的有效利用率;⑥套损井因发现不及时或修复不及时,可能使一些水注到泥岩层,导致套损大面积发生;⑦有的套损井可能出现地面跑冒现象,造成环境污染。吐哈油田同样存在这样的问题,套管变形和套管损坏比较严重。如何有效地避免或减少套管损坏,首先要对吐哈油田套管损坏的机理进行分析。1吐哈油田套管损坏概况到目前
5、为止吐哈油田已经有203口套损井,其中丘陵套损井数(93口)最多,套损井占总井数比例为4518%,远超过全国平均水平,属于套损相当严重的油藏。鄯善油田的套损情况也相当严重,套损井(72口)占总井数的比例为3515%,也大大高于全国平均水平。温米油田套损井(24口)占总井数的比例为1118%,接近全国平均水平。考虑到吐鲁番油田开发不久,就出现了14口套损井,其套损问题也应该提早引起重视。[收稿日期]20050610[作者简介]凌建军(1963),男,1984年大学毕业,教授,博士生,现主要从事石油工程方面的研究工作。第27卷第5期凌建军等:吐哈油田套管损坏机理分析及套管保护技术·667·在这
6、203口套损井中有109口属于水井,其他94口属于油井(见图1)。总体来说,水井出现套损的几率稍大于油井出现套损的几率,而对于丘陵油田来说水井出现套损的几率明显高于油井出现套损的几率。这一点与丘陵油田长期采用高压注水和大压差生产有很大关系。图2给出了吐哈油田套损类型统计分布图。从图2的统计情况可以看出,吐哈油田大多数井属于套管变形。丘陵、鄯善和温米油田套管变形井占总套损井的比例高于90%,套损主要类型是因为泥岩吸水发生膨胀导致的套管变形。图1吐哈油田各采油厂油、水井套损井数分布图图2吐哈油田套损类型统计分布图2吐哈油田套管损坏机理分析211吐哈油田套损点的岩石性质图3为吐哈油田各采油厂套损
7、井对应的岩石性质分布图,图4为吐哈油田泥岩套损井所占比例分布图。从图3和图4统计情况可以看出,203口套损井中有153口井套损点对应的岩性为泥岩,泥岩对应套损井占总套损井比例高达7514%,各个采油厂泥岩对应套损井占总套损井比例介于70%～80%之间。因此吐哈油田套损主要类型是因为泥岩吸水发生膨胀,从而导致套管变形甚至错断。图3吐哈油田各采油厂套损井对应的岩石性质分布图图4吐哈油田泥岩套损井所占比例分布图212吐哈油田套
