辽河油田套损原因分析与预防措施.ppt

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1、魏秉奎付玉红中油辽河油田分公司钻采工艺研究院辽河油田油水井套损原因分析与预防措施一、引言二、辽河油田油水井套管损坏现状三、辽河油田油水井套管损坏的原因分析四、预防套损的主要措施五、结论主要内容引言辽河油区的地理面积广阔，地质构造复杂，油藏类型丰富，是一个以稀油、稠油、高凝油为主要开发对象的复式油气区。稠油热采和蒸汽吞吐是辽河油田开发最基本的生产措施。经过30多年的不断开发，不同区域和不同地质、工程和管理条件下的油（水）井，随着生产时间的不断延长及开发方案的不断实施和不断调整，特别是实施注水开发的砂岩油藏井和实施蒸汽吞吐的稠油、超稠油井

2、，其套管技术状况已逐渐变差，甚至损坏，至使许多井不能正常生产，注采系统不能正常运行，从而影响了整个油区的稳产、上产。一．辽河油田油水井套管损坏现状2002年辽河油田分公司技术发展下在全油田范围内对生产井进行了全面调查，其中有1607口上报待大修井(包括带病生产井和停产待修井)。这些井中因套管变形、损坏而待修的井有909口,占待修井总数的56.7%；油品类型为稠油和高凝油的井有1037口,占待修井总数的64.5%,而这些井大多为热采井。由此可见，稠油井和高凝油井的套管损坏比率很大。在多种套损类型中，套管缩径、套管错断和套管漏失的比率达到

3、90%以上，其中套管缩径比率高达61%。因此，套管缩径是治理套管变形面临的最大问题。套损严重区块损坏位置统计杜229杜8470%7224%256%612%1346%4842%44208口井辽河油田稠油套损最严重的区块是杜229块和杜84块，对其中208口套损井的情况进行调查分析可知，在射孔井段发生套损的比例最高二．辽河油田油水井套管损坏的原因分析导致油、水井套管技术状况变差、损坏的因素是多方面的，概括起来可分为地质因素和工程因素两大类。对一个具体区块的油、水井来讲，这两个因素很可能有的是主导因素，有的是次要因素，而更多的则是二种因素的

4、组合。2.1地质因素勘探开发实践表明，辽河断陷盆地具有断层发育、断块破碎、沉积类型多样、储层非均质性强、油品性质多样、油藏类型丰富的特点，包容了众多的地质现象，凡是陆相沉积盆地的各种岩性、岩相、沉积模式、构造、生储盖组合、油品种类等在这里基本都有展示。辽河油区这种地质条件的复杂性，使得导致油水井套管损坏的地质因素也极为复杂，概括起来，主要有地层(油层)的非均质性、油层倾角、岩石性质、地层断层活动、地下地震活动、地层水腐蚀等几大因素。这些客观存在的内在因素一经引发，产生的应力变化是巨大的、不可抗拒的，这无疑将使油、水井套管受到严重损害，

5、导致成片套管损坏区的出现及局部小区块套管损坏区的出现，从而严重地干扰开发方案的实施，威胁油田的稳产、上产，给作业、修井施工增加了极大的困难。2.2.1蒸汽吞吐对套管强度的影响在辽河油区，稠油油藏在上产、稳产及临界稳产储量的比例为39.5%，而目前产量比例已上升到62.3%。在热采开发的稠油中，注蒸汽热采井已占总井数的2/3以上。注蒸汽热采稠油对于提高稠油产量有很好的效果，但同时热蒸汽在井下形成的高温温度场也会对套管的正常使用构成很大的威胁。目前辽河油区发生套损的热采井已占总井数的10%以上。据统计，辽河油区有20%的热采套损井是在首次

6、注蒸汽吞吐循环中发生的。经分析研究可知，当热采井在首次注入300℃的高温蒸汽后，封隔器附近的套管将产生700MPa以上的压应力，该值高于一般套管材料的许用值，这是造成套管损坏的最直接因素。此外，由于水泥环上的最大应力约60MPa，高于水泥环的抗压强度(以400号高温油井水泥为例，其抗压强度为40MPa)，从而造成水泥环的破坏，起不到保护套管的作用，这加剧了套管的损坏。2.2工程因素地质因素是客观存在的因素，往往在其它因素引发下成为套损的主导因素。采油工程中的注水和蒸汽吞吐，地层改造中的压裂、酸化，钻井过程中的套管本身材质、固井质量，固

7、井过程中的套管串拉伸、压缩等等因素，是引发诱导地质因素产生破坏地应力的主要原因。因此，这些因素综合作用的结果便出现了套损井、套管损坏区块。2.2.1蒸汽吞吐对套管强度的影响另外，对注蒸汽热采井井筒温度场的分析可知，注蒸汽对外部地层的影响是非常有限的，井筒外部地层的物性参数对蒸汽的各项参数影响不太明显但对套管和水泥环的温度影响很大，在地层交界附近套管和水泥坏都有明显的温度陡变，这些位置应该是套管防护的关键所在。封隔器对地层的温度变化起着举足轻重的作用：在封隔器以下的地层，由于蒸汽直接窜入套管环空使其温度发生了剧烈陡升，在封隔器上下不太长

8、的区域内产生了极大的温度差，这对于处在该区域内的套管和水泥环必然会有破坏性的影响。另外，外部地层的导热系数对地层温度也有很大的影响，不同地层的交界区域内温度场的剧烈变化对套管和水泥环也会产生非常恶劣的影响。随着油藏注水开