1、套管损坏机理与防护措施摘 要在油井生产过程中，由于地质、工程和腐蚀因素，常常会导致套管损坏，给油田带来巨大的经济损失。本文通过分析引起套管损坏的因素，研究套管损坏的主要形式，并给出了预防套管损坏的主要措施，为油田预防套损的发生提供理论参考。 关键词套损机理；套损因素；套损形式；套损预防 中图分类号：TG933 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0051-01 油水井投产后随着井的生产时间的不断延长，开发方案的不断调整和实施，特别是实施注水开发的油藏，由于不同的地质、工程和管理条件，油、气、水井套管技术状况将逐渐变差，甚至损坏，使油井不能正常生产，以致影响油田稳产1-
2、4。 1 引起套管损坏主要的因素 1.1 地质因素 地层的非均质性、油层倾角、岩石性质、地层断层活动、地下地震活动、地壳运动等等地质因素是导致油水井套管技术状况变差的客观条件，导致局部小区块套管损坏区甚至成片套管损坏的出现，严重威胁油田的稳产，给作业、修井施工增加了极大的困难5。引起的套管损坏的地质因素主要包括： （1）泥岩是一种不稳定的岩类，当温度升高或注入水进入泥岩层时，使泥岩产生位移、变形和膨胀，套管就会被挤压变形乃至错断。 （2）油层出砂破坏了岩石骨架的应力平衡，导致套管失稳，出现弯曲、变形或错断。 （3）注人水通过裂缝窜到软弱夹层，使它吸水，改变其物理性能，强度降低，导致岩层失稳滑动
3、，从而造成油水井套管损坏。 1.2 工程因素 地质因素是客观存在的因素，往往在其他因素引发下成为套损的主导因素。采油工程的注水，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，固井过程中套管拉伸、压缩等因素，是引发诱导地质因素产生破坏性地应力的主要原因。引起的套管损坏的工程因素主要包括： （1）套管材质问题 套管本身存在微孔、微缝，螺纹不符合要求及抗剪、抗拉强度低等质量问题，在完井后的长期注采过程中，将会出现套管损坏现象。 （2）固井质量问题 在固井过程中，钻井液泥饼问题、固井前冲洗井壁与套管外干净程度，注水泥后套管拉伸载荷过小或过大等等，都将影响固井质量，而固井质量的优劣将直接影
4、响套管完井质量与寿命。 （3）注水引起套管损坏 油田注水开发后，随注水压力升高，油层孔隙压力也随之升高。孔隙压力升高有提高驱油能力的作用，但在一定条件下也会引起套管变形。2.套管损坏的主要形式 根据国内外油田套管损坏资料，套管损坏基本类型有套管变形、套管破裂、套管错断、腐蚀穿孔和密封性破坏等几种6。 2.1 套管变形 套管变形是指套管的变形没有超过套管塑性范围的一种套管损坏类型，主要有 5 种变形形态，即椭圆变形、径向凹陷变形缩径变形、扩径变形和弯曲变形。 2.2 套管破裂 套管破裂分为两种形式，一种是纵向破裂，另一种是四周破裂。套管破裂主要是由于射孔造成的，或因注采压差及作业施工压力过高而造
5、成的。 2.3 套管错断型 油水井的泥岩、页岩层由于长期受注入水浸入形成浸水域，泥岩、页岩经长期水浸，膨胀而发生岩体滑移，将导致套管被剪断，发生横向（水平）错位。 3.套管损坏的预防措施 套管损坏主要是由于地质和工程等因素导致套管所受外挤压力超过其抗挤压强度而引起的7，8。因此预防套管损坏措施主要包括以下几个方面： （1）采用预应力套管完井 预应力完井是避免套管在注蒸汽热采过程中的热应力损坏的主要方法之一，所谓预应力完井，就是在油井完井过程中，给套管施加适当的预应力，这样，当套管注蒸汽受热膨胀时，首先使套管变形与载荷的关系套管所受的预应力随之减小，直到预应力降为零后温度再上升时，套管内才产生热
6、应力，并使热应力不超过套管材料的屈服强度，从而避免套管在注蒸汽过程中产生塑性变形，因此也避免了套管在热采过程中的热应力损坏。 （2）防止高压注水及地层内孔隙压力不平衡造成局部应力集中或形成浸水域 油层是油水井发生套管损坏的主要部位，油田长期进行不合理高压注水，引起地层压力不均衡地变化，是导致油层部位油、水井套损的主要原因，因此，在油田注水开发过程中，合理控制和分配地层压力，可减少油层部位油、水井套管损坏的发生。 （3）合理设计注采井网 由于水过早通过裂缝或固井的窜槽进入了软弱层，结果常常造成高含水井的套管损坏，故选择合理注采井网、延迟油井水淹是防止套管损坏的一种方法。为此，注水开发裂缝性油田时
7、，有两种注采井网有利于防止套管损坏。 （4）维持合理的注采压差 由于油层中流体被开采出来，一段时间不注水补充能量，岩石的弹性应变力大量释放而形成一个低的应力异常区，周围高压应力区将推动岩体向低压区运行，造成大量套管损坏。相反，注水强度大，注水量过多，则可形成高应力异常区，也会推动岩体向低应力区运行，使套管成片损坏。因此，油田开发都应适时、适量、低于破裂压力注水，保持适当孔隙压力，并使油田内部各区块孔隙压力保持基本平衡，以避免套管损 （5）绕丝筛管砾石充填防砂 绕丝筛管砾石充填防砂是由不锈钢丝绕成缝隙均匀的筛网，套在带孔的中心管上，焊接成绕丝筛管。同油管、充填转换工具、封隔器一起下人井内。并对准
8、油层，然后从地面将筛选好的具有很高渗透性的砾石由携砂液带至筛管与套管的环形空间，完成砾石充填。使用充填砾石环形带挡住油层砂，绕丝筛网又挡住充填的砾石，形成一个二级防砂屏障，确保原油通过，阻止地层出砂。 参考文献 1 肖勇.套管损坏机理、检测方法和套损预测研究D.大庆石油学院，2007. 2 崔云海.HJ 油田套损及预防措施研究J.钻采工艺，2014，06：102-103+106. 3 丁小卫.P 区块套损井的发现与治理探究J.中国石油和化工标准与质量，2014，01：173. 4 陈晨.南一区西部套损区防控对策及进展J.科技与企业，2014，07：201. 5 王飞，吴军，吴钰.油田注水井套损原因与治理对策J.化工管理，2014，15：151. 6 孙飞飞.贝 301 区块套损原因分析与预防J.化学工程与装备，2014，06：106-109. 7 王亚平.葡萄花油田套损原因分析及治理工艺J.内蒙古石油化工，2014，13：59-60. 8 袁辉.油水井套损诊断与防治J.科技致富向导，2014，21：19+24.
