注水井套損原因及預(yù)防治理

1、注水井套損原因及預(yù)防治理摘要 :由于注水井套管得工作環(huán)境不斷惡化,所受得負載不斷增加 ,造成套管出現(xiàn)不同程度得損壞 .為此通過套管縮徑變形及套管漏失損害等機理分析,尋出預(yù)防治理泥巖層套管變形和防止上部套管腐蝕漏失得方法 ,防止或減少高壓注水井得套管損壞,為低滲透油田正常得注水開發(fā)提供堅實得基礎(chǔ) .關(guān)鍵詞 :套管 ;注水 ;腐蝕1、引言關(guān)于低滲透油田一般采納高壓注水得開發(fā)方式,高壓注水開發(fā)雖取得了明顯得經(jīng)濟效益但也使注水井套管得工作環(huán)境不斷惡化,套管所受得負載不斷增加 ,造成套管出現(xiàn)不同程度得變徑甚至破裂 ,部分井還出現(xiàn)了淺層套管漏失竄槽得情況.為此迫切需要尋出引起這些油田套管損壞得要緊緣故 ,

2、并采取相應(yīng)得措施 ,防止或減少高壓注水井得套管損壞, 這對今后低滲透油田正常得注水開發(fā)具有著重要意義 .2、高壓注水井套管損壞特征低滲透油田高壓注水井套管損壞以套管漏失、縮徑變形為主,變形嚴峻得發(fā)生破裂現(xiàn)象經(jīng)統(tǒng)計 ,862%得套管損壞井套損出現(xiàn)得時刻一般在轉(zhuǎn)注后5 年以內(nèi) . 套管漏失要緊發(fā)生在套管上部未固井井段 ,縮徑變形要緊位于射孔部位附近得夾層及射孔井段,且縮徑變形水井注水壓力一般都比較高 ,射孔部位出現(xiàn)套管變形得注水井大都存在出砂情況.3、高壓注水井套管損壞緣故分析對套管損壞咨詢題 ,國內(nèi)外很多學(xué)者進行了多方面研究 ,要緊有以下觀點：地質(zhì)因素：要 緊包括構(gòu)造應(yīng)力、層間滑動、蠕變、注水后

3、引起地應(yīng)力變化等；鉆井因素：要緊包括井眼質(zhì) 量、套管層次與壁厚組合、管材選取和管體質(zhì)量；腐蝕因素：要緊有高礦化度得地層水、硫 酸還原菌、硫化氫和電化學(xué)腐蝕等；操作因素：要緊有下套管時損壞套管、作業(yè)磨損、高壓 作業(yè)、掏空射孔等 .31 套管縮徑變形損壞機理分析311 泥巖段套管損壞機理注水誘發(fā)泥巖段套管損壞得差不多緣故是：注入水進入泥巖層,改變了泥巖得力學(xué)性質(zhì)和應(yīng)力狀態(tài) ,從而使泥巖產(chǎn)生位移和變形 ,擠壓造成套管損壞 .油水井完井一段時刻內(nèi) ,套管通過水泥環(huán)與地層緊緊結(jié)合為一體,套管不受地應(yīng)力作用僅承受管外水泥漿柱壓力 .這關(guān)于一般按水泥漿柱設(shè)計下入得套管,可不能發(fā)生套變 .但油田注水開發(fā)后 ,

4、情況發(fā)生了變化 .當注入水進入砂巖層時 ,水在孔隙中滲流 ,巖石骨架 沒有軟化 ,地應(yīng)力作用也沒有變化 .當注水井在接近或超過地層破裂壓力注水時, 大量高壓水便竄入泥巖隔層、地層界面引起地質(zhì)、地層因素變化,對套管產(chǎn)生破壞力 .不平穩(wěn)注水使地層經(jīng)常性張合 ,導(dǎo)致套管周圍得水泥環(huán)松動、 破裂 ,注入水得以沿破裂得水泥環(huán)竄至泥巖層,使注入水與損壞段外泥巖充分接觸 .由于地下巖層非均勻地應(yīng)力存在 ,當注入水進入泥巖層 ,破壞了其原始得含水狀態(tài) ,使泥 巖層出現(xiàn)侵水軟化 ,產(chǎn)生了蠕變變形 ,從而在套管周圍形成了隨時刻而增大得類似橢圓型得徑 向分布非均勻外載 ,要忽略水泥環(huán)得作用時 ,這種載荷在最大地應(yīng)力

5、方向?qū)⒊^該深處得最大 主地應(yīng)力值 ,而在最小地應(yīng)力方向低于該深處得最小地應(yīng)力值.312 砂巖段套管損壞分析高壓注水時 ,如油層物性差 ,油水井間連通性不行 ,就會在油層附近蹩起高壓 .蹩壓作用使 巖石骨架膨脹 ,吸水層厚度增加 ,引起砂巖層局部發(fā)生垂向膨脹 .在實際注水井中 ,由于射孔井段一般基本上砂巖和泥巖得混層,注入水進入地層后 ,引起砂巖垂向膨脹 ,落低了套管得抗擠毀強度 ,在泥巖蠕變引起得徑向擠壓載荷得作用下,套管發(fā)生變形損壞 .32 套管漏失損害機理分析套管漏失要緊發(fā)生在套管固井水泥返高界面以上.據(jù)調(diào)查 ,引起井下套管腐蝕得因素非常多,通過對低滲油田注入水常規(guī)離子化驗資料及水質(zhì)指標

6、監(jiān)測結(jié)果進行分析發(fā)覺,污水回注區(qū)引起腐蝕得要緊因素是水中得溶解氧（在 005-040 mg/l, 超標 2-8 倍）、硫酸鹽還原菌 srb （25-1100 個/ ml ）及高礦化度（ 30000 mg/l 以上）等 .各種因素下得腐蝕率又受到溫度、 ph 值、水流速等外部條件得妨礙 .另據(jù)有關(guān)報道油層采出水中較高得 h2s 也是造成套管腐蝕得 要緊因素 .通常情況下 ,油套環(huán)空長期處于封閉狀態(tài) ,因此起腐蝕作用得要緊因素將是srb 菌及 h2s氣體 .4、預(yù)防治理套損井得幾點認識41 預(yù)防治理泥巖層套管變形411 防止注入水竄入軟弱夾層a 注入壓力限制在地層微裂縫以下注入壓力應(yīng)以滿足注水量

7、,防止套管損壞為合理注入壓力.假如這兩項發(fā)生矛盾時 ,應(yīng)以后者來確定 ,注水量則通過調(diào)整注采井網(wǎng) ,增加注水井數(shù)來滿足 .在生產(chǎn)中 ,注水、壓井時 ,井底 壓力都不得高于地層最小水平地應(yīng)力,以免形成注入水竄入軟弱夾層.因此 ,一個油田開發(fā)前 ,應(yīng)開展地層地應(yīng)力測試 ,依照地應(yīng)力測得結(jié)果 ,按開發(fā)方案要求 ,把注入壓力操縱在最小地應(yīng) 力以下 .b 加強注入水質(zhì)配伍研究 , 操縱注入壓力過高 定期對高壓注水井采取洗井、防膨及解堵措施,防止各種因素造成地層污染；幸免注水壓力超高 .同時加強注水配伍方案研究 ,對已污染地層可采納低損害酸預(yù)處理后再投注c 提高固井質(zhì)量 , 保證層間互不相竄采取有效措施提

8、高固井質(zhì)量 ,防止注入水沿水泥膠結(jié)不行層帶竄入泥巖層,如下套管扶正器使套管居中；調(diào)整好水泥漿性能；操縱水泥漿上返速度和高度等,使第一、二界面結(jié)合牢固.412 提高套管抗擠強度a 完井采納高鋼級、大壁厚得套管由上面得分析能夠看到 ,對容易發(fā)生變形得巖層段 ,一般 n80/1397 難以承受不均勻地應(yīng) 力得擠壓 .在傳統(tǒng)保守設(shè)計套管抗擠強度時采納上覆巖層壓力來確定套管抗最大外擠力.事實上證明用這種方法確定最大外擠力是不合適得.應(yīng)采納泥頁巖蠕變形成不均勻“等效外擠應(yīng)力”作為套管最大抗擠強度 .因此 ,油田開發(fā)前要準確測定地應(yīng)力值 ,選擇合適得套管等級和壁 厚.b 在易發(fā)生套管損壞巖層段下雙層組合套管

9、泥頁巖層在見水時易產(chǎn)生蠕變,在井壁周圍產(chǎn)生不均勻地應(yīng)力擠壓套管,當其 “等效破壞載荷”或地層出現(xiàn)施加套管側(cè)向力比較大時,用高強度套管滿足不了抗擠需要 ,這時 ,可采納雙層組合套管 ,并在環(huán)空加注水泥 ,其強度比原兩根套管得強度還要高出25 -70.42 防止上部套管腐蝕漏失通過上面得分析可知上部套管漏失要緊是由于腐蝕造成得,因此在生產(chǎn)上必須從防止腐蝕入手愛護套管 ,減少漏失得發(fā)生 .421 提高注入水質(zhì)量 ,減少腐蝕損害當發(fā)覺井下套管漏失是由于腐蝕造成得,應(yīng)依照化驗出得各種離子成分含量分析推斷是屬于那種腐蝕而采取相應(yīng)得防腐措施.在生產(chǎn)實際中應(yīng)對不同區(qū)塊得腐蝕損壞作出分析化驗,依照腐蝕類型和腐蝕

10、速度進行防腐 ,殺菌措施 .422 采納環(huán)空愛護技術(shù)提高套管使用壽命 環(huán)空愛護與軟密封隔離技術(shù)是一種用于注水井環(huán)空防腐得愛護技術(shù).它是在油套環(huán)空得水中加入愛護劑 , 抑制細菌得生殖 ,減輕腐蝕 ,同時在環(huán)套空間下部加入軟密封隔離塞,使愛護液與注入水隔離 ,它得作用類似于封隔器 ,且不受套管變形限制 .該技術(shù)可用于所有得合注井 和分層注水井 ,專門是套管變形得合注井 .423 鉆井完井時 ,提高水泥漿上返液面 ,加強固井質(zhì)量 針對套管漏失要緊發(fā)生在套管未固井井段上部得現(xiàn)狀,完井時可考慮提高水泥環(huán)上返高度至地面 ,并采取措施保證固井質(zhì)量 ,達到水泥漿硬化后在套管周圍形成一圈致密連續(xù)得水泥 環(huán).42

11、4 針對注水壓力高 ,腐蝕性強得水井 ,采納封隔器卡封上部套管 ,既可有效愛護上部套管 又可防止高壓注水對套管造成進一步損壞 .425 采納陰極愛護技術(shù)套管得陰極愛護原理是采納地面直流電源和輔助陰極,供給大量電子 ,使被愛護金屬陰極化,當極化電位極化至被愛護金屬腐蝕電池中陽極初始電位相等或負些時,腐蝕就被操縱 .5、下步研究方向51 關(guān)于套管形態(tài)得監(jiān)測套管損壞得形態(tài)多種多樣 ,套管變形中除縮徑變形外還有橢圓變形、彎曲變形、單面擠 變變形等；套漏又有套管裂開、腐蝕穿孔及密封性漏失多種情況.尤其對套管變形得確定 ,采納打鉛印或通井得方式僅能確定一個位置,關(guān)于一口井有多處位置得情況就不行確定.建議下步應(yīng)用彩色成像測井技術(shù)或微井徑儀對套損形態(tài)作深入研究,為套損得研究、預(yù)防和治理提供確鑿證據(jù) .52 關(guān)于變形機理得深入研究 目前