做好压力平衡减缓套损的有效途径

摘要：套损主要是由地质因素，工程因素及腐蚀因素等造成的，但其根本原因大多是由于受压差过大而导致，产生套管附近压差过大的原因是复杂而多样的，如果能够避免压差过大将会有效延缓套损速度。

关键词：套损；压力平衡；有效途径

中图分类号：TE938+.1文献标识码：A

1 出现压力不平衡的原因分析

从葡北和太南地区套变注水井的注水压力看，其套变前平均注水压力11.9MPa，其中超最高允许注水压力井仅21口，占套变注水总数的15.6 %。从注水井的注入压力看，大部分井注入压力都没有超过所用套管的抗外挤强度，表明注入压力过高并不是产生套损的根本原因。

1.1 地质因素

1.1.1 泥岩膨胀和蠕变

泥岩中的粘土矿物尤其是蒙脱石、伊利石、高岭石，它们遇水会膨胀并发生蠕动，从而破坏套管。注入水浸入泥岩后，随着岩石的抗剪强度大幅度下降，在泥页岩或泥页岩、砂页岩的界面处，将逐步形成具有张性裂缝特征的次生软化结构面，从而破坏了地下岩体的连续性，使浸水域进一步蔓延，为岩石蠕动、位移提供了条件，浸水域上下界面相对位移，致使油水井套管挤压而破损。

1.1.2 油层出砂

油水井生产过程中出砂会在下衬管层段形成空洞和坑道，在油层压实和地层压力下降的情况下，使围岩应力发生变化，由于形成空洞，就产生一种力图恢复空洞上部已破坏的应力平衡，在空洞区和空洞上面地区之间的界面上产生切线应力区。

另外，盐岩蠕变及断层活动等都是产生套损的直接因素。

1.2 油田注水

油田注水虽然防止了地面下沉和油层压实进而减少了垂向或轴向应力，但却增加了侧向或水平方向应力。随着注水压力的升高，注水井与采油井间的注采压差加大，同时油层的孔隙压力也相应升高，而岩石骨架的剪切强度是随着孔隙压力的升高而降低，当注采压差大于岩石的剪切强度时，岩石就会因剪切滑动而挤压套管。

1.3 酸化、压裂措施引起的压力不平衡

酸化使井筒附近油层发生溶解作用，会产生溶洞或小洞，使套管周围受力不均，从而导致套损。压裂则使地层压出裂缝，这样会使油水井附近岩层受力不均，再者由于压裂的重新定向而使裂缝方向偏离所设计方向，从而导致注水进入其它层或泥岩层，使岩层受力遭到破坏，进而加快了套损。

1.4 注水井作业

注水井在注水及压裂等作业时，套管内压大于套管外压，即注水压差作用在套管内壁上，使套管内壁产生膨胀压力。当注水作业放空时，使套管内压又小于套管外压，放喷压差又作用在套管外壁上如此多次作业会使套管变形破裂。

2 保持压力平衡的几种途径

2.1 环形空间加压

使环形空间充满液体，或者环形空间加压提高套管抗挤压强度，是一种经济可行的措施，特别是对那些套管抗挤压强度不大，但下衬管在经济上不一定合算的井，在油套环形空间保持一定的压力，使套管保持一定的内压，这对提高套管的抗挤压强度是非常有利的。

2.2 油水井改造措施

对注水井吸水差层段进行酸化、重射等治理措施，可减小异常高压油层的形成。采油井对异常高压层段压裂、补孔、泄压，通过方案调整、治理改造等方法来保持各区域的压力平衡。

2.3 在局部高压区域开展泄压工作

利用泄压井及时泄压。极据测压资料对高压区块钻泄压井，使压力趋于平衡，据分析葡北地区共可钻泄压井八口。高压区内对部分高关井及报废井修井处理后重新开井泄压，缓解压力过高现象，经分析，可进行开井泄压五口井，其中高关开井二口，低关井拔堵开井 二口，注水井转抽一口。

2.4 采取综合治理措施，保证压力平衡；与措施挖潜相结合建立套损井治理防治区

为有效延缓套损速度，保证经济效益，套损井的治理应与措施挖潜工作相结合，对于套损严重区块应建立套损井防治试验区，各措施挖潜治理及调整工作与数值模拟有机结合，为缓解套损速度做好先导性试验。

套损井的治理是一项系统工程，从钻井、固井、射孔、作业、方案调整、日常管理等各因素都是影响套損速度的重要因素，只有每个环节都得到足够的认识和有效执行才能真正有效地防止套损现象。

3 认识与结论

3.1 保持套管附近的压力平衡是减缓套损速度的有效途径。

3.2 为有效预防套损现象，在钻井设计时就应该充分考虑其在岩层中的受力状况。

3.3 在局部高压区域开展泄压治理可有效减缓套损速度。

参考文献

[1]何秀清.套损井修复压裂过程力学分析及其应用[D].大庆石油学院，2006.

[2]姜民政.套损井修复过程中修复力的确定及水泥环损伤机理研究[D].哈尔滨工程大学，2003.

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