浅层套损成因及预防措施_王中华.pdf

化学工程与装备 2023 年 第 2 期 80 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 2 月 浅层套损成因及预防措施 浅层套损成因及预防措施 王中华（大庆油田第一采油厂第六作业区，黑龙江 大庆 163000）摘 要：摘 要：结合大庆油田套损形势变化，从地质和开发角度分析套损成因，发现剪切变形和层间压力矛盾是导致油水井套损的主要原因。统计套损井，确定了三种套损形式：浅部套损、嫩二段区域性套损以及油层部位套损。根据套管保护与治理新技术，结合具体生产实际情况，提出了相应治理对策，主要针对浅部外漏治理，报废井定位重新报废，最终达到控制、减缓套损速度，经济合理地使尽可能多的套损井复产的目的。关键词：关键词：报废井；浅层套损；套损成因；预防措施 1 概 述 1 概 述 纵观大庆油田的开发历程，套损问题一直影响着油田的持续稳产。尤其是在 1986 年、1997-2003 年和 2010-2012年，油田出现了三次套损高峰期，各阶段的套损形式、特点不同，推动了修井技术的不断发展。20 世纪 80 年代油田套损以变形为主，修复方式以机械整形为主；90 年代中期，油田出现了错断的套损形式，这一时期主要采用机械加固和深部取换套管方式进行修复；2000 年以后，油田套损形式进一步恶化，出现了成片套损，区块内具有套损井数多、套损深度集中的特点，这一阶段主要采取深部取换套、密封加固、小通径打通道等技术进行修复。近几年，浅层发生多处外漏，外漏点附近均有报废井存在，针对报废井开展治理，进而治理浅层外漏。2 套损形式概况 2 套损形式概况 2021年全矿套损井数53口，其中变形38口，占套损井数71.6%、错断15口，占套损井数28.4%。平面上，油层部位套损主要集中在中区西部、中区东部；纵向上，油层套损井26口、标准层15口、浅层套损12口。其中浅层套损井数与去年同期对比上升6口，上升比例高达50%。图1 2020年以来发生外漏点井位 图1 2020年以来发生外漏点井位 中区东部1992年发生标准层成片套损，考虑后期利用，其中68口采取了泥浆报，目前仍有57口泥浆报废井。从2020年4月开始，六矿中区东部陆续出现8起浅层外漏15口井，主要集中在三排路两侧及五排路附近。自2020年以来共发生浅部套外漏9处，涉及油水井16口，因外漏查套共实施控注查套26井，累计影响注水35087方，目前因外漏控注3井、关井26口，日影响注水2750方。3 套损成因 3 套损成因 地层浸水域与油层浸水域一起，加速油田成片套损区的形成，是油田套损井数持续不断增加和套损井修复后再次发生套损的压力源头2。局部大量套损井的出现，证明区域地下压力异常。油田不断有新的套损产生，就是地下应力失衡的结果，套损成因研究就是找到造成地应力失衡的原因。3.1 油层浸水域 大庆油田是注水开发油田，开发不同层位的油层水淹是必然的，不同物性类型的油层被大量注入水和聚合物等介质充填，驱替剩余油。由于油层物性的差异，注采关系不完善，导致注水开发的不均衡，引发地层压力不均匀分布的地质因素，从完钻的电测井资料看，不同油层间地层压力系数的差异性，层间压差增大。油层段形成水淹程度不同的浸水域，导致高压区和异常高压区形成，岩体的不稳定性，易形成区域套损。3.2 地层浸水域 固井质量差、断层、裂缝发育区和发生套损，未及时发现，注入油层的大量高压注入水（聚合物），运移或注入油层以上的地层中，变成无效注入水（聚合物）。原来低压层演变成高压和异常高压层，长期憋压，形成非油层段浸水域，导致岩体膨胀、蠕动、变形和滑移，应力不断作用在套管上，损坏套管3。钻关时，地层部位的高压和异常高压层无泄压点，地层压力得不到释放，成为钻、修井施工的潜在隐患和重大施工威胁。DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.02.098 王中华：浅层套损成因及预防措施 81 3.2.1 深部浸水域 浸水域深度通常在油顶之上，大于 400m。2011 年 8 月发现南 6-1-126 783.23m 错段，层位 N2 底。2012 年 11 月钻侧斜井，钻井液密度 1.80g/cm3，嫩二段标准层异常高压层，压力系数 1.814。3.2.2 浅部地层浸水域 浸水域深度通常小于 400m。大庆油田自 1960 年开发以来，超过 30 年井龄的油水井仍有 10566 口正在生产，生产时间长且浅部地层固井少，地层水化学、电化学反应长期作用于套管某一局部位置是造成套管浅部腐蚀穿孔的主要原因。另外，经钻井证实，浅部地层内普遍含气，并以纯气层、含水气层或含气水层等不同形式存在于地层中，压力异常作用容易形成浅部地层套损。Z35-P248井于2005年完钻投产，2019 年修施工，验漏确定外漏深度为 85 米-100 米。浅取施工将套管取出后，证实 90.56m 处套管腐蚀外漏。2020 年以来发生外漏井，化验矿化度均在 800-1200 左右，都是浅层水，外漏点附近开挖后，附近均有报废井存在，报废方式主要为泥浆报废，在大修过程中，生产井、报废井大部分在 80-100 米浅层有漏点，证实浅层外漏由报废井报废不彻底后上返地面，导致外漏。外漏现场照片 外漏现场照片 表1 外漏单井情况 表1 外漏单井情况 序号 外漏 时间 井号 井别区块 报废方式 备注 1 Z41-193 油 中区东部 水泥报废 已重新报废 2 G422-41 油 中区东部 已报废 3 G422-S405 油 中区东部 已报废 4 Z331-18 油 中区东部 待下步报废 5 Z31-P18 油 中区东部 已报废 6 G322-S41 水 中区东部 待下步报废 7 2020.3 Z31-SE74 水 中区东部 待下步报废 8 2020.4 ZJ4-19 油 中区西部 泥浆报废 已重新报废 9 2020.6 Z4-016 油 中区东部 泥浆报废 已处理 10 2020.10 Z35-P248 油 断东西块 已报废 11 Z3-19 水 中区东部 水泥报废 已报废 12 2020.10 Z3-F19 水 中区东部 化学报废 已报废 13 2020.10 Z5-19 油 中区东部 水泥报废 已报废 14 2020.11 G130-41 油 中区东部 泥浆报废 正报废 15 2021.5 G128-40 油 中区东部 水泥报废 已处理 16 2021.6 ZD5-17 水 中区东部 水泥报废 已处理 82 王中华：浅层套损成因及预防措施 4 套损预防措施及建议 4 套损预防措施及建议 针对注入井及采出井的不同情况，采取个性化措施调整能够使抗盐驱效果进一步提高。套损和异常高压区域是地下异常的表象。为减少新增套损井和重复套损井的增加，应找出造成压力异常的源头，油层段、非油层段（标准层、泥岩层段和疏松砂岩部位）是防护的重点。应根据套损井和局部区域的特点，摸索规律，形成从钻完井、开发调整、生产、作业、套损井评价到修井等全过程的防护措施。建立完善的套损井预防体系、综合评价体系、修井工艺配套治理体系和监测体系，使油田套损得到有效控制。4.1 油层段 4.1.1 注采关系的调整 油层部位套损主要是注采关系不协调，表现为厚注薄采或有注无采，调整区块压差，在油层段之间维持合理的注采压差。4.1.2 异常高压层的治理 高压层的形成主要受地质因素与开发因素控制，主要集中分布在注采关系不完善、渗透率低的油层和断层附近。可采取井间加密、高压层补孔和高压层控水限制高压层和异常高压层的形成。4.1.3 断层和裂缝发育区域 对原生断层和裂缝造成注入水上窜问题，注水压力控制在地层（油层）裂缝张开的压力界限下，即压力系数小于1.75，注水压力小于7MPa。4.2 非油层段（1）提高井身质量，对发生过管外冒和固井质量差的井进行补孔封窜。防止注入水（聚合物）窜入非油层段的砂、泥和页岩层中，保证层间互不相窜。（2）开展生产井普查，对套管损坏井，做到早发现、早治理。（3）对非油层已经形成的异常高压区域，建立压力监测井体系和泄压井网。采取对高压地层补孔、钻泄压井或利用套损井的方法，进行整体泄压。（4）进行取换套工序时，发生水浸的套损井，在保障裸眼井壁不坍塌的前提下，进行控制放喷，将异常压力卸掉。（5）针对报废井，进行重新定位，利用GPS定位仪与井口坐标井位图多种方式定位，将泥浆报废井重新报废，固井到地面，预防浅层多处外漏。参考文献 参考文献 1 龙文第.油水井套损产生的原因与对策浅析J.中国石油和化工标准与质量,2013,17:50.2 刘合,卓胜广,高合明,等.嫩江组二段底部标志层岩石矿物学特征与成片套损因素新认识J.地质论评,2006(4):532-538,582.3 刘合,刘建东,卓胜广,等.大庆油田嫩二成片套损的地质控制因素J.石油学报,2006(5):135-138.4 黄建鑫,邹红,张书进.大庆油田套损井打通道加固技术J.大庆石油地质与开发,2002(04):46-47,84.（上接第 69 页）_（上接第 69 页）_ 投入油田防腐防磨使用中。双向保护接箍具备较好耐磨损能力，可以有效防腐蚀，从而减缓与油管之间的摩擦，避免偏磨。5 结 论 5 结 论 综上所述，油油机井杆管偏磨是由于井身结构、泵挂深度、冲次、冲程、泵径等多种因素综合导致的现象，在使用抽油井机前，应通过详细了解抽油井机运行原理，根据运行原理制定偏磨防护措施，减少油田抽油机井杆管偏磨现象，降低施工人员工作量，延长使用寿命，降低相关成本。参考文献 参考文献 1 王羕.抽油机井杆管偏磨原因及治理措施探讨J.石油石化节能,2020,10(1):6.2 贾赫.抽油机井杆管偏磨原因分析及治理措施J.化学工程与装备,2020(8):2.3 杨泽鑫.抽油机偏磨原因分析及治理措施J.化学工程与装备,2020(9):2.4 刘立,方晓君,张永强,等.陕北某油田地面管线腐蚀的原因及防护措施J.腐蚀与防护,2020,41(11):6.5 智勤功,周娜.深抽油新型助抽设备增效机理及优化设计方法J.科学技术与工程,2020,20(31):7.