油水井大修技术.pptx

辽河油田茨榆坨采油厂辽河油田茨榆坨采油厂二二0000四年一月四年一月目目 录录第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施第二节第二节 套管损坏的类型套管损坏的类型 第三节第三节 套管技术状况检测套管技术状况检测 第四节第四节 大修设计大修设计第五节第五节 打捞作业打捞作业第六节第六节 解卡作业解卡作业第八节第八节 套管整形套管整形第九节第九节 套管加固套管加固 第十节第十节 套管取换套管取换第十一节第十一节 侧钻侧钻 第十二节第十二节 工程报废工程报废 第十三节第十三节 技术监督要点技术监督要点目目 录录第七节第七节 电动潜油泵打捞电动潜油泵打捞 前前前前 言言言言 世界各国油田开发进程表明，随着开采年限世界各国油田开发进程表明，随着开采年限的增长，受工程和地质因素的影响，油水井套管的增长，受工程和地质因素的影响，油水井套管将出现不同程度的损坏。为此，油田工作者应按将出现不同程度的损坏。为此，油田工作者应按着着“预防为先，防修并重预防为先，防修并重”的方针，的方针，一是一是研究套研究套管损坏的机理，制定防护措施；管损坏的机理，制定防护措施；二是二是研究套损井研究套损井修复技术，提高大修井修复能力。由此减缓套管修复技术，提高大修井修复能力。由此减缓套管损坏速度，尽可能的延长油水井的使用寿命，降损坏速度，尽可能的延长油水井的使用寿命，降低油田维护的操作成本，提高油田后期开发的经低油田维护的操作成本，提高油田后期开发的经济效益。济效益。目目目目 录录录录第一节第一节第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施第一节第一节第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施第二节第二节第二节第二节 套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型 第三节第三节第三节第三节 套管技术状况检测套管技术状况检测套管技术状况检测套管技术状况检测 第四节第四节第四节第四节 大修设计大修设计大修设计大修设计第五节第五节第五节第五节 打捞作业打捞作业打捞作业打捞作业第六节第六节第六节第六节 解卡作业解卡作业解卡作业解卡作业第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 套套损损的的原原因因是是相相当当复复杂杂的的，国国内内外外不不少少学学者者进进行行了了多多方方面面的的研研究究，虽虽然然观观点点各各异异，但但也也具具有有一一定定的的共共性性，这这就就为为制定套损预防措施提供了必要的条件。制定套损预防措施提供了必要的条件。一、套损的原因分析一、套损的原因分析一、套损的原因分析一、套损的原因分析 造成油、水井套管损坏的因素是多造成油、水井套管损坏的因素是多方面的，概括性地分为地质因素和工程方面的，概括性地分为地质因素和工程因素两大类。因素两大类。第一节第一节第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 (一）、地质因素一）、地质因素 地地层层（油油层层）的的非非均均质质性性、油油层层倾倾角角、岩岩石石性性质质、地地层层断断层层活活动动、地地下下地地震震活活动动、地地壳壳运运动动、地地层层腐腐蚀蚀等等情情况况是是导导致致油油水水井井套套管管技技术术状状况况变变差差的的客客观观存存在在条条件件，这这些些内内在在因因素素一一经经引引发发，产产生生的的应应力力变变化化是是巨巨大大的的，将将使使油油、水水井井套套管管受受到到损损害害，甚甚至至导导致致成成片片套套管管损损坏坏，严严重重地地干干扰扰开开发发方方案案的的实实施施，威威胁油田的稳产。胁油田的稳产。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 、地层的非均质性、地层的非均质性 陆相沉积的砂岩、泥质粉砂岩油田，陆相沉积的砂岩、泥质粉砂岩油田，由于沉积环境不同，油藏渗透性在层与由于沉积环境不同，油藏渗透性在层与层、层内平面之间都有较大的差别。在层、层内平面之间都有较大的差别。在注水开发过程中，油层的非均质性将直注水开发过程中，油层的非均质性将直接导致注水开发的不均衡性，这是引发接导致注水开发的不均衡性，这是引发地层孔隙压力场不均匀分布的基本地质地层孔隙压力场不均匀分布的基本地质因素。因素。、地层（油层）倾角、地层（油层）倾角 陆相沉积的油田，一般储油构造多为陆相沉积的油田，一般储油构造多为背斜和向斜构造，由于背斜构造是受地背斜和向斜构造，由于背斜构造是受地层侧压应力挤压为主的褶皱作用，一般层侧压应力挤压为主的褶皱作用，一般在相同条件下，受岩体重力水平分力的在相同条件下，受岩体重力水平分力的影响，地层倾角较大的构造轴部和陡翼影响，地层倾角较大的构造轴部和陡翼部比倾角较小的部位更容易出现套损。部比倾角较小的部位更容易出现套损。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 3 3、岩石性质、岩石性质 在沉积构造的油、气藏中，储存在沉积构造的油、气藏中，储存油、气的多为砂岩、泥砂岩、泥质粉砂油、气的多为砂岩、泥砂岩、泥质粉砂岩。注水开发时，当油层中的泥岩及油岩。注水开发时，当油层中的泥岩及油层以上的页岩被注入水浸蚀后，层以上的页岩被注入水浸蚀后，一是一是泥泥页岩膨胀挤压套管；页岩膨胀挤压套管；二是二是岩石抗剪强度岩石抗剪强度和摩擦系数大幅度降低，一定倾角的岩和摩擦系数大幅度降低，一定倾角的岩石将上覆岩层压力转移至套管，使套管石将上覆岩层压力转移至套管，使套管受到剪切损坏。受到剪切损坏。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 、断层活动、断层活动 在沉积相构造的油田中，由于在沉积相构造的油田中，由于地球不断运动，各地区地壳沉降速地球不断运动，各地区地壳沉降速度不尽相同度不尽相同,促使断层活动化，使促使断层活动化，使上下盘产生相对滑移，剪挤套管，上下盘产生相对滑移，剪挤套管，从而导致套管严重损坏。从而导致套管严重损坏。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 5 5、地震活动、地震活动 地球是一个不停运动的天体，地下地质活地球是一个不停运动的天体，地下地质活动从未间断，根据微地震监测资料，每天地表、动从未间断，根据微地震监测资料，每天地表、地壳的微震达万次，较严重的地震可以产生新地壳的微震达万次，较严重的地震可以产生新的构造断裂和裂缝，也可使原生构造断裂和裂的构造断裂和裂缝，也可使原生构造断裂和裂缝活化。地震后，大量注入水通过断裂带或因缝活化。地震后，大量注入水通过断裂带或因固井胶结问题进入油顶泥页岩，泥页岩吸水后固井胶结问题进入油顶泥页岩，泥页岩吸水后膨胀，又产生粘塑性，岩体产生缓慢的水平运膨胀，又产生粘塑性，岩体产生缓慢的水平运动，使套管被剪切错断或严重弯曲变形。动，使套管被剪切错断或严重弯曲变形。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 6 6、地壳运动、地壳运动 地球在不停的运动，地壳也在不地球在不停的运动，地壳也在不停的缓慢运动中，其运动方向一般有停的缓慢运动中，其运动方向一般有两个：两个：一是一是水平运动（板块运动）；水平运动（板块运动）；二是二是升降运动。地壳缓慢的升降运动升降运动。地壳缓慢的升降运动产生的应力可以导致套管被拉伸损坏。产生的应力可以导致套管被拉伸损坏。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 7 7、地面腐蚀、地面腐蚀 地地 表表 地地 层层 腐腐 蚀蚀 是是 因因 为为 浅浅 层层 水水（300m300m以以上上）在在硫硫酸酸盐盐还还原原菌菌的的作作用用下下产产生生硫硫化化物物，硫硫化化物物在在浅浅层层水水中氧化反应引起套管腐蚀。中氧化反应引起套管腐蚀。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 （二）、工程因素（二）、工程因素 引引起起套套管管损损坏坏的的主主要要工工程程因因素素有有：钻钻井井完完井井过过程程中中的的完完井井质质量量，套套管管本本身身材材质质、固固井井质质量量，采采油油工工程程中中的的注注水水、压压裂裂、酸酸化化，以以及及油油水水井井日常管理作业等。日常管理作业等。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 1 1、套管材质问题、套管材质问题 套管本身存在微孔、微缝，螺纹不符合要套管本身存在微孔、微缝，螺纹不符合要求及抗剪、抗拉强度低等质量缺陷问题，完求及抗剪、抗拉强度低等质量缺陷问题，完井后，由于在采油生产压差或注水压差长期井后，由于在采油生产压差或注水压差长期的影响下，导致管外气体、流体从不密封处的影响下，导致管外气体、流体从不密封处渗流进入井内或进入套管与岩壁的环空，渗流进入井内或进入套管与岩壁的环空，一一是是流体流动过程损伤套管；流体流动过程损伤套管；二是二是流体聚集在流体聚集在环空上部，形成腐蚀性很强的硫化氢气塞，环空上部，形成腐蚀性很强的硫化氢气塞，将逐渐腐蚀套管。将逐渐腐蚀套管。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 2 2、固井质量问题、固井质量问题 固井质量直接关系到完钻井的寿固井质量直接关系到完钻井的寿命和以后的注采关系，影响固井质量命和以后的注采关系，影响固井质量的主要因素有：井眼不规则、井斜、的主要因素有：井眼不规则、井斜、固井水泥不达标、顶替水泥浆的顶替固井水泥不达标、顶替水泥浆的顶替液不符合要求、水泥浆的密度低或高、液不符合要求、水泥浆的密度低或高、注水泥后套管拉伸载荷过小或过大等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。等，都将影响固井质量。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 3 3、完井质量、完井质量 完井质量对套管影响很大，特别是完井质量对套管影响很大，特别是射孔完井。射孔工艺选择不当，射孔完井。射孔工艺选择不当，一是一是会会出现管外水泥环破裂，甚至出现套管破出现管外水泥环破裂，甚至出现套管破裂；裂；二是二是射孔深度误差过大，或者误射射孔深度误差过大，或者误射泥页岩隔层泥页岩隔层(尤其是开发薄互层的二、尤其是开发薄互层的二、三次加密井尤为重要三次加密井尤为重要)，将使泥页岩水，将使泥页岩水浸膨胀，挤压套管。浸膨胀，挤压套管。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 三三是是射射孔孔密密度度选选择择不不当当，将将会会影影响响套套管管强强度度。比比如如在在特特低低渗渗透透的的泥泥砂砂岩岩油油层层采采用用高高密密度度射射孔孔完完井井，长长期期注注水水或或油油井井油油层层酸酸化化、压压裂裂改改造造，短短时时间间的的高高压也会将套管损坏。压也会将套管损坏。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 4 4、井位部署的问题、井位部署的问题 断断层层附附近近部部署署注注水水井井，容容易易引引起起断断层层滑滑移移而而导导致致套套管管严严重重损损坏坏。注注水水井井成成排排部部署署，容容易易加加大大区区块块孔孔隙隙压压差差，形形成成应应力力集集中中，最最终终导导致致成片套损井的出现。成片套损井的出现。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 5 5、开发单元内外地层压力大幅度下降问题、开发单元内外地层压力大幅度下降问题 第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 注水开发的油田，由于开采方式的注水开发的油田，由于开采方式的转变，加密、调整井网的增多，对低渗转变，加密、调整井网的增多，对低渗透、特低渗透提高压力注水以及控制注透、特低渗透提高压力注水以及控制注水、停注、放溢流降压等措施，使地层水、停注、放溢流降压等措施，使地层孔隙压力大起大落，岩体出现大幅度升孔隙压力大起大落，岩体出现大幅度升降。降。使使具具有有一一定定弹弹性性的的地地层层孔孔隙隙骨骨架架产产生生不不均均匀匀的的膨膨胀胀或或收收缩缩，造造成成局局部部应应力力集集中中而而出出现现零零星星套套损损井井。当当区区块块之之间间形形成成足足够够大大的的孔孔隙隙压压差差时时，特特别别在在行行列列注注水水开开发发条条件件下下，泥泥页页岩岩和和断断层层面面大大面面积积水水浸浸时时，将将导导致致成成片片套套损损井井的的出现。出现。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 6 6、注入水浸入泥页岩的问题、注入水浸入泥页岩的问题 在在注注水水压压力力较较高高（一一般般13.5MPa13.5MPa）条条件件下下，注注入入水水可可从从泥泥岩岩的的原原生生微微裂裂缝缝和和节节理理浸浸入入，也也可可沿沿泥泥砂砂岩岩界界面面处处浸浸入入，形形成成一一定定范范围围的的浸浸水水域域，这这种种浸浸水水域域在在相相当当长长时时间间内内，将将导导致致岩岩体体膨膨胀胀、变变形形、滑移，最终导致套管的损坏。滑移，最终导致套管的损坏。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 7 7、注水不平稳问题、注水不平稳问题 在笼统注水条件下，高渗透区吸水能在笼统注水条件下，高渗透区吸水能力大，成为高压区；低渗透区吸水能力差，力大，成为高压区；低渗透区吸水能力差，成为低压区，致使非均质油层层间压差增成为低压区，致使非均质油层层间压差增大，分层注水差的层间压差也较大。在层大，分层注水差的层间压差也较大。在层间、区块之间注采不平衡，有的超压超注间、区块之间注采不平衡，有的超压超注或低压欠注或低压欠注,纵向上加大层间压差，平面上纵向上加大层间压差，平面上区块压力不平衡，造成成片套损井的出现。区块压力不平衡，造成成片套损井的出现。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 另另外外，由由于于井井下下作作业业开开发发调调整整等等情情况况，注注水水井井时时关关时时开开，开开关关不不平平衡衡。钻钻调调整整井井时时关关停停注注水水井井，这这样样成成片片集集中中停停注注，之之后后又又集集中中齐齐注注，使使套套管管瞬瞬时时应应力力变变化化幅幅度度过过大大，这这些些都都将将影影响响岩岩体体的的稳稳定定，最最终终将将导导致致套套管损坏。管损坏。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 8 8、注水井日常管理问题、注水井日常管理问题 注水井日常管理是非常重要的，注水井日常管理是非常重要的，按按“六分四清六分四清”要求要求,应做到注水量清、应做到注水量清、注水压力清、分层产液量清、分层含注水压力清、分层产液量清、分层含水清，但由于日常对注水井管理不严水清，但由于日常对注水井管理不严,管阀配件损坏，管线漏水且维护不及管阀配件损坏，管线漏水且维护不及时，时，第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 全井注水时或分层注水量不清，异全井注水时或分层注水量不清，异常注水井发现不及时、发现后未采常注水井发现不及时、发现后未采取措施或采取措施不当，造成非油取措施或采取措施不当，造成非油层部位长期进水水浸，诱发新的套层部位长期进水水浸，诱发新的套损井。损井。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 二、套损预防措施二、套损预防措施 根据上述的套管损坏原因，提根据上述的套管损坏原因，提出以下预防措施，以便有效地减缓出以下预防措施，以便有效地减缓套损速度的上升。套损速度的上升。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 （一）（一）、防止注入水窜入泥页岩隔层、防止注入水窜入泥页岩隔层1 1、提高固井质量保证层间互不相窜、提高固井质量保证层间互不相窜 为保证固井质量，采取的主要措为保证固井质量，采取的主要措施有施有：一是一是使用套管扶正器，保证套使用套管扶正器，保证套管在固井时居中，管在固井时居中，二是二是设计合理的固设计合理的固井工艺和施工参数，实现稳流顶替；井工艺和施工参数，实现稳流顶替；第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 三是三是采用适宜的水泥浆体系，保证采用适宜的水泥浆体系，保证胶结强度和水泥石强度。胶结强度和水泥石强度。四是四是在油在油层顶部下入管外封隔器，保证水泥层顶部下入管外封隔器，保证水泥浆在压稳状态下候凝，防止浅气层浆在压稳状态下候凝，防止浅气层或高压水层窜槽或高压水层窜槽 。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 2 2、注注水水压压力力限限制制在在地地层层微微破破裂裂压压力力以以下下 注注水水压压力力应应以以满满足足注注水水量量，防防止止套套管管损损坏坏为为合合理理注注水水压压力力。如如果果这这两两项项发发生生矛矛盾盾时时，应应优优先先考考虑虑后后者者。这这主主要要由由于于当当注注水水压压力力高高于于地地层层最最小小水水平平地地应应力力（即即破破裂裂压压力力）时时，很很容容易易沟沟通通原原始始裂裂缝缝或或开开启启新新裂裂缝缝，吸吸水水量量猛猛增增的的同同时时孔孔空空隙隙压压力力增增大大，一一是是注注入入水水窜窜入入夹夹层层，二二是是加加大大层层间间或或区区块块压压差差。因因此此一一个个油油田田开开发发前前，应应开开展展地地层层地地应应力力测测试试，根根据据地地应应力力测测试试结结果果，把注水压力控制在最小主应力以下。把注水压力控制在最小主应力以下。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 4 4、压裂改造时防止垂直裂缝延伸到夹层、压裂改造时防止垂直裂缝延伸到夹层 垂直裂缝的缝高与压裂施工排量有关，垂直裂缝的缝高与压裂施工排量有关，排量越大，其缝越高。排量越大，其缝越高。因此，对于一个油田因此，对于一个油田进行压裂方案设计时，一定要认真的了解压进行压裂方案设计时，一定要认真的了解压裂层、隔层的岩性及弹性模量、泊松比、抗裂层、隔层的岩性及弹性模量、泊松比、抗张强度等力学参数，根据这些力学参数设计张强度等力学参数，根据这些力学参数设计合理的排量，防止裂缝上下延伸到盖层。合理的排量，防止裂缝上下延伸到盖层。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 5 5、合理地设计注采井网、合理地设计注采井网 高含水井先于低含水井发生套管损高含水井先于低含水井发生套管损坏，这主要是由于水过早通过裂缝或固坏，这主要是由于水过早通过裂缝或固井的窜槽进入了泥岩夹层造成的结果。井的窜槽进入了泥岩夹层造成的结果。因此选择合理注采井网、延迟油井水淹因此选择合理注采井网、延迟油井水淹是防止套管损坏的一种方法。为此，注是防止套管损坏的一种方法。为此，注水开发裂缝性油田时，采取两种注采井水开发裂缝性油田时，采取两种注采井网有利于防止套管损坏：网有利于防止套管损坏：第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 a a）行行列列注注采采井井网网。油油水水井井排排方方向向与与油油层层主主裂裂缝缝方方向向平平行行，利利用用注注入入水水沿沿裂裂缝缝突突进进特特点点，使使相相邻邻水水井井之之间间很很快快拉拉成成水水线线，均均衡衡地地渗渗透透到到油油井井排排去去，这这可可防防止止因因裂裂缝缝水水过过早早串串 到软弱层。到软弱层。b b）菱菱形形注注采采井井网网。在在采采用用面面积积注注水水方方式式时时,油油水水井井排排的的方方向向与与油油层层主主裂裂缝缝错错开开一一个个角角度度,这这可可延延迟迟处处于于裂裂缝缝方方向向上上油油井井过过早早水水淹。淹。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 （二）、维持合理的注采压差（二）、维持合理的注采压差 现现在在人人们们认认识识到到，由由于于油油层层中中流流体体被被开开采采出出来来，一一段段时时间间（或或很很长长时时间间）不不注注水水补补充充能能量量，形形成成一一个个低低的的应应力力异异常常区区，周周围围高高压压应应力力区区推推动动岩岩体体向向低压区运动，造成大量套管损坏。低压区运动，造成大量套管损坏。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 相相反反，注注水水强强度度大大，注注水水量量过过多多，则则可可形形成成高高应应力力异异常常区区，也也会会推推着着岩岩体体向向低低应应力力区区运运动动，使使套套管管成成片片损损坏坏。因因此此，油油田田开开发发应应适适时时、适适量量、低低于于破破裂裂压压力力注注水水，保保持持适适当当孔孔隙隙压压力力，并并使使油油田田内内部部各各区区块块孔孔隙隙压压力力保保持持基基本平衡，以避免套管损坏。本平衡，以避免套管损坏。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 （三）、防止油层出砂（三）、防止油层出砂 油油井井出出砂砂，水水井井吐吐砂砂，一一方方面面影影响响油油水水井井生生产产；另另一一方方面面在在出出砂砂层层位位形形成成空空洞洞。空空洞洞位位置置的的套套管管失失去去围围压压，在在作作业业和和生生产产过过程程中中很很容容易易造造成成套套管管损损坏坏，因因而而在在开开采采过过程程中中应应防防止止地地层层出出砂砂。目目前前比较成熟的防砂工艺有：比较成熟的防砂工艺有：第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 1 1）树脂类防砂工艺技术。）树脂类防砂工艺技术。2 2）水泥类防砂工艺技术。）水泥类防砂工艺技术。3 3）氯化钙稀水泥浆防砂工艺。）氯化钙稀水泥浆防砂工艺。4 4）金属绕丝筛管防砂工艺。）金属绕丝筛管防砂工艺。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 以以上上防防砂砂工工艺艺仅仅是是现现场场中中几几种种防防砂砂方方法法，还还有有其其它它许许多多方方法法，如如硅硅酸酸钙钙、挤挤入入粘粘土土稳稳定定剂剂等等。但但这这些些方方法法都都是是针针对对地地层层特特点点、地地温温、泥泥质质含含量量和和出出砂砂程程度度而而研研究究出出来来的的，因因此此对对于于具具体体区区域域油油水水井井出出砂砂，应应首首先先研研究究其其油油层层出出砂砂特特点点再再选选用用适适合合其其特特点点的的防防砂砂方方法法，达达到到防防砂砂的目的。的目的。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 （四）、防止套管腐蚀（四）、防止套管腐蚀 随随着着油油田田持持续续开开发发，因因腐腐蚀蚀所所致致的的油油水水井井套套管管损损坏坏问问题题也也日日趋趋严严重重，给给油油田田生生产产带带来来极极大大危危害害。目目前前在在防防止止套套管管腐腐蚀蚀上上，国国内内外外比比较较成成熟熟方法如下：方法如下：第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 1 1、提高封固质量以隔绝腐蚀介质与套、提高封固质量以隔绝腐蚀介质与套管之间的通道管之间的通道 根据井区地下介质矿化度的情况，根据井区地下介质矿化度的情况，当确认其中含有腐蚀性的介质（特别是当确认其中含有腐蚀性的介质（特别是硫酸盐），应使水泥浆返至地面，并采硫酸盐），应使水泥浆返至地面，并采取措施保证封固质量，水泥浆硬化后在取措施保证封固质量，水泥浆硬化后在套管周围形成一圈致密连续的水泥环。套管周围形成一圈致密连续的水泥环。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 2 2、采用阴极保护技术、采用阴极保护技术 套管的阴极保护原理是采用地面套管的阴极保护原理是采用地面直流电源和辅助阳极供给大量电子，直流电源和辅助阳极供给大量电子，使被保护金属阴极化，当极化电位极使被保护金属阴极化，当极化电位极化至被保护金属腐蚀电池中阳极初始化至被保护金属腐蚀电池中阳极初始电位相等或负些时，腐蚀就被控制。电位相等或负些时，腐蚀就被控制。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 3 3、使用抗、使用抗H H2 2S S套管套管 当井内当井内H H2 2S S达到一定浓度时，若不达到一定浓度时，若不采取措施，套管很容易出现氢脆而损采取措施，套管很容易出现氢脆而损坏。对于含坏。对于含H H2 2S S的油田，在防止套管氢的油田，在防止套管氢脆时，应选用抗硫化物套管。在脆时，应选用抗硫化物套管。在1010种种钢级的钢级的APIAPI套管中，抗硫的套管有六种，套管中，抗硫的套管有六种，即即H-40H-40、J-55J-55、K-55K-55、C-75C-75、C-80C-80和和C-90C-90。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 4 4、加杀菌剂杀死有腐蚀的细菌、加杀菌剂杀死有腐蚀的细菌 当发现井下套管腐蚀是由于细菌（一般是当发现井下套管腐蚀是由于细菌（一般是硫酸盐还原菌）腐蚀时，应根据是什么细菌硫酸盐还原菌）腐蚀时，应根据是什么细菌腐蚀而采用相应杀菌剂。其杀菌剂应是复合腐蚀而采用相应杀菌剂。其杀菌剂应是复合型的，即缓蚀和杀菌共同作用。若采取单一型的，即缓蚀和杀菌共同作用。若采取单一杀菌剂，使用初期有比较好的效果，但随着杀菌剂，使用初期有比较好的效果，但随着时间的推移，由于反复加药，菌类便有一定时间的推移，由于反复加药，菌类便有一定抗药性，其单一杀菌剂就不起作用。加药量抗药性，其单一杀菌剂就不起作用。加药量和加药周期可根据挂片细菌腐蚀速度决定。和加药周期可根据挂片细菌腐蚀速度决定。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 （五）、防止射孔对套管损害（五）、防止射孔对套管损害 射孔对套管损坏程度主要与使用的射孔弹类射孔对套管损坏程度主要与使用的射孔弹类型及射孔枪型有关。因此，减轻射孔对套管损坏型及射孔枪型有关。因此，减轻射孔对套管损坏程度，可以通过合理地选择射孔弹射孔枪来实现。程度，可以通过合理地选择射孔弹射孔枪来实现。就聚能射孔原理而言，不论弹型设计得如何合理，就聚能射孔原理而言，不论弹型设计得如何合理，其有效炸药量总不能达到百分之百，有些射孔的其有效炸药量总不能达到百分之百，有些射孔的有效炸药量只占全部炸药量的有效炸药量只占全部炸药量的40%40%，无效药量对无效药量对套管有直接或间接的损害作用。因此改进射孔对套管有直接或间接的损害作用。因此改进射孔对套管的损害应包括以下几方面：套管的损害应包括以下几方面：第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 1 1、射孔弹的选择一般情况是与射孔枪型、射孔弹的选择一般情况是与射孔枪型相配合。但是，就射孔弹来讲，应当选择药相配合。但是，就射孔弹来讲，应当选择药量小，穿孔深，孔形规则，不堵孔为最佳。量小，穿孔深，孔形规则，不堵孔为最佳。2 2、应当严禁使用无枪身射孔和无枪身射、应当严禁使用无枪身射孔和无枪身射孔弹。孔弹。3 3、严禁射孔的孔眼排列为直线型，应采、严禁射孔的孔眼排列为直线型，应采用孔眼成螺旋排列。用孔眼成螺旋排列。4 4、当油层部位固井质量不好时，应采取、当油层部位固井质量不好时，应采取减少射孔孔密或其它措施，防止因射孔给套减少射孔孔密或其它措施，防止因射孔给套管造成较大的伤害。管造成较大的伤害。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 （六）、对完井套管要进行严格质量检验（六）、对完井套管要进行严格质量检验 套管下井前均应进行严格的质量检验，检验套管下井前均应进行严格的质量检验，检验内容如下：内容如下：1 1、管体部分包括有：、管体部分包括有：丈量长度，外观目测检丈量长度，外观目测检验，管体尺寸精度检验，如通内径、量外径、验，管体尺寸精度检验，如通内径、量外径、测壁厚和称单重、壁厚不均系数、内外椭圆度、测壁厚和称单重、壁厚不均系数、内外椭圆度、模拟射孔检查、机械性能检验、化学成份检验，模拟射孔检查、机械性能检验、化学成份检验，还要进行宏观低倍数及微观金相组织检验。还要进行宏观低倍数及微观金相组织检验。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 2 2、螺纹部分包括：、螺纹部分包括：外观目测检查，外观目测检查，用综合螺纹量规检查紧密距，用螺纹用综合螺纹量规检查紧密距，用螺纹单项检测仪检查螺纹要素的单项精度，单项检测仪检查螺纹要素的单项精度，如锥度、齿高和齿形角。如锥度、齿高和齿形角。3 3、强度检验包括：、强度检验包括：抗内压、抗挤、抗内压、抗挤、抗拉及残余应力等对抗挤临界压力的抗拉及残余应力等对抗挤临界压力的影响。影响。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 （七）、改进套管柱设计方法（七）、改进套管柱设计方法 传统保守设计套管抗挤强度是采用上覆传统保守设计套管抗挤强度是采用上覆层的压力来确定套管抗最大外挤力，事实上层的压力来确定套管抗最大外挤力，事实上证明用这个方法确定最大外挤力是不完全合证明用这个方法确定最大外挤力是不完全合适的。应参考泥页岩蠕变形成不均匀适的。应参考泥页岩蠕变形成不均匀“等效等效外挤力外挤力”作为套管抗最大抗挤强度。作为套管抗最大抗挤强度。因此，因此，油田开发前要准确测定地应力值，以该值进油田开发前要准确测定地应力值，以该值进行设计，选择适合的套管等级和壁厚。行设计，选择适合的套管等级和壁厚。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 （八）、提高套管抗挤强度（八）、提高套管抗挤强度1 1、使用高强度套管、使用高强度套管 应用高强度应用高强度P-110P-110、V-150V-150套管显然套管显然可以提高套管抵抗挤毁能力，减少套管可以提高套管抵抗挤毁能力，减少套管损坏。使用高强度套管优点可以使套管损坏。使用高强度套管优点可以使套管抗挤能力增强，因此，在设计抵抗较大抗挤能力增强，因此，在设计抵抗较大外挤力时是首先被选用对象。外挤力时是首先被选用对象。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 2 2、采用厚壁和小直径的套管、采用厚壁和小直径的套管 厚壁套管对点载荷的承受能力与钢厚壁套管对点载荷的承受能力与钢的强度成正比，与壁厚平方成正比。显的强度成正比，与壁厚平方成正比。显然，为提高承受点载荷的能力，增加壁然，为提高承受点载荷的能力，增加壁厚比增加强度更为有效。当载荷、壁厚厚比增加强度更为有效。当载荷、壁厚均相同时，管径对变形有很大影响，小均相同时，管径对变形有很大影响，小管径套管有较高的抗变形能力。管径套管有较高的抗变形能力。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 3 3、在易发生套管损坏岩层段下在易发生套管损坏岩层段下双层组合套管双层组合套管就是在套双层组合套管双层组合套管就是在套管内下入小套管，然后往环形空间内管内下入小套管，然后往环形空间内注水泥，形成一个整体组合结构，内注水泥，形成一个整体组合结构，内层套管可由井口下至目的层，也可采层套管可由井口下至目的层，也可采用尾管形式。用尾管形式。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 理论和实践表明，只要双层组合套管理论和实践表明，只要双层组合套管内外管尺寸及水泥品种选择适当，它内外管尺寸及水泥品种选择适当，它具有极强的抵抗挤毁能力，其挤毁强具有极强的抵抗挤毁能力，其挤毁强度至少等于各层套管强度之和。因此，度至少等于各层套管强度之和。因此，在超高压、高蠕变的地层中双层组合在超高压、高蠕变的地层中双层组合套管就起到防止套管损坏的明显效果。套管就起到防止套管损坏的明显效果。第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施 目目目目 录录录录第一节第一节第一节第一节 套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施套损的原因及预防措施第二节第二节第二节第二节 套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型 第三节第三节第三节第三节 套管技术状况检测套管技术状况检测套管技术状况检测套管技术状况检测 第四节第四节第四节第四节 大修设计大修设计大修设计大修设计第五节第五节第五节第五节 打捞作业打捞作业打捞作业打捞作业第六节第六节第六节第六节解卡作业解卡作业解卡作业解卡作业第二节第二节第二节第二节 套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型 第二节第二节第二节第二节 套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型 根据多年修井施工积累的资料，结合根据多年修井施工积累的资料，结合套损原因，将套管损坏的类型分成以下六套损原因，将套管损坏的类型分成以下六种类型。种类型。一、径向凹陷变形一、径向凹陷变形一、径向凹陷变形一、径向凹陷变形 由于套管本身局部位置质量差，强度由于套管本身局部位置质量差，强度不够，固井质量差及在长期注采压差作用不够，固井质量差及在长期注采压差作用下，套管局部处产生缩径，使套管在横截下，套管局部处产生缩径，使套管在横截面上呈内凹椭圆形，如图面上呈内凹椭圆形，如图1 1所示。所示。图图1 1 径向凹陷变形示意图径向凹陷变形示意图A-AA-A截面上已不截面上已不再是基本圆型，再是基本圆型，长轴长轴DdDd，据资，据资料统计，一般料统计，一般长短轴差在长短轴差在14mm14mm以上，当以上，当差值大于差值大于20mm20mm以上时，套管以上时，套管可能发生破裂可能发生破裂第二节第二节第二节第二节 套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型 二、套管腐蚀孔洞、破裂二、套管腐蚀孔洞、破裂二、套管腐蚀孔洞、破裂二、套管腐蚀孔洞、破裂 由于地表浅层水的电化学反应长期由于地表浅层水的电化学反应长期作用在套管某一局部位置，或者由于螺作用在套管某一局部位置，或者由于螺纹不密封等长期影响，套管某一局部位纹不密封等长期影响，套管某一局部位置将会因腐蚀而穿孔，或因注采压差及置将会因腐蚀而穿孔，或因注采压差及作业施工压力过高而破损。如图作业施工压力过高而破损。如图2 2所示：所示：第二节第二节第二节第二节 套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型 图图2 2 腐蚀孔洞、破裂型示意图腐蚀孔洞、破裂型示意图 腐蚀孔洞、破腐蚀孔洞、破裂等情况多发生在裂等情况多发生在油层顶部以上，特油层顶部以上，特别是无水泥环固结别是无水泥环固结井段往往造成井筒井段往往造成井筒周围地面冒油、漏周围地面冒油、漏气，严重的还会造气，严重的还会造成地面塌陷。成地面塌陷。第二节第二节第二节第二节 套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型 三、多点变形三、多点变形三、多点变形三、多点变形 由由于于套套管管多多处处受受到到水水平平应应力力作作用用（包包括括泥泥岩岩膨膨胀胀或或地地层层滑滑移移等等），致致使使套套管管径径向向内内凹凹形形多多点点变变形形，如如图图3 3所示。所示。图图33多点变形示意图多点变形示意图第二节第二节第二节第二节 套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型 四、严重弯曲变形四、严重弯曲变形四、严重弯曲变形四、严重弯曲变形 由于大段泥岩、由于大段泥岩、页岩在长期水浸作用页岩在长期水浸作用下，岩体发生膨胀，下，岩体发生膨胀，产生巨大应力变化或产生巨大应力变化或岩层相对滑移剪切套岩层相对滑移剪切套管，使套管出现严重管，使套管出现严重弯曲变形，如图弯曲变形，如图4 4所所示。示。图图4 4 严重弯曲变形示意图严重弯曲变形示意图第二节第二节第二节第二节 套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型 严重弯曲变形的套管基本呈椭圆严重弯曲变形的套管基本呈椭圆形状，长短轴差不太大，但两点或三形状，长短轴差不太大，但两点或三点变形间距小，近距点一般点变形间距小，近距点一般3m3m以内，以内，若两点距离过小则形成硬性急弯，若两点距离过小则形成硬性急弯，2m2m长的通井规不能通过。这是较多见的长的通井规不能通过。这是较多见的复杂套损井况，也是较难修复的高难复杂套损井况，也是较难修复的高难井况。井况。第二节第二节第二节第二节 套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型 五、套管错断（非坍塌型）五、套管错断（非坍塌型）五、套管错断（非坍塌型）五、套管错断（非坍塌型）泥岩、页岩经长期水浸膨胀泥岩、页岩经长期水浸膨胀而发生岩体滑移而发生岩体滑移,导致套管被剪导致套管被剪断，发生横向（水平）错位。由断，发生横向（水平）错位。由于套管在固井时受拉伸载荷及钢于套管在固井时受拉伸载荷及钢材自身收缩力作用，在套管产生材自身收缩力作用，在套管产生横向错断后，便向上、向下即各横向错断后，便向上、向下即各自轴向方面收缩，错断及位移情自轴向方面收缩，错断及位移情况如图况如图5 5所示。所示。图5套管错断示意图第二节第二节第二节第二节 套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型套管损坏的类型 六、坍塌形套管错断六、坍塌形套管错断六、坍塌形套管错断六、坍塌形套管错断 地层滑移、地壳升降等因素导致套管错断，地层滑移、地壳升降等因素导致套管错断，其地应力首先作用在管外水泥环上，使水泥环其地应力首先作用在管外水泥环上，使水泥环脱落、岩壁坍塌，泥、砂和脱落