油田油水井套管损坏机理及修复措施

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  [摘要]随着近几年我国的国民经济不断发展和提高,带动了各个行业的不断发展,其中石油企业和天然气企业的发展速度迅速。1995年我国已经成为出口石油的大国,石油生产水平已经跟随国际先进领域,但是仍然存在技术上的问题和弊端,在某些技术领域还需要继续加强学习和研究。比如我国的油田的油水井管套,由于使用频率高,使用强度大很容易老化和损坏以及被腐蚀,因此油水井管套的使用问题一直未得到很好的解决方法,在油田作业中如果油水井管套出现了坏损现象将会出现漏油、原油污染等等严重问题,因此如果不处理好就会影响石油企业的经济效益。
  [关键词]油水井套管 损坏机理 修复措施
  中图分类号:U417,3+3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)06-0285-01
  前言:我国的油水井有多年的发展历史了在油水井作业中,一些技术和施工工艺已经达到了先进领域紧跟国际发展的脚步,因此油田油水井的作业内容越来越多也越来越频繁,油水井套管的使用和施工也就越开越多,因此在使用中出现了各种问题和缺陷使得套管的使用寿命大大降低,破坏了完整的注采井网,并且储量控制变差造成油田不同程度的损失影响了油气的开发。找到严重影响油水井套管使用寿命的原因很重要,能给施工人员提供修复措施的理论依据和技术依据。为了更大效益的进行油水井的作业,找到油水井套管损坏的机理以及修复措施是很有必要的。
  一、油水井套管损坏的类型以及机理。
  在油水井的频繁使用中难免会损坏油水井套管,在我国油田的作业中油水井套管的损坏现象一直很严重也很频繁直接致使石油生产的效率低辅助环节和修井时间长而且开发出来的石油质量也差,因此必须找到套管损坏的机理。经过研究人员针对套管损坏现象的研究,提出了高压注汽、地层岩性、应力及化学腐蚀、高压注水等诱发套管损坏的理论。有了這些理论就会很容易研究出修复措施了。那么这些损坏的原因到底有哪些呢?原因很多,也很复杂,归纳起来主要有井身、地质、生产、腐蚀等因素,具体有一下几点:
  (一)套管损坏的类型
  根据不同的地质特征和石油开采条件,研究人员将套管损坏分为了几个类型。套管被腐蚀出现空洞和破裂的现象,这种损坏现象多发生在油层顶部以上造成顶部井筒周围地面冒油,漏气严重;径向凹陷变形是指套管在横截面上呈内凹椭圆形状的残缺;套管出现弯曲变形;多点变形发生的频率较低。在油水井套管损坏的类型上基本就是这些类型。
  (二)根据其损坏类型分析了损坏的机理
  总结为套管内因素和套管外因素。套管内部因素由于套管本身局部质量差,强度不够,固井的效率低质量差,以至于套管在长期使用中局部产生缩颈的现象发生变形。套管外部因素,由于套管所处的环境恶劣长期受到地表浅层水的电解作用,套管局部就会被腐蚀出现空洞和破裂的严重问题。还有在套管工作环境中由于受到水泥和岩体的挤压作用下很容易变形弯曲,使得套管损坏。而发生最多的套管损坏的类型就是套管塌陷的现象了,这是目前极其难以修复的损坏套管。
  (三)引起油水井套管损坏的机理
  能够引起油水井套管损坏的机理和因素有很多,大致可分为地质因素和工程因素两种。地质因素有一下几点:地质层的成分不均匀且差距大,当往底层中注入水时就会使地层发生裂变出现分层现象,如果超过了套管的抗压能力就会引起套管的变形和破损。还有地质层有明显的倾角,倾角大了就会更加容易引起套管损坏。岩石本身的性质决定了套管损坏的又一大途径。在沉积构造的油气藏中的岩石性质较多为砂岩和泥岩,当这些岩石注入很多的水后会发生腐蚀现象他们的抗剪强度和摩擦系数会大大降低,岩石会发生膨胀,继续向套管扩大一旦套管承受不住挤压的压力就会损坏和破裂。还有不可避免的自然现象,地震活动、地壳运动、和地表腐蚀都是不可忽视的套管损坏机理和因素。第二大机理就是工程因素。套管本身材质的问题,套管本身从生产到使用存有微孔微缝以及一些螺纹不符合使用标准这些也会使得套管的抗拉强度和抗剪强度大大降低,这在油井作业时很容易发生套管损坏的现象。还有井位的部署不合理或者环境恶劣。很多油井选择在断层附近部署注水井,断层的岩石在腐蚀水长期腐蚀的作用下容易使套管发生断裂和损坏,还有如果注水井积聚在一起也会加剧地层的断裂和位移使套管快速破损。还有如果在日常的作业和管理中忽视了对油水井套管的管理也会引起套管的损坏,注水井出现异常现象不及时的发现和处理造成套管损坏进一步加大。
  (四)套管损坏和井身因素有关
  主要包括套管设计强度不够、套管缺陷,在钻井过程中套管很容易被磨损、套管的螺纹不符合使用标准,使丝扣密封不严。其中套管缺陷是指在套管加工制造时,出现壁厚不均匀、加工微裂痕或内部组织缺陷、连接螺纹间隙大等。这种套管下入井后,可能发生连接不好、密封不严、渗漏等问题,严重者会发生脱扣和断裂。在下套管时,套管外表面难免与坚硬岩层产生剧烈摩擦,特别是遇到“狗腿度”严重的井段时,若强行下入,套管一方面遭受严重磨损,另一方面套管柱易折断弯曲而变形损坏。
  二、油水井套管损坏的修复措施
  在套管损坏的情况下如果不及时的发现问题及时解决问题就会使得整个注水井工作状态崩溃,使得井下作业完全瘫痪,后果不堪设想,因此找到损坏套管的修复措施的十分有必要的。
  (一)化学修复技术的应用
  主要应用工艺有焊接、化学堵漏、爆炸整形和补贴。其中化学堵漏技术就是利用化学堵漏剂进行对损坏的套管封堵和修复,也可防止套管再次容易的损坏。
  (二)套管补贴技术
  是将低碳钢波纹管下入套管漏失部位,通过外力产生轴向力,使得波纹管呈现圆形,借助粘结剂使得波纹管牢牢的贴在损坏的套管上,形成不渗漏的密封层,封堵损坏的套管。
  (三)机械整形技术工艺操作简单,适用于变形量较小的套管
  操作简单方便,和波纹管修复的原理基本一致。
  三、结语
  在我国的油水井作业中,有些技术已经有所建树和成绩,但是往往重视生产而忽略了修复和管理的作业内容。要对油水井套管的损坏机理充分认识和分析找到其修复方法措施,还要加强对油水井的修复和日常的管理,这要求企业的管理者充分重视,加强对套管的管理工作。
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