扶余油田套返井治理技术研究与现场应用

陈存玉，吴 刚，王丽丽，于 哲，李大铭

吉林油田公司扶余采油厂

扶余油田套返井治理技术研究与现场应用

陈存玉，吴 刚，王丽丽，于 哲，李大铭

吉林油田公司扶余采油厂

目前大多数油田由于多年开发和井网调整，造成井距近、井网密集、油水井井数多，井况复杂多变。在大修治理过程中，错断通径大的套损井通过治套、取套、贴补等大修技术进行治理，但套管错断严重，套内吐泥岩不止、套外地层坍塌的套损井通过常规大修取套、治套等技术不能有效治理。套管错断严重井治理难度大，修复成功率低，油水井套管错断问题日益突出，成为制约油田稳产和高效开发的不利因素。对套管错断机理进行认真分析，在不断探索和总结的过程中，形成了套管错断井治理技术和套管错断的预防措施，对今后套管错断井的治理提供了一定的经验和指导作用。

套管错断；水泥稳层；泥岩膨胀

引言

国内各油田大部分区块开采时间长，油水井套损所占的比例逐渐增高，严重影响油水井正常生产或注水，部分井被迫停产停注，同时增加维护作业工作量和作业成本费用，影响油田的高效开发，特别是可采储量大、采出程度低的区块。因此，从理论和生产实际上对套损井治理工艺技术进行研究是有必要的。

1 、套管错断机理研究

1.1 套损产生原因

1.1.1 套管质量缺陷影响

套管质量缺陷是指在套管加工制造时，套管壁厚不均匀、套管本体有裂痕或缺陷、连接螺纹间隙大小不一致等。质量缺陷的套管下入油水井后，可能发生连接不好、密封不严、渗漏等问题，甚至会发生脱扣和断裂等井下事故。在下套管过程中，套管外表面与坚硬岩石摩擦，特别是在“狗腿度”大的井段时，采取强行下入，套管不仅磨损严重，而且易折断弯曲。目前新井套变主要以套管变形为主，但套管错断比例不断增加，主要集中在250-300米之间，斜井为主，通过印痕发现套变鱼顶为套管接箍，主要原因为套管丝扣密封不严或钻井过程中套管丝扣磨损。

1.1.2 固井质量影响

钻井井眼不规则、固井水泥质量差、固井参数不合格、水泥与岩壁胶结差等问题都将影响到固井质量。固井质量差使套管失去水泥环的保护，受到岩石侧向变形的积压，引起套管损坏；在套管外形成连通的通道，失去封隔不同压力地层的作用，使地层外压力窜通；套管与地层直接接触，矿化度高的地下水与套管壁发生电化学腐蚀和化学腐蚀；地层硝酸盐还原菌、硫酸盐还原菌与套管壁发生生化腐蚀，套管在地下长期腐蚀、逐渐形成套管穿孔。

1.1.3 注水开发影响

油田进入全面注水开发后，随注水压力升高，油层孔隙压力逐渐升高。孔隙压力升高增强驱油能力，同时挤压套管造成套管变形，注水开发后油田油水井套损井数逐年增加。

油层孔隙压力随着注水压力升高，而岩石抗剪切强度随这油层孔隙压力的升高而减小，当油层孔隙压力等于岩石垂向应力时，岩石抗剪切强度最小，一旦受到外力作用，极易剪切破裂。

随着注水压力升高，注水井底与采油井底之间的注采压差逐渐增加，特别是低渗透裂缝油田，注入水进入油层后不能顺畅地驱替到油井中去，造成注水井油层压力远高于油井油层压力，从而使注水井指向油井的注采压差力增加。这个力作用在岩石骨架上，当注采压差力大于岩石抗剪切强度时，岩石破裂。破裂的地层将在注采压差力推动下，注水井向油井方向滑动造成套管挤压变形。

1.2 泥岩膨胀、地层坍塌机理研究

在注水压力较高条件下，注入水进入泥岩的原生微裂缝和节理，甚至沿砂泥岩界面处侵入。当注入水进入泥页岩后，泥页岩抗剪强度和摩擦系数大幅度降低，泥岩中的蒙脱石等吸水矿物会使泥岩发生体积膨胀，此时泥岩处于塑性状态，当具备一定倾角时便会发生塑性流动，从而挤压套管导致套管损坏。

套管破损处泥岩大量吸水导致套管外周围泥岩聚集膨胀，挤压套管造成错断，泥岩破碎坍塌，大量泥岩碎块通过套管错断处进入井筒掩埋油层，此时大量注入水通过套管错断处进入到泥岩层中，加剧泥岩吸水和渗漏，泥岩膨胀成辐射状向外伸展，附近油水井在泥岩膨胀力和注入水的腐蚀联合作用下陆续发生套管变形或错断损坏，被迫停产停注。

2 、套管错断吐泥岩井配套治理技术

某厂有20多口井套管错断吐泥岩不止，在治理过程中主要有三个技术难点：套管错断、地层坍塌套内外吐泥岩不止；地层大量漏失、套铣作业不返泥浆；表套与油层套管不居中，套铣难度大作业周期长。

针对上述问题，通过现场施工，采取注水泥稳定坍塌泥岩、小通径打通道、套管贴补等工艺成功治理18口井，恢复油水井正常生产。

2.1 注水泥稳定坍塌泥岩

首先向断点注入水泥30-50T，关井侯凝24-36小时，水泥与坍塌地层胶结凝固，达到稳定地层，抑制吐泥岩，吐到井筒内，解决了套内吐泥岩不止、冲扫不进尺、加不上单根钻具等问题；同时与套管胶结，固定套管，保证治套工具能够有效磨铣，解决了套管因套外泥岩坍塌存在水平位移的问题。

2.2 小通径打通道技术

小直径套损井打通道技术其实质是一项综合性套管整形、扩孔技术、其工艺为利用锥铣胀磨方法对小通径的套损部位进行整形、扩径，强行拓展下行空间，使之恢复原通径，治套后通径在∮120mm左右达到贴补要求，进一步处理套内，保持井筒清洁干净无落物。

由于套管错断严重，需采取领眼磨铣技术进行治理，选择的工具有领眼平底磨铣、领眼凹面磨铣、活动领眼磨铣等工具。

2.3 套管贴补技术

在治套完成后采用膨胀管对错断套管进行贴补，恢复套管强度，防止泥岩吐到井筒内，影响正常生产。传统套管贴补技术要求套管通径在120mm以上，即Φ120mm*4000mm通井规通井不刮不碰，由于套管错断严重，大修治套必须保证套管通径120mm以上，在实际施工中很难达到要求；大通径膨胀管技术对套管通径要求不高，保证贴补管下到贴补位置即可，大修治套后基本能够满足要求。

检查贴补质量，下验窜封隔器K344-105封隔器，卡在贴补位置，井口上部管柱连接试压装置，试压15Mpa，以压力不降为合格。

3 、结论

本文针对套管错断、地层坍塌、吐泥岩不止，冲扫作业加不上单根等难点，通过套管错断地层坍塌井配套治理技术现场实际应用，能够解决上述技术难点，恢复油水井正常生产，但套损井数量以每年100多口井的数量增加，因套损造成的产能损失仍然很高，因此，必须以预防为主，调整和制定合理的注采关系，减小套管受压，延长套管使用寿命；实行细分注水，及时落实分层注水方案，加强注水井压力检测，及时调整压力异常井注水方案。