15.套损井预防与治理.ppt

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胜利油田分公司临盘采油厂二一四年二月,套损井预防与治理,前言,面对严峻形势，采油厂一方面深入调查、研究分析套损特征及原因，另一方面综合创新配套技术开展治理工作，力求前期预防与套损治理同步推进，取得了一定效果。

临盘采油厂所辖四个油田均为复杂小断块油田，受非均匀地应力、高矿化度、出砂等因素影响，九五期间年度新增套损井近70口，截至2013年底已发现套损井742口，其中带病生产、停产的油水井有343口，当年累计影响日产1233t，影响日注15848m3，损失可采储量181.3104t，损失水驱控制储量664104t。

二、套损井预防做法三、套损井治理技术研究与应用四、取得的认识,汇报提纲,一、套损特征及原因分析,套损特征及原因分析,

（一）套损井分布情况,套损井主要产生在临盘、商河、临南油田。

其中套变井448口，套漏井294口,临盘油田套损特征：

断层多、断距小、出砂严重，非均匀地应力、断层失稳和出砂造成套变。

套变井338口，占套损井比例71.5%。

商河油田套损特征：

含油层系多，泥岩吸水蠕变造成套变，套变井100口，占套损井比例70.9%。

临南油田套损特征：

矿化度高，腐蚀造成长井段套漏，套漏井117口，占套损井比例94.4%。

套变井,套变井主要集中在射孔段上部和射孔井段，占89.7%。

套变井与射孔井段相对位置,

（二）套损特征,套变井与油藏深度对应表,出砂区块套变比例高于不出砂区块19.8%。

套损特征及原因分析,套损特征及原因分析,

（二）套损特征,套变井,遭遇断层套变井统计表,遭遇断层井套损比例达到92.1%，离断点越近的地方越容易发生套变。

套损特征及原因分析,

（二）套损特征,套漏井,套漏井与地层水矿化度对应表,矿化度越高、套漏比例越大。

油井套漏位置分布表（临南油田）,水井套漏位置分布表（临南油田）,油井套漏主要发生在水泥返高以上和泵口以下。

水井套漏主要发生在水泥返高以上。

1、非均匀地应力,主要原因是：

非均匀地应力影响、断层失稳滑移、出砂、泥岩吸水蠕变,缩径示意图,套变井,胜利油田地应力非均匀系数平均为1.40,以临盘油田地层深度为1650m为例,非均匀地应力条件下套管承受抗挤应力是均匀地应力下的2倍。

套损特征及原因分析,（三）套损原因,套管承受着非均匀的对称性载荷，套管容易沿载荷大的方向被向内挤压，内通径变小。

2、断层失稳滑移,对套管产生横向剪切作用，套管发生缩径、错断变形。

L13断块套损概况表,L13油藏剖面图,错断示意图,临13区块为典型的复杂断块多层层状油藏，含油面积18.4km2，分布在大小75个断块中，每平方公里断层达11.2条。

套变井比例是平均值的近两倍。

套损特征及原因分析,（三）套损原因,套变井,3、出砂影响,出砂形成空洞后的套管工作应力是地层骨架较完好时的1.5-2.0倍。

套损特征及原因分析,（三）套损原因,套变井,出砂量越高，套管工作应力越大。

当井筒内压较高或较低时，出砂后套管不能满足工作应力要求。

盘河油田P2块套损情况表,套损特征及原因分析,（三）套损原因,套变井,4、泥岩吸水蠕变,当注入水压力较高时，注入水可沿砂泥岩的界面侵入泥岩，造成泥岩吸水膨胀。

泥岩吸水膨胀后，几乎将全部上覆岩压都转移至套管，使套管所受挤压应力增大，发生长井段弯曲。

商河油田商三区属于高压低渗透油藏，部分注水井油压已达25MPa以上，水井套变比例高于全厂套变井平均值15.8%。

商河油田商三区油水井套损概况表,弯曲示意图,1、高矿化度腐蚀,实验表明油井污水矿化度达45000-50000mg/l时腐蚀严重。

主要原因是高矿化度和二氧化碳造成的腐蚀,套损特征及原因分析,（三）套损原因,套漏井,临南油田地层水平均矿化度属于腐蚀严重区，套漏比例达39.4%，寿命小于5年。

临南油田套损井概况表,临南油田套漏井寿命统计表,CO2含量与腐蚀速率呈线性正比关系，污水对A3钢的腐蚀速率0.076mm/a，实验表明，通入CO2后，腐蚀速率增大3-6倍。

2、二氧化碳电化学腐蚀,产出水腐蚀速率统计表,套损特征及原因分析,（三）套损原因,套漏井,1、临盘采油厂套管损坏形式以套变为主，套漏为辅。

其中临盘油田、商河油田以套变为主，临南油田以套漏为主。

2、套变井套损位置主要发生在射孔井段，出砂油藏套变井比例远高于不出砂油藏。

3、套漏井套损位置主要位于返高以上，主要产生于高矿化度油藏。

随着地层水矿化度升高，发生套漏井比例明显提高。

4、非均匀地应力影响、出砂、断层滑移、泥岩吸水蠕变、高矿化度腐蚀是造成采油厂套管损坏的主要原因。

套损特征及原因分析,小结,一、套损特征及原因分析二、套损井预防做法三、套损井治理技术研究与应用四、取得的认识,汇报提纲,二、套损井预防做法,包括出砂油藏套损预防措施、低渗、特低渗油藏套损预防措施、高矿化度油藏套损预防措施。

包括油井和水井生产过程套损预防措施。

套损井预防做法,完井过程套损预防做法,生产过程套损预防做法,作业过程套损预防做法,措施三：

射孔工艺采用有枪身射孔弹，60度相位角孔密小于16孔/m。

措施一：

完井套管射孔井段上、下100m套管壁厚由7.72mm增加到9.17mm，套管钢级由J55或N80钢级增加到P110级。

措施二：

采取先期防砂，增加地层胶结强度，降低套管有效工作应力。

近三年应用区块统计表,套损井预防做法,

（一）完井过程,出砂油藏,近三年应用区块统计表,低渗透、特低渗油藏,措施一：

油层套管提高钢级，2500m以上的井采用P110套管。

措施二：

提高泥岩段完井套管钢级和壁厚，提高套管抗挤强度。

套损井预防做法,

（一）完井过程,近三年应用区块统计表,近三年应用区块统计表,高矿化度油藏,措施一：

优化低密度水泥浆体系，提高水泥返高下限，人工井底3000m以上的井下限为1000m。

措施二：

全井采用9.17mm加厚套管，油层部位提高钢级。

套损井预防做法,

（一）完井过程,1、研制自动加药箱,该装置利用油井自身产出水稀释和携带药剂，实现了与油井联动、定时、定量加药，避免外来水造成油层污染。

解决了人工加药存在的工作量大、药液混合不均匀问题，为管理局专利实施项目，已在我厂590口井上应用。

油井,措施一：

高矿化度油井采用自动加药箱环空加药、缓蚀剂吞吐、牺牲阳极等多种防腐方式，减缓腐蚀。

套损井预防做法,

（二）生产过程,2、攻关缓蚀剂吞吐技术,该项目为中石化提高采收率导向项目，创新实施了“加药端点前移”，实现了低液量、低含水井井筒有效缓蚀。

“一种减缓油井深层及管线腐蚀的方法”已申报国家发明专利。

试验井P40-6缓蚀剂吞吐后管柱状况,油井,套损井预防做法,

（二）生产过程,3、牺牲阳极技术形成技术规范,自2007年在114口井应用油管阳极和抽油杆阳极，平均延长生产周期120d以上。

油井,套损井预防做法,

（二）生产过程,斜井、深井油管蠕动对套管损伤统计表,生产管柱在泵挂部位长期承受上下蠕动交变载荷，容易与套管产生偏磨，致使套管损坏。

措施二：

使用油管扶正器、减少油套管磨损。

油井,尾管位置与套破位置较好对应。

套损井预防做法,

（二）生产过程,油管外壁偏磨典型井例,LPP16-X18,LPP40-X934,油井,套损井预防做法,

（二）生产过程,自主设计了无伤害油管扶正器，采用注塑热固加工工艺固定在油管短节上。

2012-2013年在22口油井上使用106套。

从LPP40-X934起出情况看，该工具对套管起到了超前保护作用。

LPP40-X934起出来的油管扶正器,油井,措施二：

使用油管扶正器、减少油套管磨损。

套损井预防做法,

（二）生产过程,提高水的PH值，使腐蚀电池处于钝化区，我厂4座污水站经改造全部采用水质改性工艺，平均腐蚀率由0.547mm/a降低到0.037mm/a。

Fe-H2O体系的电位图,水质改性“前”水井管柱状况,水质改性“后”水井管柱状况,平均腐蚀率变化图,水井,措施一：

推广水质改性技术、减缓腐蚀。

套损井预防做法,

（二）生产过程,1、完善注采系统。

先后实施“西水东调”、“北水南调”工程，满足油藏注水需求，实现注水管网全油区覆盖。

总注水量增加204104m3。

水井,措施二：

提升地层压力、降低套管工作应力。

总长：

40km日输水量：

2500m3,套损井预防做法,

（二）生产过程,水井,2、加大投转注、增注工作力度。

开井注采比由1:

4.2提高到1:

2.9，实际注水储量由54.4%提高到80.4%，增加水驱储量5304104t。

开井注采比,实际注水储量,措施二：

提升地层压力、降低套管工作应力。

套损井预防做法,

（二）生产过程,2、水井开关操作要平稳，避免压力波动。

1、制定注水站压力达标考核办法，确保注水干压稳定。

水井,措施三：

出台相关规定、强化制度执行落实。

3、安装水井单流阀，防止水井回砂。

套损井预防做法,

（二）生产过程,水井,6、加强巡回检查和资料录取工作，确保源头资料的准确性。

5、需放溢流的，作业前应逐步关井降压8h24h方能施工。

4、加强水井洗井管理，制定洗井管理规定，采用回水管线、洗井车等多种方式，保证水井定期洗井，缩短惰性液体在井筒内停留时间。

措施三：

出台相关规定、强化制度执行落实。

套损井预防做法,

（二）生产过程,套损井预防做法,（三）作业过程,压裂井全部采用卡封护套方式施工，酸化、挤注等高压施工若试挤压力超过20MPa，则设计带封隔器施工管柱，避免油层套管长时间承受高压。

SHS62-22压裂管柱,SHS13-193酸化管柱,措施一：

压裂、酸化、挤注等高压施工采用封隔器保护套管。

对于水平井及定向井，下入造斜点以下工具进行前后倒角处理，油管接箍为30倒角节箍，同时在油管柱底部加装扶正器，避免起下管柱时井下工具及油管节箍贴边对套管造成刮擦损伤。

措施二：

进入斜井段工具、油管倒角处理，使用扶正器使下井工具或油管在井筒居中。

套损井预防做法,（三）作业过程,进行各种磨铣、套铣、钻铣施工时，规定在同一深度施工时间不能超过20min，钻压不能超过30KN，保证不损伤套管为前提的正常套、磨铣施工。

如果在同一深度施工时间超过20min遇阻不下，通过钻压在60KN以内的反复轻微顿击和上提下放的旋转划眼来解决,仍无效果，起出钻具检查。

措施三：

各项磨、铣、钻施工在定点停留时间不能超过20min。

套损井预防做法,（三）作业过程,在进行起下作业施工时，要求平稳操作并根据管柱所携带工具情况，严格执行操作规范所规定的起下速度，以此来减少起下作业时所产生的抽汲负压和磨阻对套管的损伤，同时避免起下管柱速度过快造成卡钻或加剧套管损坏程度。

措施四：

起下管柱速度平稳。

套损井预防做法,（三）作业过程,对于中后期防砂井，在充分弥补生产井段管外亏空的同时，严格控制施工压力，保证最高压力比正常充填压力高5-7MPa，以避免过高的挤注压力破坏射孔井段附近套管。

为有效延长套管使用寿命，老井油管套管试压根据生产压差来确定，以不高于生产压差5MPa为试压上限值。

措施五：

严格控制充填防砂施工压力。

措施六：

油井套管各种试压等级控制在不高于生产压差5MPa以内。

套损井预防做法,（三）作业过程,2003年开始，临盘采油厂套损预防措施在新井和老井上全面推开应用，年度新增套损井由九五期间的68口下降为十二五期间的52口。

套管寿命有效延长，较2002年以前对比套管寿命平均延长6.1年。

（四）效果,套损井预防做法,一、套损特征及原因分析二、套损井预防做法三、套损井治理技术研究与应用四、取得的认识,汇报提纲,三、套损井治理技术研究与应用,形成套损井治理六类主要技术：

挤灰封堵技术,套损井治理技术研究与应用,封隔器隔采技术,套管补贴技术,取套换套技术,小套管二次固井技术,套管内侧钻技术,套损井治理技术研究与应用,

（一）适应性分析,采用不同规格的封隔器对套损段进行封堵，维持正常生产。

适应井况：

适合长井段腐蚀、套破，封堵段以上套管无变形；破点不吐砂和灰浆。

缺点：

不能洗井、加药，管柱易受偏磨周期的影响，封隔器在井下时间过长有卡管柱的风险。

1、隔采工艺技术,2、挤灰封漏工艺技术,将封堵堵剂