文档介绍：闵桥油田油水井套损原因分析及治理建议
闵桥油田油水井套损原因分析及治理建议
一、闵桥油田套损现状
闵桥油田共有25口套损井,其中破漏井数为3口,变形井12(包括6口缩径)口, 错断井数为9口,其它1口。套损类型主要为变形、错断,占总套损井数的84%。套损25口井,其中主要为水井16口,%,油井9口。
二、套管损坏机理分析
钻井前,原始地层应力场中的各岩层处于平衡状态,钻井后,井眼中的应力被释放,井眼周围的岩石出现了临空面,原来的平衡状态遭到破坏,引起周围岩石应力重新分布,使孔壁上的应力比远处大得多。当应力集中处的应力达到围岩的屈服极限时,就有塑性变形发生或产生地层破裂,这种变形和破裂受套管和套管外水泥环的限制,同时套管外受到围岩的反作用力而产生变形损坏。因此,周围岩石压力是大多数套管变形损坏的一个重要原因。
在注水开发油田,在水驱油过程中,砂岩岩层胶结物易吸水膨胀和水解,在高的采液强度下,产生压差较大,从而使油层岩石骨架结构破坏,形成油井附近地带出砂。油层少量出砂时空洞只存在于各射孔附近,大量出砂后形成的空洞只存在于油层顶部的一部分,并占据油层的整个厚度,但随着空洞的增大,空洞占据的油层顶部也相应增多。如果上覆地层产生坍塌,空洞将存在于上覆层内。油层上覆地层重力主要靠油层来承担。当油层大量出砂后,破坏了岩石骨架的应力平衡,油层压力在开采过程中出现较大幅度的下降。当上覆地层压力大大超过油层孔隙压力和岩石骨架结构应力时,相当一部分应力将转嫁给套管,当转嫁到套管的压力大于套管的极限强度时,套管失稳,出现弯曲、变形或错断。
闵桥油田是小断块油田,断层比较多。在油田开发过程中,由于地壳升降、地震和高压注水作用等原因,使原始地层压力发生变化,将引起岩体力学性质和地应力的改变,一方面是地层空隙压力增加,改变了原始地应力,因其地应力不平衡或是区块空间空隙压差增大;另一方面当注水进入断层接触面,造成接触面泥化,使其内摩擦系数减小,尤其是当断层不密封时,注入水在断层面迅速推移,在接触面起润滑作用,使层面间的胶合力和内摩擦力系数趋于零,大大降低了两层之间的抗剪应力,断层处于不稳定状态,在上下盘不太大的压差或重力作用下推动断层滑动,剪挤套管,从而导致套管损坏。
高压注水诱发岩层滑动引起套管损坏
高压注水作用下,上覆层受到裂隙水压的“浮托”作用,加之注入水沿高压破裂的水泥环及裂缝窜入泥岩层,导致其有效正应力与抗剪强度明显降低,在开发区块间地层压力差的作用下,推动局部地层产生失稳滑移、蠕动,从而造成油水井套管损坏。闵桥油田套损井的注水压力远远高于该区块的最大注水压力.
,主要有作业磨损、高压作业、射孔,井筒除垢等。
井下作业施工过程中,油管起下操作不当使套管产生机械擦伤,对油层中上部套管造成损伤。修井时管柱起下、刮削、井筒除垢(化学作用)等作业过程,由于均会作用于套管,对套管造成不同程度的磨损、破坏或腐蚀,无形中降低了套管的强度,对套管变形造成了潜在影响。
射孔时十几发甚至几十发射孔弹在一瞬间爆炸,产生的巨大冲击波作用在套管上,套管突然