油田套损机理与理论研究

油田套损机理与理论研究

马国营 王承山

长庆油田分公司第三采油厂，宁夏 银川 750006

摘要：多数油田在经过长时间的开发后，套损现象变的严重起来。由此导致的油田减产现象十分严重，甚至有些油井因此停产，这对于油田的可持续、高效开发来说十分不利。我们对油田一般情况下的套损机理进行了研究，得出了使得油田套损的几个重要原因，并提出几个预防措施来保证油田的开发利用和可持续发展。 关键词：油田；套损机理；理论研究 中图分类号：TE358 文献标识码：A 文章编号：1671-5799(2015)18-0011-01

油田的套损主要引发的问题是套管的损坏，通过油田的减产和增加生产成本这两个因素使得所获得经济效益大幅度减少。而造成套管的损坏有着很多因素，相互叠加才使得套管发生较为严重的损坏，一般来说单一的损坏因素是造成不了太大的伤害的。为此，我们对油田本身、周围的地质环境、开发项进行了研究，发现了套损的原因，为提出预防措施提供了可能。

1 地质环境的影响

套管本身存在着极限应力，当地下环境变动时，管上的应力超过承受极限，套管就会损坏，使得开采的难度增大。若要回复正常的采油秩序，则必须下去进行套管的维修或者更火，这无疑又增加了开采成本。一般来说，每片区域的地质因素都是相同的，因而套管损坏的形式也是基本相同的，只要找出这片区域的主要地质形式和套管的主要破坏形式，对于套管的维修和套损的预防来说都是有很大帮助的。下面我们来介绍几种主要的地质环境变动：

1.1 泥岩吸水蠕变膨胀

这项可以算是油田开采中主要的地质变动之一了，因为油田的开采都需要大量的水，地质层中的泥岩在吸水过后会变形，向其他地方扩散，套管的硬度不够，被膨胀的泥岩挤压破裂或者变形。一般来说这个过程都是渐变的，且时间很长，但如果大幅度注水进去的话，那么这个过程所需要的时间将大为减少，套管损坏的周期变短，企业需要承受的成本增高。虽然目前科学家已经经过实验和周密的计算对泥岩的蠕变的膨胀有了更深一步的了解，但是在解决这个问题的道路上，我们还有很长的路要走。

1.2 油层出砂

顾名思义，就是在地下结构比较松散的地区疏松砂岩层，会因为采油程度的不断加深而喷出沙子，而使得地层内部形成空穴，其内部的压力因为没有了原油的支撑只能倾斜到套管上，压力足够大时套管就会破裂变形。

1.3 地层滑动

这是一个比较笼统的概念，毕竟很多活动都能够造成地层的滑动。在一些地下吸水性较强的区域内，当大量注水的时候岩层吸收了水强度就会变差从而岩层发生滑动，对套管造成威胁，这种主要是发生在那些需要大量注水的油田之内。

接下来比较严重的就是地壳的变动，主要是因为其破坏了地下应力的平衡而导致套管受损的。一般是由于注水等人为原因使得地下结构疏松而发生的，当然有时高强度的地震放射的能量也会使应力突变。一般来说地震很难发生，但是长期的采油活动使得采油区域的地下结构域非常脆弱，地震就很容易发生了。

2 油田本身问题 2.1 套管质量问题

本来地下的环境就非常复杂，所以采油工程对套管的质量要求十分高，但是有些生产套管的厂家为了追求经济效益使用劣质材料制造套管，使得套管更换频繁，造成不必要的损失。另外还有套管的精度问题，若是套管的尺寸、各种参数不达标的话，放入到地下也会造成严重后果。因此在采购和使用前都要进行一次质量检查，防止有些质量不达标的混入而导致整体的工期延误，造成质量损失。

2.2 井身问题

在实际的钻井过程中，并不像别人所想的那样是打出一条直的通道，有些是倾斜的，甚至有些管道是弯曲的，在弯

曲的地方应力较为几种，虽然套管可以弯曲，但是应力无疑是增加了，若是再在地下发生什么地质变动，套管损坏的速度会更快。地下的各种腐蚀性因素也在套管的损坏中占据一定比例，因此套管在制作时要对防腐层有严格的要求。

3 工程因素

上述所说的都是客观存在的、并不以人的意志转移的客观因素，而工程的实施则是人们可以控制的，只要对施工过程提出严格的要求，就能大大提高套管的使用寿命。下面我们来看看在工程中有什么影响套损的因素。

3.1 固井的质量

作为保护套管的一向重要环节，固井的质量高与否不仅关系到套管的安全，还关系到了采油工程中的后期开发，是工程中的最后一步，也是最重要的一步。在对固井的质量要求中，参数有温差和压差、水泥密度、与地层的匹配性等，将上述的参数控制在要求的范围内就可以保证套管能够使用，其实上述的参数影响到最后其实质都是影响压差和温差这两方面，最终产生腐蚀或者是压缩现象。所以固井在施工期间要注意经验的质量。水泥密度等明面上的因素。

3.2 射孔

射孔作为采油环节中必不可少的工程，其能提高采油量。但是却也对套管的安全产生了很大的影响。射孔打破了套管原本存在着的平衡，在射孔出应力会突变，主要包括外力挤压和内压力爆破两方面。但是经过科学家们的研究发现，合理的射孔可使得射孔对套管的影响降到最低，比如螺旋排列射孔、有射孔、控制孔密等手段。另外上述所说的固井的质量越好，那么射孔产生的危害也就越小。通过这些我们可以看出，这些因素都是相互影响的，或者是相互促进、或是相互抑制。

当然注水环节也会对套管产生危害，由于上述我们已经提到了大量关于注水的影响，此处不再赘述。但可以总结一下，注水主要是通过影响地下的应力、泥岩吸水、堵塞地层等对套管造成危害。

4 腐蚀因素

由于地下环境的复杂性，使得地下发生了很多的化学、物理变化，导致了腐蚀的产生。主要产生了电化学腐蚀、金属腐蚀、细菌腐蚀等。在应对腐蚀这一方面，科学家们也做了大量的研究，并且得出了很多的成果。其实质就是加强对新式套管的开发，充分考虑到套管的抗腐蚀性，应用各种抗腐蚀技术，在此处不做过多论述。

5 总结

本文着重分析了油田套损的主要原因，使得读者对套损的机理有个大概的认识。当然，这些在实际应用中还是远远不够的，要根据每个油田的不同特质进行总结，并就各种套损机理进行分析，对主要的套损进行补救。人为的因素一定要控制，在这个能够控制的因素上一定要做到最好。

参考文献

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2015年18期 11