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1、注水開發(fā)油田套管損壞機理及防治措施報告人：張士誠匯報內容套管損壞形態(tài)套管損壞機理套管損壞保護措施對套管損壞的認識套管損壞預測方法一、套管損壞形態(tài)1、套管變形2、套管破裂3、套管錯斷4、腐蝕穿孔5、套管密封性破壞套管變形套管受不均勻外擠力造成橢圓變形示意圖套管變形徑向凹陷示意圖套管變形嚴重彎曲變形示意圖套管錯斷型套管錯斷示意圖套管錯斷型坍塌型套管錯斷示意圖二、套管損壞機理（一）地質因素（二）工程因素（三）腐蝕造成套管損壞1、泥巖吸水蠕變和膨脹造成套管損壞2、油層出砂造成套管損壞3、巖層滑動造成套管損壞4、斷層復活造成套管損壞5、鹽巖蠕變、坍塌和塑性流動引起套管損壞6、地震
2、活動造成套管損壞7、地層壓實造成套管損壞（一）地質因素1、泥巖吸水蠕變和膨脹造成套管損壞泥巖特點：不穩(wěn)定的巖類，當注入水進入泥巖層后，改變了巖石的力學性質和應力狀態(tài)，抗剪切強度和內摩擦系數大幅度降低，使巖石產生變形和位移。原因：泥巖吸水軟化，成巖的膠結力逐漸消失，吸水后體積膨脹2.5~8.5倍（平均為5倍），在非均質地應力作用下，巖石蠕變對套管產生一個非均勻的外擠力，使套管變形或錯斷。泥巖吸水蠕變和膨脹造成套管損壞泥巖吸水蠕變和膨脹造成套管損壞特點主要發(fā)生在泥巖段在未射孔段套管橢圓形變形多表現(xiàn)為零星井套管損壞（注水井為主）2、油層出砂造成套管損壞原因：油層出砂后，在炮眼
3、附近地層形成空洞，出砂嚴重時將會在整個射孔段形成空洞或坑道，隨開采強度增加空洞的半徑也增加。而油層上覆地層的壓力主要靠油層來承擔，當上覆層壓力大于油層孔隙壓力時，地層應力平衡破壞，有相當一部分應力將轉移到套管上，造成套管損壞。油層出砂造成套管損壞特點彎曲、變形、錯斷主要發(fā)生在射孔段（出砂段）或以上的地層內阿塞拜疆石油研究所研究結果：80口出砂套損井，其中40口在襯管部分、36口在襯管上部，僅有4口在襯管下部。3、巖層滑動造成套管損壞原因：（1）層理發(fā)育的頁巖層浸水后，由于進水阻力小，很快形成浸水域，在區(qū)塊壓力差或地層傾角產生的地勢壓差等作用下，巖層成片滑動，剪切套管。（
4、2）注采壓差推動巖層滑移：對低滲透或注水井周圍地層堵塞情況，注采井間壓力差距大，可能會導致局部地層在孔隙壓力作用下向油井方向滑動，損壞套管。巖層滑動造成套管損壞特點套管損壞以剪切錯斷破壞為主套管損壞成片發(fā)生低壓區(qū)的油井比高壓區(qū)更易損壞相鄰套損井發(fā)生在同一層4、斷層復活造成套管損壞斷層復活原因：地層升降、地震、高壓注水高壓注水：一方面使地層孔隙壓力提高，改變了原始地應力場，引起地應力不平衡；另一方面注入水進入斷層接觸面，造成接觸面泥化，致使層面膠結力和內摩擦力趨于零，大大降低抗剪切力，在上下盤壓差或重力作用下，斷層滑動，剪擠套管。斷層復活造成套管損壞特點斷層一旦復活，斷層
5、附近的井將出現(xiàn)成片套管損壞，而且損壞程度嚴重；一般以錯斷、坍塌為主套管損壞位置與斷層深度基本一致斷層復活造成套管損壞巴拉哈內－薩布奇－拉馬寧油田套管損壞情況5、鹽巖蠕變、坍塌和塑性流動引起套管損壞鹽巖造成套管損壞的原因：鹽巖層的蠕變、坍塌、塑性流動（1）鹽巖是一種晶體，在深層高溫高壓下會發(fā)生塑性流動，甚至會發(fā)生連續(xù)流動，對套管產生擠壓和剪切；（2）注入水進入鹽層后，對鹽層的浸泡溶蝕形成空洞、坍塌，對套管產生擠壓。6、地震活動造成套管損壞特點：在時間上，套管損壞數量與地震頻次表現(xiàn)為同步增長，套損數量隨地震強度增加而增多。地震活動造成套管損壞7、地層壓實造成套管損壞原因：高
6、壓異常油層在開采過程中，油層壓力的大幅度下降，將導致開采層和相鄰泥巖和油層的骨架變形，地層壓實，使套管發(fā)生嚴重變形。特點：多發(fā)生在油井，以彎曲、錯斷為主（二）工程因素1、管材質量問題2、固井質量問題3、射孔對套管損壞的影響4、井位部署問題5、注水不平衡6、大型增產措施造成套管損壞1、管材質量問題套管本身存在的微孔、微縫，螺紋不符合要求，以及抗剪、抗拉強度低等質量問題都會導致開采過程套管損壞；套管管體尺寸精度，如：套管圓度、壁厚不均勻等不合格也會影響套管強度。當套管不圓度達1.44~2.0%時，其抗擠臨界壓力降低22~36%；壁厚不勻度達10~20%時，抗擠臨界壓力降低8
7、~15%。2、固井質量問題固井質量不合格將嚴重影響套管壽命3、射孔對套管損壞的影響原因：一是外擠力引起射孔套管失穩(wěn)破壞；二是由軸向拉力和內壓力引起的套管強度破壞。射孔對套管損壞的影響特點多發(fā)生在射孔中部和與非射孔段相交處無槍身射孔損傷最大常規(guī)射孔密度10孔/米、12孔/米，套管抗擠壓失穩(wěn)強度降低4~5%，抗內壓強度降低10%；射孔密度30孔/米時，抗擠壓失穩(wěn)強度降低10%。射孔成直線排列時強度降低最大，螺旋式排列時對強度影響不大。4、井位部署問題斷層附近地區(qū)部署注水井，容易引起斷層滑移，導致套管嚴重損壞；注水井成排部署，容易加劇地層孔隙壓
