油水井井筒损坏成因分析与治理对策

摘要：目前东辛油田的油水井井筒状况已经影响开发效益的进一步提升，井筒修井工艺技术的研究、完善、实践对提高油田开发效果具有重要的意义。本文进行了油水井井筒损坏的成因分析，对井筒修井工艺技术，井筒防砂修井工艺技术进行了重点阐述。

关键词：井筒 修井工艺技术 防砂

1 前言

东辛油田经过近30多年的开发，因特殊地质特点、频繁的生产措施、地表环境等因素影响，油水井生产的井筒状况越来越恶劣。采油厂目前油水井总数4009口，其中油井2847口，水井1162口，截至到2010年12月底，东辛采油厂历年来套损井总数1311口，占油水井总井数的32.7%。东辛油田目前的井筒状况已经制约到油田效益的进一步提升，井筒修井工艺技术的研究、完善、实践对油田的开发具有重要意义。

2 油水井井筒损坏的成因分析

东辛油田作为一个高速开发油田，由于投产特殊时期的生产需要井身结构简单，只有表层套管和油层套管，缺少了技术套管的保护。油水井投产射孔后在套管上出现微裂纹，在长期应力状态下形成应力腐蚀开裂及疲劳裂纹扩展，导致了套管的破裂和错断 。东辛油藏埋藏浅发育差胶结强度弱，油层易出砂。油井长期出砂与射孔炮眼产生摩擦作用，使炮眼孔径变大，壁厚变薄，抗拉强度降低，导致套管损坏。油层出砂造成地层亏空，导致地层应力发生变化，对套管造成径向力破坏。注入水挤入油层顶部或底部的泥岩中，使水敏性强的蒙脱石水化膨胀，伴随着在井壁上应力集中，挤坏套管 。为了油水井正常生产而频繁进行的高压防砂、酸化等施工措施加速了套管损坏变形的程度。油田进入特高含水开发阶段，高矿化度的采出液及硫化氢对井筒长期腐蚀。

东辛油田作为填海油田，地表盐碱性较强，对套管腐蚀较强。浅部套管外水泥返高一般只有几十米到几百米，套管外无保护。造成浅部套管受到腐蚀的机会多，形成套管腐蚀穿孔或丝扣渗漏的情况逐年增多。

3 油水井井筒修井工艺技术

结合东辛油田井筒状况的实际情况，经过多年的摸索实践形成了浅部井筒修井工艺技术和深部井筒修井工艺技术两个系列，有效解决了部分井筒问题，为保油上产做了积极贡献。

3.1 浅部井筒漏失点处理修井工艺技术

3.1.1化学留塞造壁堵漏技术

针对东辛油田浅部是泥质平原组情况，如果直接挤封堵料进行封堵，因封堵料无法有效的和井筒周围泥质固结，容易导致施工失败。因此采用大携砂比井筒留塞的干灰砂施工+封堵料的办法。施工时将携砂比提至最大，以便较多的干灰砂在井筒附近沉积固结，在井筒附近形成较好的人工井壁。顶替量要少打，使干灰砂在井筒内留塞，确保炮眼附近固结干灰砂。下螺杆钻钻开干灰塞将密度较大封堵料打入地层，同时也要控制顶替量，使封堵料在井筒留塞。通过干灰砂在井筒周围建立人工砂层后，挤入封堵料，这样封堵料可以有效的将干灰砂套管固结在一块，堵住浅部套管的漏失点。

3.1.2 套管补贴工艺技术

目前套管补贴工艺常用三种方法：波纹管补贴工艺、实体管补贴工艺和柔性膨胀补贴。波纹管补贴工艺是将涂敷环氧树脂粘接剂的特制薄壁波纹管，通过水力机械式胀贴工具，使波纹管与套管内壁产生过盈配合，从而粘贴在需要封堵部位的套管内壁上；实体管补贴工艺是采用厚壁的加固管，两端采用软金属进行密封，通过液压或爆炸的动力，将软金属固定在套管壁上，同时起到密封和挂接的作用；柔性膨胀利用膨胀锥的机械推拉力使膨胀套管变形，超过弹性屈服强度，达到塑性变形区，膨胀后内径增加10～15%，屈服和破裂强度和膨胀前一样。利用膨胀管外上下5个胶质密封圈受挤后对套管夹层进行密闭。

3.1.3 过泵封技术

该工艺技术只适合D177.8mm套管，是一种机械式卡封漏点的工艺技术，将两个封隔器卡在漏点上下部分中间连接大直径短接，利用封隔器胶皮密闭环空，从而达到密封漏点的目的。两个封隔器内通径较大达到D100mm，卡封后生产管柱及采油泵可顺利通过。

3.2 深部井筒事故处理修井工艺技术

3.2.1 针对套管破裂导致井筒内出灰浆及大直径岩石大块的情况

这类井因地层有能量、施工难度大。一方面冲出灰浆和岩石大块后，地层有压力又连续不断的吐，灌满井筒；另一方面岩石大块中重量相对小的可以由施工液带出井筒，重量大的却难以带动，而且直径较大，集中在套管某一段，出现即不好冲又卡管柱现象。

经过多年实践目前总结出四种处理这种情况的修井工艺技术A、双水泥车+重卤水的技术，利用双水泥的大排量带动大块，利用重卤水建立井筒回压防止地层回吐，同时利用重卤水的粘度增加携砂能力，便于将大块带出。B、利用螺杆钻结合三牙轮钻头对大块进行破碎，在利用携砂液将碎块带出井筒。C、利用切削十字花笔尖对岩石大块进行破碎，施工时上提管柱快速下放，将下放管柱的重力通过切削十字花笔尖对大块进行破碎，达到处理井筒的目的。D、如果岩石大块不能破碎，就采取下一把抓或活门打捞筒进行打捞，在工具上部接内带十字叉的短接，反冲砂打捞时防止大块堵工具上部油管，捞出大块后再进行下步施工。

3.2.2 针对套弯井水泥塞难处理情况

随着油田开发的深入，由于对油层的重新认识或井网调整的需要，要对注灰覆盖的油层重新利用，因井筒有不同程度的弯曲或损坏导致使用规范钻头无法达到施工要求。结合井筒尺寸设计了不同规范的小钻头，先使用小钻头钻眼避免了套管弯曲或损坏的影响，再用铣锥进行扩眼，达到满足下步施工的要求。

3.2.3 针对套管变形情况

套管变形分为套管弯曲和套管缩径两种情况。对于套管缩径弯曲变形不大的，可采用整形工具如梨形整形器、辊子整形器、液压整形器进行机械整形工艺修复。套管变形量超过套管内径的12%时，采用爆炸整形工艺修复，利用火药燃爆瞬间产生的巨大能量，使套管向外扩张膨胀。冲胀整形技术：利用钻柱传递动力，使梨形胀管器在钻杆及配重钻铤快速下放作用下产生向下的冲击挤胀力，对套管变形部位进行冲击（顿击）、挤胀。在连续不断的冲击、挤胀作用下，变形部位套管逐渐被挤胀而恢复到原径向尺寸或基本恢复、复位到原径向尺寸。

4 几点建议

（1）针对固井质量不好的情况，在完井时可以使用套管粘砂技术，提前建立套管与井眼之间的中介物，提高固井质量。

（2）针对东辛油田地层发育差的情况，下套管前或射孔后都可以对地层进行大剂量石英砂的骨架预充填，这在直井是一个比较成熟的防砂思路。

（3）选择合适的化学防砂材料。改变过去静态防砂管柱采取动态防砂管柱，使化学防砂材料均匀的挤入油层达到防砂目的。

（4）在机械防砂方面，防砂管柱尽量采用无接箍内扣的防砂管柱，以便在今后处理时降低解卡难度，顺利的处理井内防砂管柱。

作者简介：彭希志（1975-） 男，高级技师，现从事修井作业、采油工艺方面的研究工作。