摘 要 随着潍北油田注水开发的深入，因自然及人工开采因素的影响，注水井套管因缩颈、破损等问题导致停注现象日趋增多，这些问题严重影响了潍北油田的正常开发，制约了油田的注水开发效果。因此弄清潍北油田注水井套损机理，优化注水井防治方案对提高潍北油田的开发效率、增加油气产量有重要的理论和实际意义。

关键词 潍北油田;套管缩颈;套管破损;套损机理

1选题背景及研究意义

1.1 选题背景

潍北油田位于山东省昌邑市北部，盆地面积880km2，共有16个开发单元，动用储量928.45×104t，其中注水开发单元14个，水驱控制储量835.95×104t，注水开发储量占总储量的90.5%。随着注水开发的逐渐深入，潍北油田注水开发中停注水井数逐年增加，至2017年12月潍北油田总水井数63口，开井只有46口，通过统计发现异常停井中套损停井及出砂停井占比较大。不断出现的停注现象大大制约了潍北油田注水开发效果，提高了开发成本，增大了潍北油田稳产高产的难度。

1.2 研究意义

目前套损套变是潍北油田面临的一个重要问题。套管损坏原因多样，主要影响因素有地层物性、油气藏特征、管柱材质、固井质量及开发技术等。除此之外，部分油田含有的H2S、HCO3-等腐蚀性气体及侵蚀性离子也是造成套损的重要因素。因此，对注水井套损原因及治理方法进行深入研究，弄清潍北油田注水井套损机理，持续优化潍北油田注水方案，建立潍北油田注水井套损机理和防治等整套注水井套损治理技术体系，对提高潍北油田注水开发效率，增加油气产量有着重要的理论和实际意义[1]。

2潍北油田注水井套管损坏机理分析

2.1 泥岩蠕变

近几年潍北油田水井出砂、套破现象日趋增多，其中泥岩蠕变是主要原因之一，正常注水情况下水井井筒内压力高于地层压力，所以井筒内的水会在压力差的作用下流入油层，油层内的固井水泥灰、砂是不会倒流回井筒内的。但随着注水时间增长，注水压力升高，地层泥岩会吸水蠕变、膨胀，导致套管受力损坏。

比如WBCH3-X30井在检管作业时出现套铣遇阻，加压负荷15吨，深度至1440.05m，起出后发现套铣筒弯曲严重（3.00m弯曲），判定套管变形严重;第二次套铣至1438.1m，起出后发现套铣筒变为椭圆形（最小直径109mm，最大直径118mm）。上部套管的缩颈，导致无法下入封隔器实现分注。

2.2 套管腐蚀

腐蚀原因导致套破也是潍北油田停注井多的重要原因之一，套破原因主要因为水源矿化度高，腐蚀结垢严重。联合站污水矿化度49000mg/L，注水站水源井平均矿化度30000mg/L，其中昌5站水源井2009年初期达到72124mg/L，高矿化度易造成套管腐蚀等问题。例如WBCH76-X2井作业洗井时出泥浆，原井管柱被砂埋，探砂面在144.88米处，以下位置全部被地层泥浆、细砂埋住[2]。

2.3 小结

（1）从潍北油田地质资料及套损井现况分析来看，潍北油田注水井套损的主要原因是腐蚀和泥岩蠕变。

（2）蠕变主要原因为泥岩层及盐岩层在吸水受力后极易发生变形，严重时会出现塑性流动，在其作用下，套管会受到不均衡的外挤压力，压力过大时套管会产生形变，严重时会出现断裂。所以，要想避免套管受损，必须全面分析其产生机理。

（3）套管的腐蚀主要考虑酸、温度、盐性物质结垢、细菌等因素，需对引起套管腐蚀不同因素进行实验室挂片实验，通过实验确定各因素对套管腐蚀的影响大小。

3潍北油田控制注水井套损对策分析

（1）对于泥岩蠕变的井，可以采取的措施：在设计泥岩层的油井套管时，需要对其泥岩蠕变负载作充分考虑。还需要对注水压力进行科学的调控，进而实现对泥岩蠕变载荷的控制，有效延长套管的使用周期。

（2）若注水井套管腐蚀现象严重，则应当以套管腐蚀试验为基础，在明确腐蚀后强度降低系数后，计算获得设计套管的安全系数，并重新设计套管强度。一般情况下，需要通过大量的试验来确定腐蚀后强度降低系数及套管安全系数[3]。

4结束语

本文通过对潍北油田地质资料、注水井套损机理分析及套管腐蚀的实验，对潍北油田注水井套管出现缩颈、腐蚀等问题进行了研究，主要取得了以下结论与认识：

（1）从潍北油田地质资料及套损井现况分析来看，潍北油田注水井套损套管损坏的主要有挤压缩颈损坏、错断、弯曲变形和腐蚀破坏几种形式。导致套管挤压缩径的主要原因，在于泥岩蠕变對套管形成的不均匀挤压力。而层间套管错断损坏，则是由于地层滑移所导致的。套管的腐蚀主要原因是由于pH、温度、盐性物质结垢、细菌等的腐蚀引起的。

（2）在设计套管时，不仅需要对地应力的变化做充分考虑，还需要关注特殊地层。套管钢级、壁厚等的设计需要考虑到在油田开采中后期频繁的射孔和压裂等措施的影响

参考文献

[1] 姜守华. 油井套损机理综述[J].石油石化节能，2001，17（12）：19-23.

[2] 练章华，韩建增，董事尔，等.基于数值模拟的复杂地层套管破坏机理研究[J].天然气工业，2002，22（1）：48-51.

[3] 裴桂红，纪佑军.油水井套损的地质因素分析[J].武汉轻工大学学报，2009，28（3）：102-105.

作者简介

刘赛（1988-），男，山东莱西人;学历：本科，工程师，现就职单位：中石化胜利油田分公司东胜公司，研究方向：采油工程。