套管防治技术讲座

套管损坏原因分析及对策一、套管损坏的严重性及研究进展二、套管损坏的类型及检测方法三、套管损坏的原因分析及对策四、套管损坏的先期保护技术五、套管损坏井的修复技术简介六、今后工作思路★内容一、套管损坏的严重性及研究进展

套管损坏是全世界普遍存在的问题，由此而造成的经济损失也是的惊人的。然而，只要我们认真对待，从预防入手，必定会取得良好效果。

国外前苏联的班卡·达勒威拉油田有30%的油井因套管损坏而停产。美国的威明顿油田开发不到十年，发现套管损坏井的数量就高达41%。加拿大、中东、拉美等地区都有有关套损井的报道。

国内 大庆油田截止到2001年的套管损坏数量为8312口。 中原油田的套损井为1672口。

油田统计套损井数主要套损形式近几年套损态势大庆截止2001年年底累计套损井数累计已达8312口，占投产油水井总数的16.72%注水开发井的损坏以变形、错断为主

第二次套损高峰居高不下，持续5年之久，2001套损井就超过800口辽河调查的3860口热采井，套损的有489口，占12.64%主要是稠油热采井套管的损坏。型式为套管变形、套管错位、螺纹接头泄漏和脱扣近年以来有越来越严重的趋势。有的区块套损数量甚至达到50％左右。新疆仅百重7井区共计投产640口井，有70口井套管损坏，占生产总井数的11%稠油热采井的套损问题较为严重。损坏形式有丝扣泄漏、缩径、错断和破裂等情况十分严重，甚至有的井投产1年就发生套损。塔里木目前的套损井数量虽然不是特别多，但出现事故损失非常巨大。主要是深井、超深井、高压气井的套损，包括破裂、挤毁、泄漏等。由于“西气东输”工程的重要性，必须预防高压气井的损坏长庆就陇东地区而言，套损井已达447口，占所有油水井的20%以上。主要是腐蚀引起的套损

套管损坏仍有加剧的趋势主要油田套管损坏的特点胜利油田

1972年到1992年，总的损坏井数1659口，占总井数的10%，其中报废井266口。

套损情况90%10%总井总损坏井孤岛油田到1995年的套损井数为782口，占总井数的25%；胜坨油田1995年，共发现套管损坏井643口，占其总井数的24%；2003年4月，损坏井数1218口，占总井数的1/3。2003年4月止，全油田套管损坏井数5247口,占总井数的20%！10年增加了3768口，平均每年损坏近400口！目前的损坏总井数应该超过6000口！

套损井主要出现在两个高峰期，即一个是71-73年，一个是84-94年这两个时间段所完钻的井。这两个期间的套损井占全部发现套损井的68％，但同时这两个期间所钻井数占全部钻井数量的59％。

目前所发现的套损井的平均正常生产年限为11年。

区块深度（米）地层孤岛1227馆陶组孤东1312馆陶组胜坨1946沙二段埕东1161馆陶组临盘1600馆陶组八面河1200馆陶组平方王1465沙四段胜利油田主要含油地区的套损地层和平均深度延长了油水井的非生产时间，增加了修井作业的成本，破坏了注采井网的正常布置和注采层系方案的实施，降低了油气产量。特别是，当一口井破漏或错断后，往往会造成层系间串水,软化泥岩层，形成大面积“浸水域”，引起相邻井套管成片损坏。一口井报废之后，要打更新井以维持生产状态。由于过去对完井工作的概念缺乏完整系统地认识，对油水井做不倒科学设计和施工，投产以后做不倒科学地管理，致使地下各种矛盾交织，形成了恶性循环。套管损坏的危害研究工作进展情况国外1、通过大量的模拟实验，研究了腐蚀对套管损坏的影响。主要内容包括完井液及地层水对套管引起的电化学腐蚀，硫化氢引起的氢脆腐蚀。对于电化学腐蚀的主要方法是采用了阴极保护，阿莫克采油公司在东得克萨斯油田的797口井上采取了阴极保护措施，经二十多年的实践证明，套损率得到控制，经济效益显著。解决氢脆腐蚀的主要途径是研制了抗硫化氢的套管钢材和热处理方法。

2、通过强度试验，开展了射孔以后套管的机械性能参数主要是抗挤强度的变化。主要是射孔的孔径、孔密、相位角等对套管强度的影响

3、对稠油热采井注热蒸汽对套管损坏的影响进行了模拟试验，编制了一套计算模式，用计算机进行了控制。指出，具有加工硬化性能的热扎K55套管宜于在热采井上使用。另外，通过增加套管接头的厚度以及使用含有钼，并经过淬火和回火的加厚接头，可提高接头对热蒸汽的密封性。4、研究了储集层的孔隙压力下降以后，地层压对套管造成的危害，进行了模拟试验，分别以线弹性、非线弹性及塑性三种地层模式模拟了实际地层沉降压实对套管性能的影响，建立了有限元计算模型。5、研究了盐岩层的蠕变规律及其对套管损坏的影响。针对该项问题主要有以下几种解决的途径：一是在钻井过程中选用油包水乳化钻井液，以控制盐岩层的塑性流动；二是通过进行试验，根据蠕变力的大小来设计套管柱，特别指出，套管的抗挤强度必须超过其上覆岩层压力的0.8倍，才能有效的防止套管损坏；三是维持井眼规矩，提高水泥环的胶结强度。6、研究了采油作业的钻杆接头与套管内壁之间的接触压力对套管磨损速度的影响，通过试验研究发现，磨损速度与接触压力之间呈抛物线关系。指出，在钻杆接头上加焊碳化钨钢质保护箍，可以减轻钻杆接头对套管内壁的磨损速度。另外的途径就是避免在钻井过程中产生“狗腿”，以避免以后工具通过时与套管内壁的接触压力。国内

开展了套损机理研究工作。从地球的物理运动、岩石力学性质、注水及采油的强度、泥岩的蠕变、地震等各个方面不同的角度进行了试验研究。为了定量地描述套损的机理，并提出预防措施，发展了一系列套管检测仪器和检测技术，例如井下超声波彩色显像仪，套管变形方位测量，注水引起的微震检测，三维大地检测等。建立了一系列有限元建设模型，用计算机进行了分析处理。根据分析的结构，从井位设计、套管设计、钻井工程、固井、射孔、注水、采油等若干方面采取了预防措施。在修井工艺和工具方面有了新的改进和发展。大庆

吉林油田针对本油田套管损坏的实际情况进行了调查分析工作，认为注水开发后引起的地应力在井眼周围集中和两种岩层间的胶结被削弱后上下岩层间的相对滑动剪切是他们油田套管损坏的主要原因。长庆油田套管腐蚀严重，在调查后认为，其主要原因是某段地层露头与洛河相接，而洛河水被酸污染严重，造成了井下套管的电化学腐蚀。中原油田钻井研究所就其套管损坏井进行了抽样调查分析，认为盐膏层的蠕变是中原油田套管损坏的主要原因。

辽河油田调查了本油田套管损坏情况，认为套损的原因主要有三个：（1）地层出砂；（2）稠油热采；（3）油层段不合理射孔。

从1990年开始，先后完成了多项课题研究：“胜利油田油(水)井套管损坏情况调查与分析”“孤岛油田套管损坏综合治理”“孤岛油田套管损坏规律及机理研究”“套管损坏检测与评定”“胜坨油田套管损坏机理及防治方法研究”“燃爆技术在油田修套中应用”“套管阴极保护方法研究”“热采井的套管损坏机理及防治方法研究”……在修井工具、工艺等方面也有了发展胜利油田

形成的技术：

套管检测技术 套管粘砂技术套管上扣扭矩监控技术 套管接箍保护环技术

套管阴极保护技术

爆炸修井技术

机械整形技术

套管补贴技术

取套换套技术

开窗侧钻技术

……

问题：第一、研究的广度和深度不够；第二、推广应用的力度不够；第三、地质、钻井、采油等方面的结合不够。

存在的问题及解决途径：二、套管损坏的类型及检测方法

常见的套管损坏类型

（1）套管破裂，系指套管穿孔，引起套管串漏；（2）套管错断，系指套管被拦腰折断；（3）套管腐蚀，包括化学腐蚀和电化学腐蚀两种 机理。通常系指在套管内外壁上形成麻点， 严重到一定程度会发生破裂或错断；（4）套管弯曲变形；（5）套管椭圆变形（缩径）。常见套损类型示意图

套管损坏的几种形式折叠缺陷应力开裂螺纹粘扣套管损坏的几种形式腐蚀螺旋开裂套管损坏的一些类型套管磨损套管挤毁检测套管的方法对于套管破裂和错断，传统的方法是打铅印对于腐蚀，主要用电、磁测井方法对于缩径，主要用多道井径仪测量井径的变化情况对于弯曲，国外和国内某些油田采用测井斜和方位变化来解决，传统的方法是用薄皮管验套或根据起出的油管弯曲情况直接观察对于串漏，一般用井温测井和下封隔器试压验漏常规方法：铅模打印封隔器验串薄皮管验弯井温找漏新的方法：超声波彩色井壁成像“鹰眼”摄像多臂井径测量速率陀螺测量

磁法—测壁厚……方法套管破裂错断的铅模照片

测井车

地面仪器井下仪器套管射孔情况套管破漏情况大部分井“老龄”

地层理化性能发生变化套管周边环境日趋恶劣增产作业更加频繁综合原因:

三、套管损坏的原因分析及对策套损原因老油田求产，采用注水开发、稠油热采等工艺超深井、大位移井、高压气井等新钻井技术的使用对套管的性能提出新的要求设计上不完善

套管选用不当

套管质量缺陷

下井操作不规范

对套管的保护不够

开采工艺和方式不合理

磨损腐蚀

地质条件复杂和新钻采工艺的使用管柱设计和套管选用方面的原因施工和现场使用方面的原因新油田开发，地质条件复杂，高腐蚀介质含量、高陡构造、高地应力等胜利油田区域广阔，油藏类型复杂，一般可分为常规疏松砂岩油藏、稠油热采油藏、低渗透油藏、中低渗透长井段砂岩油藏和特殊岩性油藏等类型。套管损坏的原因主要有套管材质质量差、施工质量差、地层应力变化、腐蚀等因素。由于这些油藏分属不同的地质构造，地层的物性有很大差别，造成套管损坏的原因很多，主要是随着开发时间的增长，一方面由于大部分井进入了“老龄”阶段，另一方面是地下理化性能发生了很大变化，尤其是当部分井套管损坏以后没有及时治理，周边环境日益恶劣，套管受力更加复杂，加快了套管损坏的速度。通过专项调查认为，胜利油田的套管损坏主要有十方面的原因：（一）地层中大量出砂（孤岛、孤东）1、上馆陶组的油层为正韵律沉积，从上到下砂岩粒度由小变大， 胶结物主要以泥岩为主，胶结疏松；2、上馆陶组的油层属于河相沉积，非均质严重；3、油层的亲水性明显，由上到下，亲水性有增强的趋势；4、原油性质：高粘度、低含腊、低凝点的沥青基石油；5、地层水矿化度较低；6、地温梯度较高。孤岛油田套管损坏井数与出砂井数的关系统计

项目73年74年75年76年77年78年79年80年81年82年83年84年85年年套损井数（口）

2911255346381335483870累计套损井数（口）

2112247100146184197232280318388年事故井数（口）68201842637048376074119204累计事故井数（口）614345294157227275312372446565769万方业出砂量（方）1.31.31.31.91.72.02.93.610.97.38.210.59.8年平均含水（%）0.31.54.110.220.930.637.846.451.252.454.357.563.3为什么出砂会造成套管损坏1、由于地层出砂，套管外围被掏空，形成“大肚子”，套管外壁失去支撑，改变了受力状态2、众所周知，地下压力之间存在着如下关系： PO=PP+б3、当注水压力较大，甚至超过上覆压力时，PO〈PP+б，地层会上升，油层以上的地层随注水压力的不稳定而“漂浮”

4、当砂粒流经射孔的炮眼时，会产生磨蚀，使炮眼进一步扩张，减弱套管的强度，造成破裂

注意管理不善则会使出砂加剧（1）气窜加剧了油井出砂

（2）清水浸泡油层，会加剧地层出砂

（3）频繁开关井，频繁作业及强采强注都会加剧地层出砂

（二）在油层部位的套管上射孔，是造成套管损坏的重要外界因素为了能够把原油从地层中开采出来，常规的方法是在油层部位的套管上射孔。无疑，射孔总是要降低套管的强度。尤其是当射孔器材、射孔方式不合理时，对套管强度的破坏更大

孤岛、埕东地区射孔枪弹使用数量统计表

地

区各种射孔枪使用井数（口）统计井数（口）57—103枪73枪无枪身枪大炮弹小炮弹合计孤岛5345228168396494%10.739.1146.1534.0180.16埕东1863644064%28.129.3856.256.2562.50合计7151264172436558%12.729.1447.3130.8378.14射孔引起套管损坏的机理

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（1）当炮眼存在裂纹时，周围会应力集中，对油井来说，上覆岩层下沉的力施加在油层段套管上，使裂纹逐步扩展；对于水井来说，注水压力直接施加于裂纹上，使裂纹逐步扩展。（2）套管内外压差变化，注采压力不稳定，炮眼处受交变载荷作用使裂纹进一步疲劳扩展。

从井内打捞出来的套管皮照片

应对措施（1）避免用无枪身射孔

（2）对套管进行严格的射孔检验

（3）射孔时应加枪身扶正器，保持枪身在井 眼内居中，保证射孔的密度均匀，孔径 大小一致

（4）调整合理的相位角

（5）由于重复射孔排布不均匀，一般不宜采 用

（6）从完井方法上应进一步研究完善，克服 射孔完井法存在的缺陷

射孔时枪身不居中射出的孔眼形状示意图

（三）油田的不合理注水开发，直接诱发了套管损坏孤岛油田套损率随速度参数变化的曲线

大庆萨、杏油田逐年套损井数与注水压力关系

扶余油田套管变形与注水井口压力关系

注水其他作用

1、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

2、注入水挤入两种岩性的界面以后，减小了其滑动摩擦角，上下岩层相对滑动，将套管剪坏；3、当注入水进入断层或地层破碎带以后，使胶结物质水化，导致断层或破碎带复活，地层错动而挤坏套管；4、高压注水进入泥岩后会产生位裂纹。

埕东油田套管损坏井位图

分布在断层面附近或构造的陡面

(四)地层水矿化度高是引起套管腐蚀损坏的主要原因

化学腐蚀和电化学腐蚀完井液中的无机盐化学物质和微生物也会对套管产生腐蚀，特别是硫酸盐还原细菌和嗜氧细菌等微生物对套管腐蚀更为严重

典型的套管外腐蚀应采取的措施

1、在完井液中加入抑菌剂或杀菌剂，杀灭缺氧条件下的硫酸还原菌。2、注水之前，搞好水质净化，除去有害成分，降低矿化度。根据敏感性试验的结果，往注入水中配如一定数量的缓蚀剂。3、酸化时要配入缓蚀剂，酸化后要及时地排液洗井。4、在固井时应采取抗硫水泥，对付硫化物对水泥环的破坏。5、在油层段选用抗硫套管。

6、对套管采取阴极保护措施。(五)、压裂是造成渤南等低渗油田套管损坏的重要原因

1、在压裂时，先要在压裂液中加入支撑剂，其材料为固砂或人造陶粒砂。在强大的压力作用下，支撑剂通过套管炮眼被挤入地层扩张；2、压裂压力都比较大。主要应该采取的措施

1、根据该类地区的两个压力（地层压力和地层破裂压力）剖面，设计合理的井身结构，使用合理的泥浆体系和泥浆性能，既保证钻井安全，又减轻地层污染程度，从而可以减少生产过程中压裂次数，根据试验结果优选确定压裂的压力。2、在进行套管柱强度设计时，应充分考虑到压裂的作用，增加套管的抗内压强度。3、在注水泥时，应该根据压裂的压力大小，提高水泥返高，并进一步提高水泥的封固质量。

4、在压裂作业时，应严格按照要求，在压裂部位加下上、下封隔器防止压力传入其它部位，尤其是自由段引起套管损坏。在压裂液中要配入适当的缓蚀剂。在压裂完毕以后，要进行洗井，防止压裂液残留在井内腐蚀套管。（六）注高压高温蒸汽是稠油热采地区套管损坏的主要原因

注高压蒸汽时套管受热胀冷缩影响，使套管疲劳破坏后，最后拔断套管，并损坏水泥胶结。在注蒸汽时不加隔热管，不下封隔器，使蒸汽循着丝扣密封不严的地方漏失。细过滤层基管保护套支撑套粗过滤层焊缝精密管构造图割缝管主要应该采取的措施1、通过进行试验，分析热应力条件下套管、水泥环的受力状态，科学地设计套管柱及预应力。2、提高热采井的固井质量，主要是提高水泥返高和两个界面的胶结强度。譬如可以采用套管粘砂技术。3、提高套管钢材的热稳定性能和接头处的密封性。4、使用热应力补偿器。（七）套管柱强度设计不合理会直接影响到油水井的寿命

在设计时，对于射孔、压裂、酸化等一些必然的生产工艺过程没有充分地考虑到，套管的强度和抗腐蚀性能达不到要求。尤其是在油层的射孔段一直是按完整来进行计算。每个地区的地应力及其随着开发的变化规律是不同的，在设计套管时没有考虑到这一点。在生产一段时间后，因采油、注水、出砂、等原因都会引起套管在地下受力状态的改变，而在最初的套管损坏时未能考虑到。套管的供应问题，满足不了设计中对套管的选择要求应该采取的措施

1、进一步开展对与套管强度研究工作，在进行套管的强度设计时，应充分考虑底层及工艺过程对套管的影响。甚至可以考虑用其他的完井方法来代替传统的套管射孔完井方法。2、针对套管损坏主要在油层多的特点，采用复合套管，增加油层部分的套管强度。对于出砂油藏来说，可以使用直径更大一些的套管，以提高套管的刚度。3、根据钻井计划，提前拿出套管设计方案。由管理局有关部门统一协调，落实套管材料计划。（八）固井质量好坏，是能否延长油水井寿命的关键

影响固井质量的主要因素

1、水泥浆顶替效率低，使水泥与钻井泥浆混合，形成一段“过渡带”，水泥浆串槽，不能完全充满环形空间。

2、在注水泥过程中，水泥浆密度过高，凝固速度过快，造成水泥浆“失重”，使油、气、水串通，第二界面不能胶结。3、注水泥憋压后凝对水泥环产生不利的影响：（1）憋压时套管外涨，放压时内缩，此时水泥环已基本凝固，造成水泥环和套管分离；（2）压力通过顶替液传递给阻流环，使套管受到附加的拉伸力，中和点下移，拉伸段变长，压缩段变短。当水泥凝固后，套管仍然长期处于受拉伸的应力状态下，使水泥环受到破坏。4、水泥浆滤液与地层的配伍性差，影响第二界面的胶结强度，或者井壁上的泥饼太厚，影响第二界面的胶结。5、井身质量不好，或井径不规则影响了固井质量。6、井口座封不好，当固完井后井口下沉，自由段受压。7、在开发区打调整井时，采油、注水都会对固井造成“动态干扰”。因地层中空隙的连通性，抽油时会将水泥浆抽入地层中，使水泥达不到预定的返高。例如，在永12—17井、孤东7—25—186井均因附近新井施工致使其油管被固在井内。而注水又会注入到新井中稀释水泥浆，影响固井质量。油层固井质量与返速的关系

等级单井（口数）占总井数（%）无图井数（口）合格井（口）优质井（口）优质率（%）‹0.45m/s523.25

223057.69.45-.8m/s62338.84418943069.47.8-1.0m/s54735.88

12045479.09›1.0m/s35121.9434830086.21合计1600100.007379121476.21油层固井质量与完井液密度的关系

等级单井（口数）占总井数（%）无图井数（口）合格井（口）优质井（口）优质率（%）‹1.35g/cm3133583.445320101075.941.35-1.5g/cm321613.501417480.93›15g/cm3493.061183062.50合计1600100.007379121476.21油层固井质量与井径扩大率的关系

等级单井（口数）占总井数（%）无图井数（口）合格井（口）优质井（口）优质率（%）‹10%54634.12311043379.7410-15%49130.69212236775.05›15%56335.19214741473.80合计1600100.007379121476.21需要完善工艺问题1、首先应保证钻井工程，主要是维护井壁稳定和提高井身质量。2、合理安装套管扶正器的位置，保证注水泥时套管在井眼中居中。3、通过进行地区统计和试验，选择各个地区与地层配伍性好的泥浆体系，确定合理的水泥浆和泥浆密度差值，提高水泥浆顶替效率，避免失重。4、在完钻后，固井前，充分循环泥浆，除掉井内泥砂和井壁泥饼。最好使用刮泥器刮除泥饼。5、搞好井口座封。在注水泥时，要给予套管一定拉力，使固完井后，套管始终处于受拉而不是受压状态。6、避免采用管内憋压侯凝法，最好采用管内敞压、环空憋压侯凝法。7、固完井后一定要进行压力试验，如发现有漏失现象，要及时找出漏失点，及早采取补救措施。8、开辟试验区，进行变密度测井、CET测井与声幅测井的对比，以便更准确地检测、分析固井质量，为进一步提高固井质量创造条件。（九）套管的材质及加工制造质量不好是套管早期损坏的重要原因

—材质不良或管体本身存在缺陷；—管体的加工尺寸精确，如不圆度、壁厚不均度等达不到要求；—加工时的残余应力存在；—螺纹的加工精度不高或存在缺陷。生产厂家不同，其质量不同；同一生产厂家所生产的日期不同，质量也不相同例如，大庆油田在1991年分别对一批日本住友公司的J55套管和西德的J55套管进行射孔检验，结果住友套管被射裂严重，而西德套管却相对完整。1989年6月，渤南油田的九口新井套管早期损坏，为此管理局专门组成调查组进行调查。结果九口井中有七口井的套管是阿根廷所产。通过对起出套管进行分析，并对这一批套管进行抽检，认为这批套管在材质和加工制造质量方面不合格。因此，进行下井前的质量监督检验工作是十分重要的。

（十）忽视施工质量的人为原因会给套管带来极大危害

钻井施工质量的影响1、井过程中片面追求速度，钻井质量如井身质量、井径、井身质量等达不到标准。2、运送套管不加套管护箍，不认真检查丝扣是否破损。3、上扣前不清理丝扣上沾带的异物，不刷丝扣油，上扣不紧或上扣过盈。4、用钻杆钳上扣，接套管时在套管上咬出牙痕。

套管脱扣后的铅模照片

从井内取出的套管对孤岛、河口两个采油厂649口套损井的统计结果表明，194口损坏在接箍位置，占30%。除了套管本身质量的问题外，不能说不与施工质量有关系。

为了说明片面追求速度对套管及整口井的寿命带来的危害，根据采油厂反映和管理局有关领导的要求，对孤岛油田套管损坏井的施工井队进行了统计。查到有井队记录的井477口，共27个钻井队参加施工。其中某钻井队在1972—1973年的一年间施工后损坏的井就有112口，占统计井数的30%。查阅完井总结发现，该队所钻得这部分井大多数未固表层套管，有的井甚至未下表层套管。据一些当年参加会战的同志反映，根本未钻表层井眼，套管是硬压下去的水泥未凝固就仓促搬家。这些都是今后应当吸取的教训。

采油及井下作业质量问题对套管损坏的影响。1、采油强度过高会使套管受载增大，采油过程中的频繁开关井，会使套管受到疲劳破坏。2、薄油层换层作业频繁。3、砂卡特别严重或井下落物打捞不上来时，往往需要下小钻头钻或下磨鞋磨，操作不当将套管钻、磨坏。以上因质量所造成的种种问题，钻井、采油、井下，射孔等各个作业部门都应当树立全局一盘棋的思想，都把自己当成油水井的主人，消除行业偏见，坚决杜绝相互扯皮的现象。作为管理部门来说，应下决心改革管理体制，切实在全面质量管理上下工夫。

按照“预防为主、防治结合的方针，分四个层次开展工作：☆不同油藏的套管损坏机理研究☆套管先期保护技术研究及应用☆套损井修复技术配套与应用☆套损井诊断技术配套及应用基本方针目前已开展的工作1、改善钻井设计2、提高井身质量3、套损井数据库建设4、开展了套损检测与评价5、新钻井先期保护四、套管的先期保护1、改善钻井工程设计

（1）

优化井身结构设计（2）优化固井设计（3）改善套管柱的设计方法2、提高井身质量

近年来，针对套管所出现的诸多问题，研究并应用井眼轨迹控制技术、优质泥浆技术、随钻扩眼技术等，使得井身质量有了大幅度提高，套管在井下保持了比较良好的环境。

为了有效地掌握套管损坏动态及对套损规律进行科学的统计分析，从2002年起开展了套管损坏数据库的研究及建设工作。目前，已完成了胜利采油厂数据库建设的样本工程。

3、建立了套管损坏数据库套管损坏数据录入窗口统计分析结果综合统计分析报告

宁海套损深度柱状图车古204-1井套管损坏情况套管被磨坏套管脱扣

——

上扣扭矩监控

——

套管粘砂

——

阴极保护

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低密度水泥浆固井

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技术套管防磨装置

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套管接箍保护环

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随钻扩眼技术

——

钻井泄压5、对套管进行了先期保护

长期以来，套管上扣存在着非常严重的问题：上扣不到造成连接强度不够和上扣过紧造成粘扣。为此，专门研发了专用仪器—扭矩仪，通过测定和控制上扣时的扭矩来达到提高上扣质量的目的。针对某一型号与规格的套管输入最佳扭矩值和最大扭矩值，当扭矩达到最佳时，计算机指示报警器报警，工人可以停止上扣；一旦上扣扭矩达到最大时，计算机控制液压站的油路断开，避免继续上扣。计算机将所有资料存储起来，作为监督工作的依据。（1）套管上扣扭矩监控

液压站扭矩控制系统扭矩仪扭矩监控曲线图（1）扭矩监控曲线图（2）

丝扣有问题的套管统计井号怀疑丝扣有问题的套管序号小计（根）莱1-更1021018192024416487莱1-2194693莱1-更斜21051莱1-更1313412175莱1-斜更241551莱1-272671莱1-更3251429744

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（2）、套管粘砂

在传统的固井方法中，存在的问题之一是水泥与套管的的胶结强度不够，使得界面脱离，造成流体沿着缝隙串漏，给开发工作造成危害。同时管材直接与液体接触加快了其电化学腐蚀的速度，造成套管腐蚀损坏。为了解决这一问题，采用了套管粘砂技术。2000年以来，在胜采、东辛等油区进行套管粘砂50多口井。

顶替效率的好坏，直接影响到二界面的密封，利用固井模拟井筒装置进行了针对检测二界面封固质量的顶替效率试验研究

二界面封固质量影响因素研究粘砂套管

辛110-斜9井粘砂套管与辛110-斜8井普通套管固井质量对比井号

一界面

二界面

好

中

差好中差m%m%m%m%m%m%粘砂管22010000002091989021普通管2201000000002119694

3、阴极保护

从1993年开始，在孤岛油田套管损坏综合治理项目中，就已经开展了套管阴极保护的研究与试验，取得了较好的效果。阴极保护方法有几类。可分为自生电流式保护和外加电流式保护，在外加电流保护中分为单井保护和区域保护、直流保护和脉冲保护等等。2003年主要在广利油田开展了两种阴极保护的试验共16口井。

a.套管直流阴极保护示意图阴极保护施工现场调整井降压泄压技术

影响固井质量临界地层孔隙压力系数的确定是关键

（4）、地层压力预测及降泄压技术研究

在胜坨油田套损机理研究中，提出了这样一个概念：当注采压力不平衡，油层压力下降时，地层会发生沉降，套管主要受到两种轴向力，一种是与水泥环接触面的摩阻力，一种是接箍面上的台肩阻力。尤其是台肩阻力，会在接箍部位形成局部应力，使丝扣密封失效。（5）套管接箍保护环保护环的设计思路：

将水泥台肩与接箍端面隔开，减少它们之间的作用力。

解决的问题：

套管接箍保护环

材料结构安装工艺（6）泡沫水泥浆固井与低密高强水泥浆固井特点：压力低强度高胶结牢固主要作用：提高水泥返高有利于防腐

草13区块泡沫水泥浆固井效果对比

①整体式非旋转保护接头

采用硬质合金TC轴承钻井液开式润滑，结构简单，寿命长、风险小；下挡环和心轴刚性联接，强度高，不易发生井下事故；整套工具采用高强度合金结构钢加工制造；整套工具采用高强度合金结构钢加工制造；留有充足的打钳位置，安装拆卸方便。

（7）套管防磨技术

分体式非旋转保护接头具有如下主要技术特点：摩擦系数低,减磨性好，强度相对较高；钻井液开式润滑，结构简单，寿命长、风险小；整套工具采用高强度非铁合金加工制造，重量轻、可钻性好；

直接卡套在钻杆上，操作方便，不增加钻柱长度。1、

（8）随钻扩眼技术

随钻扩眼技术是下入随钻扩眼工具边钻边扩，在全面钻进的同时形成扩大井眼，以满足采用改进的井身结构、扩大环空间隙、提高固井质量的要求。

目前已使用水力式、机械式和双心式三种类型的扩眼工具。为改变深井和侧钻井的井身结构和下一步实体膨胀管的应用奠定了基础。

五、套管损坏井的修复技术简介

1、挤水泥技术。对于出现套管漏失的井，注水期间造成层间串通的井，通过找漏、验串后，挤水泥进行堵漏、封串。2、改层上返技术。对于有多套含油层系的套损井，当位于下部油层处的套管损坏以后，通过打水泥塞等措施将套管损坏段封隔，在其上部油层处射孔采油。3、换套管技术。对于套损段较长，位于浅层的套管，通过套铣、切割等手段将坏套管取出，用公锥重新造扣，换上新套管。4、套管整形技术。对于套管变形井，下入带有滚子的整形工具进行涨管整形，对于地层已经发生塑性变形的井，成功率还较低。5、套管补贴技术。对于套管破裂的井，可以用补贴的方法进行修复。方法是用套管接补器，将波纹管补贴到套管内壁上。由于目前接补器的长度较短，所以只限于补贴到3米的长度。6、套管内爆炸修井技术。对于套管缩径井，可以利用炸药爆炸进行整形；对于套管破裂井可通过爆炸将波纹管补贴到套管内壁上；对于在非坍塌性地层中的套管错断井，将高能量的炸药下放到错断位置引爆，利用爆炸后所产生的高温高压气体及冲击波，使套管损坏段扩张，即打通道，然后利用钢管进行补贴加固。这种方法目前仅限于外径为Φ139.7mm的套管损坏井。炸药的下入量根据检测出的变形量计算确定。最常用的方法是测量井径变化量。7、套管内侧钻一开窗技术。对于损坏坏段在油层因非常严重而造成报废的井，可以在套管内某处安放造斜器磨铣开窗，裸露出原地层，然后下入小尺寸钻头，利用定向技术钻一小曲率半径的水平井段，恢复采油。8、小通道套损井打通道扩径技术与密封加固技术。主要是对套管错断、弯曲、缩径等工具难以下入的井，先用特殊工具和工艺进行通径处理，然后用特殊的管具进行密封连接，使套损井能恢复生产。9、膨胀管补贴技术。用特殊的管材和工具，在一定压力状态下，补贴在套管上。10、小套管重新固井技术。特点是，不需要大型装备，不需要对地层进行检测，仅仅在原井眼内下小套管重新固井，实际上形成了一口新的“小井眼”井。自2003年以来，临盘采油厂已经采用这种方法实施多口井，经回访证实，目前这些井全都正常生产。起初人们对这种方法的顾忌是：当下入小套管后是否能够顺利采油？答案是肯定的。就经济效益来说，目前在临盘采油厂的费用在80万元左右。而新钻一口井则在200万元以上，开窗侧钻一口井大约在120万元以上。六、今后的工作思路

做好跟踪调查推广8项技术开展10项研究抓紧3项配套完善组织体系㈠大力推广应用成熟技术1