油田套管损坏原因及防治措施研究
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【摘要】随着我国工业化进程的不断加快，对于能源的需求量也逐年增加，而作为我国经济战略的重要一环，石油开采也已步入了成熟稳定的阶段。随着油田勘探开发的进一步深入，地质层物理性质发生了一系列的变化，以及一些工程因素的影响，造成了大量的油田套井损坏，严重影响了油田的开采进程。本文概述了目前国内油田套井损坏的主要原因，并就这些原因提出了相应的预防措施和治理办法，对套管的治理工作具有一定的指导意义。
【关键词】套管 损坏 油田 防治措施
随着改革开放的不断深入成熟，我国在经济、政治、文化、科技方面均取得了显著的成绩。改革开放初期，国家提出“依靠科技进步，加快油田发展”的号召。通过引进国外的先进技术，并依靠我们自身的不断创新，科技运用已经被广泛的应用于石油行业的各个环节，成绩逐年上升，取得了显著的成果。但近年来，随着油田生产进入中后期，由于长时间的注水、注气开发，频繁的井下作业施工以及套管材质与腐蚀、地质储油层的不断变化等等诸多因素，使得各油田中套管损坏十分严重。据资料统计，目前我国陆上各油田套管损坏数量在一万二千口以上。油田套管的好坏直接关系着油田能否正常开采运营，是影响油田采出率的重要因素，其直接与国家的经济利益挂钩，是油田开采中需要重点维护的对象。因此，新环境下，如何有效解决油田套管的损坏问题已成为当今油田开采的一大重点科研难题。
1 油田套管损坏的原因分析
油田套管损坏形式可分为：套管弯曲、套管缩径、套管破裂与错断、套管穿孔、套管渗漏等。其中，套管弯曲指在套管的某一段发生弯曲变形，使整条套管不成一条直线。通常情况下，这主要是由于油田高压注水和地层应力造成的；套管缩径主要指套管中的某一横截面内径缩小，其主要原因是油田所注入的水进入到了泥岩层，地层应力发生变化，高压力挤压致使套管内径缩小；套管破裂和错断，其主要原因是地层高压力、综合高压力作用于套管所致；套管穿孔通常是由于周围土壤环境对套管的腐蚀作用造成的；套管渗漏通常是由于套管管材自身材质问题所持造成。
针对油田的特殊情况以及开采过程中的具体操作因素，又可将套管损坏的原因分为三类：油田的特殊地质环境因素，油田用套管管材及工艺技术因素，所处外部环境腐蚀因素。
（1） 油田的特殊地质环境因素。套管周围所处的地质环境在某层面产生高压力，挤压套管周围东额砂石岩层，进而将压力传递给套管。套管由于受到外界不均匀的压力产生变形破裂等现象。这一情况主要发生在较早开采的油田，套管管材本身材质不强。
（2）油田用套管管材及工艺技术因素。套管管材工艺以及工程技术因素主要是以下原因所造成：首先，一部分套管在出厂时就已经是不合格的残次产品，这些产品或是表现在内部结构粗糙，有缺陷如管壁薄厚不一，管道接口不合格，使得套管在下井时发生断裂、渗漏甚至脱落等问题；其次，套管在下井后，未对套管周围地形做充分的调查研究，致使套管在下井时“受伤”，损坏变形；最后，随着油田的不断开采（如不断注水），地下储层压力逐渐变大，并向上传递，不同的地层压力不同，致使套错出现错位、变形等问题。
（3）所处外部环境腐蚀因素。油田套管下井后，会受到周围环境物质的各种腐蚀。如：周围土壤对套管管材的化学腐蚀、电化学腐蚀以及细菌腐蚀等，致使管材发生化学作用，材质发生变化，从而出现套管变形、渗漏、断裂、错断等问题。
2 油田套管损坏的防治措施
2.1 选择合适的套管管材
在选择套管时，一方面要根据油田的具体情况（如地层环境特点，土壤特点，岩石、砂石以及水分分布等），选择质量可靠、强度高、性能好的套管，尤其是套管易损的部位（油层段和特殊地层段）；另一方面，要依据油田在开采过程中，钻井自身的工程结构、管材特点、水泥返高、地层异变压力等进行综合考虑分析，选择合适的管材，最大限度的延长套管的使用寿命。
2.2 提高固井质量，优化射孔工艺
固井质量的好坏直接影响着套管的使用寿命，要想提高固井质量，比较成熟的做法是采用优质的水泥泥浆来保证水泥的顶替效率以及水泥的凝固强度，尤其是在矿物质含量较高的地层，固井时要尽量保证水泥的返高，来隔绝地层中的矿物质、气体和水，避免腐蚀。通常情况下，射孔会造成套管强度下降，鉴于此，优化射孔工艺和射孔参数，在保证射孔的深度的前提下，避免射孔孔眼处裂纹的产生，从而提高套管使用寿命。
2.3 优化生产工艺，改进防腐技术
在注水工艺中，根据油田现场的油井工作情况，适当的降低注水压力，从而防止其因注水压力过大而造成的套管受力过大以及地层坍塌破裂等事故发生。在防腐方面，通过加入缓蚀剂来解决管道内流体对套管内壁的腐蚀。对于外部土壤环境的腐蚀，一般采用阴极保护法和涂覆防腐层的方法，来降低化学腐蚀和电化学腐蚀以。
3 结语
油井套管的安全对于油井稳定持续高效生产具有重要的作用，且目前油田套管成本较高，防止套管的损坏，提高套管的工作寿命，对于降低油田生产成本，提高经济效益具有重要的研究意义。从本文可以了解到，套管损坏主要是由于地质、工程和腐蚀等因素导致套管所受外挤压力超过其抗挤压强度而引起的，要想有效的防止套管损坏，主要应从如何防止外挤力超过套管屈服强度（包括防止注水进入非油层，以达到防止泥页岩蠕变、层间滑动、断层复活、盐岩浸蚀坍塌等方法）和提高套管强度来增加抗外挤力（主要包括提高套管抗挤等级、套管的壁厚，用双层套管和防止射孔严重伤害套管等方法）两方面入手，同时提高防腐技术，以此来延长油田套管工作寿命，降低成本，提高效率。
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