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May
套损井套管补贴技术（中石化井下作业监督培训教材） 
由 wubeichen 于20:24时发布
《套损井套管补贴技术》
作者：吕金信
编年史按：
【关键词：套管补贴；胜利油田；修井；套管修复；井下作业监督；采油工艺】
前 言
世界各国油田开发进程表明，随着油水井生产的时间延长，开发方案的不断调整和实施，由于地层地应力的变化、油水井作业及其他施工的影响、油、气、水井套管技术状况越来越差，使油井不能正常生产，甚至使井报废，以致影响油田稳产。如美国威明顿油田，从1926年到1986年开发60年间，由于大量采出地下液体，引起该地区较大的构造运动，油田中心地区地面下沉达9m，水平位移最多达3m，造成油水井成片错断，损失严重；罗马尼亚的坦勒斯油田开发22年后，已有20%的油井套管损坏；俄罗斯的班长达勒威油田有30%的油水井因套管损坏而停产。国内港西油田油水井套损比例高达40%以上；长庆樊家油田投入开发仅13年，油水井套损比例达34%，吉林扶余油田套管变形井至1988年多达1347口，占总井数的39.4%；大庆油田套损井数逐年增加，1997年套管损坏井576口，2001年套损井超过700口，整个油田套损井累计已超过8000口。胜利油田在四十余年的开发过程中，由于长期的注水开发，使本来就复杂的地质条件变得更加复杂，油水井套管的状况越来越差，套损井也逐年增加。胜利油田大量套损井，主要集中在孤岛、孤东、胜坨、埕东、渤南和滨南等几个大型整装含油气构造上。另外，疏松砂岩油藏和几个稠油热采工艺区域矛盾尤为突出。据查，胜利油田截止1991年底套损井已占油、水井总数的十分之一，16400多口井中就有1659口套损井（其中包括正式批准工程报废井266口）。截止到今年的4月，胜利油田有限公司（不包括海洋、清河）有油水井27375口，其中有套损井5427口（其中油井3318口，水井2109口），占总井数的19.8％。报废井4838口，其中因套损原因报废的1502口，占31.1％；停产井7212口，因套损原因停产井2089口，占29％；生产井15325口，其中套损井1836口，占12％。如此数量的套损井的出现，必然影响到井网的完善和布网的困难，油田不得不投入大量资金打更新井和替补井，也相应地增加了作业工作量，更重要的是影响了油田的开发效果和经济效益。并且，胜利油田每年新增加套损井400口（已连续三年超过430口），修复任务相当繁重，是一项长期的修复工程。因此掌握、学习油田套管损坏的防治技术对油田预防和修复套损井、减少套损井、完善注采关系及油田可持续开发具有重要意义。胜利油田在套损井治理方面比大庆晚一些，但油田在多年的套损井综合治理中已积累了一定的经验，特别是近年来，胜利油田在套损井治理技术上取得了较大进展，并逐步配套形成系列。应用新技术治理了部分套损井，见到了好的效果，经济效益和社会效益显著。2002年全油田共实施套损井治理230口，恢复控制储量1620吨，日增油990吨，日增注1930方。随着新的修复技术不断出现，必将对套损井的治理具有很好的推动作用。
常见的套管损坏分为五种类型，在我国均大量出现了。即：（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，由于地层应力变化，致使不能形成一个竖直的通道；（5）套管缩径，套管椭圆变形，使井眼缩小。
一、套损井套管补贴技术的提出
近几十年来，套管损坏的修复工艺有了很大的进步，油田科技人员经过不断的实践认识，研制成功针对不同套管损坏形态和类型的一系列修补工艺技术。主要修复工艺技术有：侧钻、整形技术、扩铣技术、取换套技术、堵漏技术、补贴技术、衬管技术和爆炸治理等工艺措施，这些工艺技术可以单独使用，也可组合使用，基本上满足了各种套管损坏修复的需要。这些技术的实施，拓宽了修井范围（由可修通径 φ90mm以上套损井扩展到可修φ60mm的套损井）、提高了修井成功率（据统计，大庆油田套损井修复率由1996年的57.07%，到2001年上升为80.92%），修井数逐年增加（由“七五”的141口，上升到“八五”的299口，“九五”的607口，2001年达1147口），使死井复活，油水井恢复生产的经济效益显著（大庆油田“九五”期间因修井恢复油量134.286万吨，恢复注水量1756.6986万方），在油田可持续发展中发挥了重要作用。
套管补贴技术是套损修复中的一种主要技术，补贴物多为金属，补贴完成后，补贴段与原套管浑然一体，能实现原套管柱的一些高抗压等性能、补贴后的井眼较大，同时，施工简单成本低。因为有其明显的优点，国内外有许多科技人员研究套管补贴技术。前苏联有6个研究所,美国加拿大有12家公司研究补贴问题。其补贴原理基本相同,就是在套损处补粘上或加固上一段有相当强度的金属圆筒，从而恢复套管的保护井壁、隔断上覆地层和油层的通路,在套管内形成举升油气和注水的良好通道。
技术资料 , 评论(0) , 引用(0) , 阅读(1312)
作者：吕金信
编年史按：
【关键词：套管补贴；胜利油田；修井；套管修复；井下作业监督；采油工艺】
前 言
世界各国油田开发进程表明，随着油水井生产的时间延长，开发方案的不断调整和实施，由于地层地应力的变化、油水井作业及其他施工的影响、油、气、水井套管技术状况越来越差，使油井不能正常生产，甚至使井报废，以致影响油田稳产。如美国威明顿油田，从1926年到1986年开发60年间，由于大量采出地下液体，引起该地区较大的构造运动，油田中心地区地面下沉达9m，水平位移最多达3m，造成油水井成片错断，损失严重；罗马尼亚的坦勒斯油田开发22年后，已有20%的油井套管损坏；俄罗斯的班长达勒威油田有30%的油水井因套管损坏而停产。国内港西油田油水井套损比例高达40%以上；长庆樊家油田投入开发仅13年，油水井套损比例达34%，吉林扶余油田套管变形井至1988年多达1347口，占总井数的39.4%；大庆油田套损井数逐年增加，1997年套管损坏井576口，2001年套损井超过700口，整个油田套损井累计已超过8000口。胜利油田在四十余年的开发过程中，由于长期的注水开发，使本来就复杂的地质条件变得更加复杂，油水井套管的状况越来越差，套损井也逐年增加。胜利油田大量套损井，主要集中在孤岛、孤东、胜坨、埕东、渤南和滨南等几个大型整装含油气构造上。另外，疏松砂岩油藏和几个稠油热采工艺区域矛盾尤为突出。据查，胜利油田截止1991年底套损井已占油、水井总数的十分之一，16400多口井中就有1659口套损井（其中包括正式批准工程报废井266口）。截止到今年的4月，胜利油田有限公司（不包括海洋、清河）有油水井27375口，其中有套损井5427口（其中油井3318口，水井2109口），占总井数的19.8％。报废井4838口，其中因套损原因报废的1502口，占31.1％；停产井7212口，因套损原因停产井2089口，占29％；生产井15325口，其中套损井1836口，占12％。如此数量的套损井的出现，必然影响到井网的完善和布网的困难，油田不得不投入大量资金打更新井和替补井，也相应地增加了作业工作量，更重要的是影响了油田的开发效果和经济效益。并且，胜利油田每年新增加套损井400口（已连续三年超过430口），修复任务相当繁重，是一项长期的修复工程。因此掌握、学习油田套管损坏的防治技术对油田预防和修复套损井、减少套损井、完善注采关系及油田可持续开发具有重要意义。胜利油田在套损井治理方面比大庆晚一些，但油田在多年的套损井综合治理中已积累了一定的经验，特别是近年来，胜利油田在套损井治理技术上取得了较大进展，并逐步配套形成系列。应用新技术治理了部分套损井，见到了好的效果，经济效益和社会效益显著。2002年全油田共实施套损井治理230口，恢复控制储量1620吨，日增油990吨，日增注1930方。随着新的修复技术不断出现，必将对套损井的治理具有很好的推动作用。
常见的套管损坏分为五种类型，在我国均大量出现了。即：（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，由于地层应力变化，致使不能形成一个竖直的通道；（5）套管缩径，套管椭圆变形，使井眼缩小。
一、套损井套管补贴技术的提出
近几十年来，套管损坏的修复工艺有了很大的进步，油田科技人员经过不断的实践认识，研制成功针对不同套管损坏形态和类型的一系列修补工艺技术。主要修复工艺技术有：侧钻、整形技术、扩铣技术、取换套技术、堵漏技术、补贴技术、衬管技术和爆炸治理等工艺措施，这些工艺技术可以单独使用，也可组合使用，基本上满足了各种套管损坏修复的需要。这些技术的实施，拓宽了修井范围（由可修通径 φ90mm以上套损井扩展到可修φ60mm的套损井）、提高了修井成功率（据统计，大庆油田套损井修复率由1996年的57.07%，到2001年上升为80.92%），修井数逐年增加（由“七五”的141口，上升到“八五”的299口，“九五”的607口，2001年达1147口），使死井复活，油水井恢复生产的经济效益显著（大庆油田“九五”期间因修井恢复油量134.286万吨，恢复注水量1756.6986万方），在油田可持续发展中发挥了重要作用。
套管补贴技术是套损修复中的一种主要技术，补贴物多为金属，补贴完成后，补贴段与原套管浑然一体，能实现原套管柱的一些高抗压等性能、补贴后的井眼较大，同时，施工简单成本低。因为有其明显的优点，国内外有许多科技人员研究套管补贴技术。前苏联有6个研究所,美国加拿大有12家公司研究补贴问题。其补贴原理基本相同,就是在套损处补粘上或加固上一段有相当强度的金属圆筒，从而恢复套管的保护井壁、隔断上覆地层和油层的通路,在套管内形成举升油气和注水的良好通道。
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储集层渗透率分级
储集层的渗透性是指在一定的压差下，岩石允许流体通过其连通孔隙的性质。换言之，渗透性是指岩石对流体的传导性能。由于任何岩石都具有一定的连通孔隙，因此均具有一定的渗透性。通常所谓的渗透性岩石是指在地层条件下，流体能较快地通过其连通孔隙的岩石，如砂岩、砂砾岩、粉砂岩、裂缝灰岩、白云岩等。如果流体通过的速度很慢，通过的数量有限，就称非渗透性岩石，如泥页岩、石膏、岩盐、致密灰岩等。所以，这里所渭的渗透性与非渗透性是相对的。储集层的渗透性决定着油气在其中渗滤的难易程度，它是评价储层产能的主要参数之一。
渗透性好坏用渗透率表示。实验表明，当单相流体通过多孔介质沿孔隙通道呈层状流动时，遵循直线渗透定律。可用达西定律来描述，其简单表达式如下：
式中
K――岩石的渗透率，国际单位 m2、cm2、μm2，或实用单位d、md，其中
1md≈1×10-3μm2；
――为单位时间的体积流量，cm3/s；
为岩样两端压差，MPa；
――液体的粘度，10－3Pa·s；
――液体通过岩石的截面积，cm2；
L――岩样的长度，cm。
自然界储集层孔隙中的油、气和水往往不是呈单相的，而是两相甚至三相同时存在的。各相流体之间存在着互相干扰，因而在多相流体共存时，岩石对其中每一相流体单独渗流作用与该相流体单相存在时的渗流作用有很大区别。为此提出有效相渗透率和相对渗透率的概念。在多相流体共存时，岩石对其中某一相流体的渗透率叫做该相流体的有效相渗透率。油、气、水的有效相渗透率分别用Ko、Kc、Kw表示。相对渗透率是指多相流体共存时某一相流体的有效相渗透率与岩石绝对渗透率之比，通常用Ko/K、Kc/K、Kw/K分别表示油、气、水相的相对渗透率。岩石对某一相流体的有效相渗透率总是小于其绝对渗透率，所以相对渗透率变化在0-1之间。
有效相渗透率和相对渗透率不仅与岩石的结构有关，而且还与流体的性质和饱和度有密切关系。一般地说，每一相流体发生渗流时都有一个临界饱和度值，当其饱和度低于其临界饱和度时，不发生渗流，有效相渗透率和相对渗透率为零；饱和度达到临界值时，才能渗流，而且随着饱和度的增加，其有效相渗透率和相对渗透率增加，直至全部被它饱和时，其有效相渗透率等于绝对渗透率，相对渗透率等于1为止。
更多内容请参阅中国石油大学电子教程《石油及天然气地质学》
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储集层的渗透性是指在一定的压差下，岩石允许流体通过其连通孔隙的性质。换言之，渗透性是指岩石对流体的传导性能。由于任何岩石都具有一定的连通孔隙，因此均具有一定的渗透性。通常所谓的渗透性岩石是指在地层条件下，流体能较快地通过其连通孔隙的岩石，如砂岩、砂砾岩、粉砂岩、裂缝灰岩、白云岩等。如果流体通过的速度很慢，通过的数量有限，就称非渗透性岩石，如泥页岩、石膏、岩盐、致密灰岩等。所以，这里所渭的渗透性与非渗透性是相对的。储集层的渗透性决定着油气在其中渗滤的难易程度，它是评价储层产能的主要参数之一。
渗透性好坏用渗透率表示。实验表明，当单相流体通过多孔介质沿孔隙通道呈层状流动时，遵循直线渗透定律。可用达西定律来描述，其简单表达式如下：
式中
K――岩石的渗透率，国际单位 m2、cm2、μm2，或实用单位d、md，其中
1md≈1×10-3μm2；
――为单位时间的体积流量，cm3/s；
为岩样两端压差，MPa；
――液体的粘度，10－3Pa·s；
――液体通过岩石的截面积，cm2；
L――岩样的长度，cm。
自然界储集层孔隙中的油、气和水往往不是呈单相的，而是两相甚至三相同时存在的。各相流体之间存在着互相干扰，因而在多相流体共存时，岩石对其中每一相流体单独渗流作用与该相流体单相存在时的渗流作用有很大区别。为此提出有效相渗透率和相对渗透率的概念。在多相流体共存时，岩石对其中某一相流体的渗透率叫做该相流体的有效相渗透率。油、气、水的有效相渗透率分别用Ko、Kc、Kw表示。相对渗透率是指多相流体共存时某一相流体的有效相渗透率与岩石绝对渗透率之比，通常用Ko/K、Kc/K、Kw/K分别表示油、气、水相的相对渗透率。岩石对某一相流体的有效相渗透率总是小于其绝对渗透率，所以相对渗透率变化在0-1之间。
有效相渗透率和相对渗透率不仅与岩石的结构有关，而且还与流体的性质和饱和度有密切关系。一般地说，每一相流体发生渗流时都有一个临界饱和度值，当其饱和度低于其临界饱和度时，不发生渗流，有效相渗透率和相对渗透率为零；饱和度达到临界值时，才能渗流，而且随着饱和度的增加，其有效相渗透率和相对渗透率增加，直至全部被它饱和时，其有效相渗透率等于绝对渗透率，相对渗透率等于1为止。
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