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油田油水井套损机理及影响因素研究

内蒙古石油化工 2022年第12期48卷 108-110页

作者：田瑞李舜昱杨帆高晨轩长庆油田分公司第五采油厂冯地坑采油作业区陕西定边718615 长庆油田分公司第十一采油厂方山采油作业区甘肃镇原744512 长庆油田分公司第五采油厂工艺研究所陕西定边718615

针对油田油水井套损问题,本次研究首先对油田油水井套损的机理进行研究,在此基础上,对套损问题的影响因素进行总结分析,为降低套损问题出现概率奠定基础。研究表明:套管损坏一般都是由于多种因素叠加所引起,单一因素引起的套管损伤问题... 详细信息

针对油田油水井套损问题,本次研究首先对油田油水井套损的机理进行研究,在此基础上,对套损问题的影响因素进行总结分析,为降低套损问题出现概率奠定基础。研究表明:套管损坏一般都是由于多种因素叠加所引起,单一因素引起的套管损伤问题相对较少,在出现套管损伤问题以后,油水井将无法正常生产作业,同时,对油水井进行维修的难度较大,工程量相对较多,能源的开采成本将会大幅提升,还可能间接导致能源产量降低;在地质方面,泥岩蠕变、产层出砂以及岩层滑动等是引起套管损伤问题的主要原因,在工程方面,固井质量、射孔因素以及注水因素属于套管损伤问题的主要原因,如果套管受到的腐蚀作用相对较大,套管出现损伤问题的概率也将会大幅提升。

关键词：油水井套损机理影响因素地质环境工程因素腐蚀因素

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应用流固耦合理论研究套损机理

西安石油大学学报（自然科学版） 2007年第2期22卷 129-132页

作者：刘性全徐海毕传萍刘绍轩浙江大学地球科学系浙江杭州310027 大庆石油管理局通信分公司龙南通信站黑龙江大庆163712 大庆油田第二采油厂地质大队黑龙江大庆163712

根据油藏渗流与变形耦合作用理论,应用三维有限元模拟软件,对注水井泄压过程中井底套管内流体压力与地层中孔隙压力巨大压差导致套管外载的增加进行计算模拟.以实测岩石和套管强度参数为依据,采用调整地层压力、渗透率、有效厚度等条件... 详细信息

根据油藏渗流与变形耦合作用理论,应用三维有限元模拟软件,对注水井泄压过程中井底套管内流体压力与地层中孔隙压力巨大压差导致套管外载的增加进行计算模拟.以实测岩石和套管强度参数为依据,采用调整地层压力、渗透率、有效厚度等条件,对不同泄压速度产生的压力变化规律进行了研究.研究结果表明,在其他地层条件都相同的条件下,渗透率越低,放喷相同流量时套管承受的挤压力越大;压差越大,套管承受的挤压力越大.由泄压与套管挤压力关系图版可以确定注水井作业、测试、洗井等过程中的允许泄压速度界限,控制该界限能防止套管损坏.

关键词：流固耦合套损机理注采压差界限

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套损机理数值模拟研究

套损机理数值模拟研究

作者：邹平大庆石油大学

学位级别：硕士

本文对国内外的油水井套损及套损机理研究情况进行了调研,了解到在油田开发过程中,随着生产时间的延长和各种开发方案的不断实施,特别是注水、注聚等方案的实施,使油水井套管工作环境日益恶化。套管损坏已经成为一个国际性的普遍问题,... 详细信息

本文对国内外的油水井套损及套损机理研究情况进行了调研,了解到在油田开发过程中,随着生产时间的延长和各种开发方案的不断实施,特别是注水、注聚等方案的实施,使油水井套管工作环境日益恶化。套管损坏已经成为一个国际性的普遍问题,并且套损速度有逐年上升的趋势。各大油田的累计套损比例低则百分之几,高则百分之二、三十,在某些局部区域内套损比例甚至高达百分之七、八十。截至2005年12月底,大庆油田发现套管问题井累积已达11188口,占已投产油水井的18.54%,平均每投产6口井就有1口损坏。多年以来,国内外油田、科研机构和高等院校在套损机理研究方面做了大量工作,研究总结出多项套损机理成果。例如地层沉降学说:石油大量采出,地下出现亏空,引起该地区较强的构造运动,造成油水井成片错断。泥岩膨胀学说:注入水沿微裂缝浸入泥岩层,使泥岩层发生蠕变,形成成片套损。但是这些机理研究多从定性和局部、单项技术角度开展的,在指导和解决油田套损问题上还远远不能满足油田需要,套管损坏呈现进一步加剧的趋势。为了能深化套管损坏机理和防护措施的研究,从全局、系统上考虑,进行流、固耦和的定量和数值模拟研究,将为从根本上解决套损防护问题提供理论依据。本文涉及到的学科有:岩石力学、渗流力学、弹塑性力学、油层物理、非线性有限元分析等,同时还需研究岩石的本构关系等,对套损机理数值模拟研究具有深刻的理论意义。本文通过对流固耦合作用、注采、作业、地质情况等主要因素对套损影响,建立数学模型,研究了饱和两相渗流与孔隙介质变形耦合理论,推导出了有效的求解格式,实现了该理论方程从理论研究到工程应用的突破。在此基础上,编制套损机理数值模拟分析软件,并对软件的正确性做了充分、细致的验证。本文通过对大庆采油一厂北一区断东中块某典型区块(包含27口井,9口水井和18口油井)进行了注采的历史拟合,计算套损井数与实际套损井数符合率达到83.3%。通过计算得出,水井提高注水压力1 MPa,套管Mises应力增加17～35 MPa;套管所受Mises应力达300 MPa情况就可能发生套损。油、水井提高或降低压力后套管所受应力随之发生相应变化。油水井套管所受Mises应力与本井的井底压力密切相关。本文首次提出并在研究中应用改进的组合网格法,这一先进技术的应用使得在微机上实现大规模的分析计算成为可能,计算的北一区断东中块的网格总数达到670,134,节点数713,416,软件还可以计算更多。

关键词：套损机理数值模拟有限元组合网格法

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江苏油田油水井套损机理与对策分析

钻采工艺 2006年第3期29卷 66-68页

作者：徐大树肖宝军陈云亮江苏石油勘探局井下作业处

针对JS油田套管状况逐渐变差,套损井数量呈上升趋势的现状,综合分析了JS油田油水井套损机理;针对JS油田油水井套管现状阐述油水井套管综合保护的措施,并对JS油田套损井修复技术进行了分析及实践,提高了油水井利用率,取得了明显的经济效... 详细信息

针对JS油田套管状况逐渐变差,套损井数量呈上升趋势的现状,综合分析了JS油田油水井套损机理;针对JS油田油水井套管现状阐述油水井套管综合保护的措施,并对JS油田套损井修复技术进行了分析及实践,提高了油水井利用率,取得了明显的经济效益和社会效益,同时针对油田开发中后期套损井综合治理提出一些有建设性建议。

关键词：小断块油气藏套损机理套管保护套管修复技术

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大港港东油田套损机理及预防措施研究

钻采工艺 2011年第4期34卷 66-69,6页

作者：任丽华王凤祥林莉莉胡石锋刘建东王德兰大港油田公司采油工艺研究院中国石油勘探开发研究院大港油田工程建设有限公司

大港港东油田1965年投入开发,目前处于开采的中后期阶段,随着开发时间的延长,套损套变现象日益严重,部分油水井因套变而停产或带病生产,造成了该油田固定资产和资源的双重浪费,影响了注采井网的完善和油田的高效开发。文中通过对港东油... 详细信息

大港港东油田1965年投入开发,目前处于开采的中后期阶段,随着开发时间的延长,套损套变现象日益严重,部分油水井因套变而停产或带病生产,造成了该油田固定资产和资源的双重浪费,影响了注采井网的完善和油田的高效开发。文中通过对港东油田套损基本特征、地质模式、工程因素、开发因素、力学机理等几方面的机理研究,得出了港东油田套损的主控因素是泥岩水化的新认识,并提出了具体的切实可行的套损预防措施。指导了该油田在套损预防方面的研究,其研究成果已用于港东油田稳产工程方案的编制,对该油田实现稳产增产、高效开发具有积极的促进作用。

关键词：套损机理预防对策地质模式工程因素

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港西出砂油藏套损机理及预防对策研究

钻采工艺 2019年第1期42卷 28-30,I0003页

作者：唐庆步宏光饶富培梁新欣林莉莉李文娟中国石油大港油田公司采油工艺研究院

通过对港西油田出砂套损井基础资料的调研,系统梳理了出砂套损井的各项工程和开发数据,在阐述出砂套损的力学机理基础上,结合目前该油田的开发工艺及措施,对出砂套损预防技术对策进行了研究,提出了优先采用先期防砂措施,对于因工程和油... 详细信息

通过对港西油田出砂套损井基础资料的调研,系统梳理了出砂套损井的各项工程和开发数据,在阐述出砂套损的力学机理基础上,结合目前该油田的开发工艺及措施,对出砂套损预防技术对策进行了研究,提出了优先采用先期防砂措施,对于因工程和油藏无法实施先期防砂的井,应采取优化射孔参数、增加套管壁厚以及合理控制生产压差等系列配套措施,将有效指导疏松砂岩油藏套损预防工作的开展,降低此类油藏的套损率,延长油水井的寿命,提高该油田的开发效果。

关键词：出砂油藏先期防砂射孔参数套损机理预防对策

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浅部地层泥岩蠕变套损机理研究

浅部地层泥岩蠕变套损机理研究

作者：李梅东北石油大学

学位级别：硕士

我国各大油田套管损坏均比较严重,据2018年统计,新疆油田六中区套管损坏井占56.55%,且套损都发生在浅部地层。套损严重影响了油气的生产,造成井网破坏,油井减产、停产,甚至弃井,给油田的开采造成了巨大的损失。因此针对该研究区套管损... 详细信息

我国各大油田套管损坏均比较严重,据2018年统计,新疆油田六中区套管损坏井占56.55%,且套损都发生在浅部地层。套损严重影响了油气的生产,造成井网破坏,油井减产、停产,甚至弃井,给油田的开采造成了巨大的损失。因此针对该研究区套管损坏十分严重的问题,收集并统计了该区块的100口井,明确了套损的主控因素,并在有限元及相关力学理论研究的基础上,采用理论与数值模拟相结合的方法对套损机理进行研究,从而揭示新疆油田六中区套损规律,这将对有效预防新疆油田六中区套损、减少每年修复套损井的投入、延长油水井工作年限具有重大的意义。本文通过对该研究区基本情况的统计分析,以传统的泥岩蠕变模型为基础,通过添加含水率改进传统的蠕变模型,使得模型能更好的描述地层含水率的变化对于泥岩物理性质以及流变性的影响。其次,建立套管-水泥环-地层组合体的弹塑性有限元力学模型,对不同地层含水率下的套损机理进行有限元模拟研究,为复杂地层套管破坏机理研究提供了简便、可行的方法。具体研究成果如下:(1)对该研究区套损的地质概况、套损类型和套损影响因素分析之后,得出造成该研究区套管损坏的主要因素为不均匀地应力和泥岩蠕变,其次后期固井质量的不合格更加剧了套管的损坏。(2)首先对该研究区泥岩蠕变试验曲线进行分析,并对传统的Burger模型蠕变参数进行拟合,发现传统的Burger蠕变模型与泥岩真实的蠕变试验曲线拟合效果不好,进而改进传统的Burger蠕变模型,并对改进后的Burger模型进行验证。从验证的结果来看,改进后的Burger模型较传统的模型拟合效果好,可以用于该研究区泥岩蠕变特性的研究。最后利用改进后的Burger模型对该研究区套管外挤力进行计算,得出在非均匀地应力作用下,粘弹性岩层和套管相互作用后外挤力随时间改变的表达式。(3)建立砂泥岩夹层三维有限元模型,模拟了不同注水压力和不同壁厚下套管的等效应力。研究结果表明,套管大多在砂泥岩交界面出现应力突变的剪切破坏,并且增加壁厚对防控砂泥岩层的套损效果不明显,而提升钢级,比如将J55型钢级换成P110钢级可以有效的防控该泥岩段套管的破坏。(4)建立泥岩段二维有限元模型,综合分析了固井质量好和固井质量差时套管在地层不同含水率的受力情况,研究结果显示,在固井质量差时,套管内的应力随地层含水率的增大而加速增大,并且套管发生屈服时地层的含水量要远远小于固井质量好时地层的含水量,所以固井质量差在一定程度上加剧了套管的损坏。(5)通过对该研究区套损机理的综合分析研究,同时结合该研究区的套损情况,给出相应的预防措施和修复措施。

关键词：套损机理泥岩蠕变含水率有限元

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张天渠油田套损井套损机理及治理技术研究

张天渠油田套损井套损机理及治理技术研究

作者：寿翔长江大学

学位级别：硕士

油田油水井的套管损坏通常简称为套损,是指油田开发过程中由于遭受外力作用和腐蚀,采油井及注入井的套管发生塑性变形、破裂或腐蚀减薄至穿孔破裂的一种现象。国内外的很多油水井都存在严重的套管损坏现象,并且有的非常严重,使得油田产... 详细信息

油田油水井的套管损坏通常简称为套损,是指油田开发过程中由于遭受外力作用和腐蚀,采油井及注入井的套管发生塑性变形、破裂或腐蚀减薄至穿孔破裂的一种现象。国内外的很多油水井都存在严重的套管损坏现象,并且有的非常严重,使得油田产量下降甚至直接导致油水井报废。随着油气田开发时间的延长,华北分公司张天渠油田出现了大量的套管损坏井,目前已发现套损井33口,占全厂井数的近60%,平均套损年限仅为9.9年,严重影响了油田的正常生产。本论文调研分析了张天渠油田套损井现状及治理技术特点,开发了套损井数据库管理软件,录入了张天渠油田套损井的信息,完成了套损信息数据库的建设,实现了套损井基本信息的录入、编辑管理、查询、统计分析等功能,满足了实际生产和科研的需要,为科研人员对套损信息进行有效的管理和研究提供了便利,同时能够为今后制定套损井治理、预防技术方案提供有效的参考,为下一步研究套损因素的机理提供数据支撑和依据。本论文确定腐蚀是导致张天渠油田套损的主要原因,并进一步确定了油田套管腐蚀环境的特点,结果表明,张天渠油田套管处在中等偏严重的CO2气体的腐蚀环境中,通过对腐蚀因素机理的研究确定了套管的腐蚀速率受到地层水矿化度、温度、CO2分压等因素的影响。设计了室内CO2动态腐蚀实验和油田现场挂片实验,通过实验测定了不同条件下不同材质挂片腐蚀速率,明确了CO2分压、温度、矿化度、反应时间等因素对挂片腐蚀速率的影响。在此基础之上通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等技术手段分析了腐蚀产物膜的微观形貌、微观结构以及产物膜的物相组成,掌握了井下不同腐蚀因素对不同井深套管腐蚀机理及影响因素,得到了井下套管腐蚀规律。通过室内实验对SY-10、TD-WD-2、HGC-N、HGC-CA、超细水泥五种化学堵剂的配浆和封堵性能的评价,优选出来HGC-N与HGC-CA两种堵剂,并使用其进行了4口井的现场堵漏试验,工艺成功率100%,截至2012年7月3日最长有效期246天,累计增油619.1t,降水7928.1m3,取得了良好的增油降水效果,表明化学堵漏技术适合于张天渠油田套漏井的治理,提高了油田的经济效益。

关键词：张天渠油田套损机理数据库腐蚀套损治理 SEM XRD

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江苏油田套损机理与对策分析

江苏油田套损机理与对策分析

作者：徐大树中国石油大学

学位级别：硕士

江苏油田自二十世纪七十年代初投入开发以来,截止到2005年底,累计油水井套变井为189口,严重制约了油田的发展。针对江苏油田套管状况逐渐变差,套损井数量呈上升趋势的现状,通过对油田岩石力学特性进行测试,分析了含水量对岩石特性的影响... 详细信息

江苏油田自二十世纪七十年代初投入开发以来,截止到2005年底,累计油水井套变井为189口,严重制约了油田的发展。针对江苏油田套管状况逐渐变差,套损井数量呈上升趋势的现状,通过对油田岩石力学特性进行测试,分析了含水量对岩石特性的影响,并对泥岩膨胀、泥岩蠕变特性进行研究,确定了岩石弹性模量、泊松比、内摩擦角等与含水量的关系。从地应力变化、水泥环性能、射孔因素、孔隙压力、地层蠕变、套管载荷变化、腐蚀、施工质量等因素分析了套管损坏机理。完善了井温同位素组合测井、方位井径测井、多臂井径成像、电磁探伤等为主的井况与套管损坏检测技术。完善了钻井、固井、射孔、应用防腐技术、优化压裂酸化设计及生产过程中的套损预防与保护技术,形成了以机械整形、可取式桥塞挤灰、取套换套工艺、小套管悬挂、套管内侧钻为主的套管损坏修复技术,分析了套损井最佳修复时期及修井策略。通过现场应用与研究,该油田部分套损井及时恢复了产能,有效遏制套损井数的增长趋势,形成了预防为主,研、防、治并举套损井治理技术体系。

关键词：套损机理套管保护套管修复综合防治