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【摘要】套损井的大量出现，给油田长期稳产带来了极大影响。通过分析青海油田套损井的分布区域、井型、形态等方面，研究套损现象发生的特征规律，分析青海油田套管损坏的主要影响因素，针对性的提出了预防套管损坏的有效措施，为今后的综合治理提供了建议。
【关键词】套管损坏 因素分析 预防措施
油气田井下油套管损伤（包括电化学腐蚀及机械损伤等）是油气勘探、开发中最为普遍的现象，油套管损伤会给油气生产、环境保护等造成极大的影响。从近几年的测井情况来看，青海油田各个油区普遍存在套管损坏的现象。在油套管损伤失效之前，及时发现和评价井下油套管损伤的程度，并采取行之有效的修套作业是降低油气勘探开发成本的常用办法。
1 青海油田套管损坏状况分析
1.1 套损井的区域分布
根据套损测井资料统计分析，套损井主要集中在尕斯N1-N21，花土沟，跃进二号等地区（如图1所示）。
青海油田套损井每年约增加30口左右，其中尕斯N1-N21、花土沟、跃进二号等油田，由于注水时间较长，是套损发生的重灾区，这三个地区所测的套损井数占青海油田所测套损井总数的59.6%。
1.2 套管损坏的时间分布
2009年开始青海油田套损井数量逐年增多，2010年、2011年有65口，2012年达到89口井。套损井主要集中在2010年至2012年这段时间，在此期间油田大规模的提高了单井的注水量和注水压力，这段时间的套损井占全部套损井的68.4%。
1.3 套管损坏的井型
青海油田目前已测的套损井中，水井占70%以上，油井比重不足30%，主要地区的套损井占各自井型的比例油井明显低于水井，尕斯地区，跃进二号和花土沟地区水井套损比重远高于油井，而水井中套损井占各自井型的比率水井也远大于油井。这些地区水井和油井发生套管损坏的趋势基本一致，反映了长期注水导致套管周围地应力集中引起套损的特点。
1.4 套管损坏的主要形态及套损层段
青海油田的套损井主要表现为套管变形，（如图2所示）套管变形占总井数的75.23%，其中弯曲变形占67.2%，缩径变形占8.03%；出现套管漏失的占总井数的5.9%，套管错断占2.5%，穿孔漏失占3.4%；出现套管腐蚀的占9.91%。
在井深剖面上，套损部位主要在层间交界处、泥岩层段、射孔层段等位置。统计分析，这些部位的套损占到了全部套损位置的95%以上。
在平面上，钻遇断层的井和断层两侧的井以及在构造倾角较大的翼部区域和构造高点处的井套损率较高，如尕斯中浅层上盘北区以及2号断层附近存在区域套损现象。
2 套管损坏因素分析
2.1 地层因素
主要包括构造应力，注水引起层间滑动蛹变，地下高温导致地层塑性流动，注水后引起应力发生变化和及断层活动等。
（1）盐膏层发育井段，盐膏层在地下高温、高压以及外界压力波动较大的条件下，发生塑性流动，形成对套管的外挤压力。这种外挤压力，经固体介质传到内层套管外壁上导致套管变形或破坏。
（2）断层区间套管受非均质力作用导致套管变形损坏。
（3）注水开发过程中，高压注入水侵入到泥岩层段里，引起泥岩膨胀，对套管构成挤压；当高压水侵入断层时，断层侧面被“润滑”发生侧移，对套管产生剪切力，使套管遭到破坏。
2.2 井身影响因素
主要包括井身设计不合理，井身的井斜度超标，钻井过程中的套管磨损，套管质量不合格，套管丝扣密封不严，连接不牢靠，固井质量差等因素。2.3 注水影响因素
随着注水压力的升高，油层孔隙压力也随之升高，在一定条件下也会引起套管变形。
（1）油田注水开发后，随着注水压力的升高，油层孔隙中的压力也相应的升高，当空隙中液体压力等于岩石承受的垂向应力时，岩石的剪切强度变得很小，受外力易剪切破碎，套管被推挤变形。
（2）注水使泥岩体积膨胀，产生体积力。跃进二号地区是此类因素影响套损的典型。该地区泥岩的成分主要是蒙脱石，蒙脱石遇水体积膨胀，对套管形成挤压力。在非射孔段，泥岩吸水膨胀的体积力没有释放之处才有可能将套管挤压变形。
2.4 作业影响因素
射孔、压裂、酸化等井下作业施工不当会对套管造成直接或间接的损坏。压裂对套管的影响主要表现在：改造低渗透油层时，采取了大型的压裂措施，当压裂液对套管内外壁压力不均衡，且两个压力差大于套管的抗挤压负荷时，就会发生套管损坏。
2.5 其他影响因素
青海油田局部地区还存在一些代表性的导致套管损坏的因素类型。例如跃进二号地区套管的腐蚀结垢现象比较严重，该地区地层水矿化度高，腐蚀性强，易造成套管的穿孔，破漏。
3 套管损坏的预防措施
（1）选用合理的套管，优化套管结构，在易引起套损的井段，如射孔、断层附近等选用高强度的厚壁套管。
（2）搞好下井套管的校验：套管下井前要对其管体、螺纹和强度进行检验。
（3）在注水开发的区块要防止注入水进入泥岩层段，改变泥岩的应力状态、力学性质，使泥岩产生膨胀和位移，对套管造成挤压，引起套损。
（4）在注水井早期注防膨剂，注水开发油田为避免注入水进入泥岩后引起套管变形，在注水井的早期注水中注入防膨剂，可以有效的控制泥岩膨胀，防止套管变形。
（5）压裂改造时防止裂缝串入泥岩层，压裂改造油层时，采用支撑剂控制裂缝高度上串，防止裂缝串入泥岩层，在防止泥岩吸水膨胀的同时也减小了套管损坏发生的几率。
（6）在油套环形空间内加入缓蚀剂，可在套管的表面形成一种致密的薄膜，隔绝腐蚀介质与套管接触，有效的防止腐蚀。
4 结论
（1）套损现象在各个油区具有普遍性。纵向上，套损部位主要在层间交界处、泥岩层段、射孔层段附近以及出砂层位等位置；平面上，断层两侧的井以及在构造倾角较大的翼部区域和构造高点处的井套损率较高。
（2）导致套管损坏的原因是多方面的，包括地层、井身、材质、注水、作业等多个因素。其中主要原因一是注水后泥岩吸水膨胀，井筒周围地层应力作用集中在套管上，使套管受挤压发生变形；二是注水使地层滑移而使套管受地层剪切应力，致使套管曲或发生错断。
（3）加大对预防措施技术的应用，优化套管的结构设计；注水方面，控制注水压力，使其小于地层的破裂压力；注水早期需注入适量的防膨剂、油套空间注入缓蚀剂、对压裂施工设计进行优化等。
参考文献
[1] 黄毓林，戴祖福.套管腐蚀的预防及治理工艺技术[J].石油钻采工艺，1995，（02）
[2] 张光普，陈继明，张效羽，董事尔，李学忠，刘积松，孙建华，孟令祥.我国油田套管损坏的原因探讨[J].石油钻采工艺，1996，（05）
[3] 毛克伟，史茂成.油气井套管腐蚀原因与防腐措施[J].石油钻探技术，1996，（01）
作者简介
孙超，男，2009年毕业于西南石油大学资源勘查工程专业，现就职于青海油田测试公司资料解释中心，主要从事生产测井解释工作。
【关键词】套管损坏 因素分析 预防措施
油气田井下油套管损伤（包括电化学腐蚀及机械损伤等）是油气勘探、开发中最为普遍的现象，油套管损伤会给油气生产、环境保护等造成极大的影响。从近几年的测井情况来看，青海油田各个油区普遍存在套管损坏的现象。在油套管损伤失效之前，及时发现和评价井下油套管损伤的程度，并采取行之有效的修套作业是降低油气勘探开发成本的常用办法。
1 青海油田套管损坏状况分析
1.1 套损井的区域分布
根据套损测井资料统计分析，套损井主要集中在尕斯N1-N21，花土沟，跃进二号等地区（如图1所示）。
青海油田套损井每年约增加30口左右，其中尕斯N1-N21、花土沟、跃进二号等油田，由于注水时间较长，是套损发生的重灾区，这三个地区所测的套损井数占青海油田所测套损井总数的59.6%。
1.2 套管损坏的时间分布
2009年开始青海油田套损井数量逐年增多，2010年、2011年有65口，2012年达到89口井。套损井主要集中在2010年至2012年这段时间，在此期间油田大规模的提高了单井的注水量和注水压力，这段时间的套损井占全部套损井的68.4%。
1.3 套管损坏的井型
青海油田目前已测的套损井中，水井占70%以上，油井比重不足30%，主要地区的套损井占各自井型的比例油井明显低于水井，尕斯地区，跃进二号和花土沟地区水井套损比重远高于油井，而水井中套损井占各自井型的比率水井也远大于油井。这些地区水井和油井发生套管损坏的趋势基本一致，反映了长期注水导致套管周围地应力集中引起套损的特点。
1.4 套管损坏的主要形态及套损层段
青海油田的套损井主要表现为套管变形，（如图2所示）套管变形占总井数的75.23%，其中弯曲变形占67.2%，缩径变形占8.03%；出现套管漏失的占总井数的5.9%，套管错断占2.5%，穿孔漏失占3.4%；出现套管腐蚀的占9.91%。
在井深剖面上，套损部位主要在层间交界处、泥岩层段、射孔层段等位置。统计分析，这些部位的套损占到了全部套损位置的95%以上。
在平面上，钻遇断层的井和断层两侧的井以及在构造倾角较大的翼部区域和构造高点处的井套损率较高，如尕斯中浅层上盘北区以及2号断层附近存在区域套损现象。
2 套管损坏因素分析
2.1 地层因素
主要包括构造应力，注水引起层间滑动蛹变，地下高温导致地层塑性流动，注水后引起应力发生变化和及断层活动等。
（1）盐膏层发育井段，盐膏层在地下高温、高压以及外界压力波动较大的条件下，发生塑性流动，形成对套管的外挤压力。这种外挤压力，经固体介质传到内层套管外壁上导致套管变形或破坏。
（2）断层区间套管受非均质力作用导致套管变形损坏。
（3）注水开发过程中，高压注入水侵入到泥岩层段里，引起泥岩膨胀，对套管构成挤压；当高压水侵入断层时，断层侧面被“润滑”发生侧移，对套管产生剪切力，使套管遭到破坏。
2.2 井身影响因素
主要包括井身设计不合理，井身的井斜度超标，钻井过程中的套管磨损，套管质量不合格，套管丝扣密封不严，连接不牢靠，固井质量差等因素。2.3 注水影响因素
随着注水压力的升高，油层孔隙压力也随之升高，在一定条件下也会引起套管变形。
（1）油田注水开发后，随着注水压力的升高，油层孔隙中的压力也相应的升高，当空隙中液体压力等于岩石承受的垂向应力时，岩石的剪切强度变得很小，受外力易剪切破碎，套管被推挤变形。
（2）注水使泥岩体积膨胀，产生体积力。跃进二号地区是此类因素影响套损的典型。该地区泥岩的成分主要是蒙脱石，蒙脱石遇水体积膨胀，对套管形成挤压力。在非射孔段，泥岩吸水膨胀的体积力没有释放之处才有可能将套管挤压变形。
2.4 作业影响因素
射孔、压裂、酸化等井下作业施工不当会对套管造成直接或间接的损坏。压裂对套管的影响主要表现在：改造低渗透油层时，采取了大型的压裂措施，当压裂液对套管内外壁压力不均衡，且两个压力差大于套管的抗挤压负荷时，就会发生套管损坏。
2.5 其他影响因素
青海油田局部地区还存在一些代表性的导致套管损坏的因素类型。例如跃进二号地区套管的腐蚀结垢现象比较严重，该地区地层水矿化度高，腐蚀性强，易造成套管的穿孔，破漏。
3 套管损坏的预防措施
（1）选用合理的套管，优化套管结构，在易引起套损的井段，如射孔、断层附近等选用高强度的厚壁套管。
（2）搞好下井套管的校验：套管下井前要对其管体、螺纹和强度进行检验。
（3）在注水开发的区块要防止注入水进入泥岩层段，改变泥岩的应力状态、力学性质，使泥岩产生膨胀和位移，对套管造成挤压，引起套损。
（4）在注水井早期注防膨剂，注水开发油田为避免注入水进入泥岩后引起套管变形，在注水井的早期注水中注入防膨剂，可以有效的控制泥岩膨胀，防止套管变形。
（5）压裂改造时防止裂缝串入泥岩层，压裂改造油层时，采用支撑剂控制裂缝高度上串，防止裂缝串入泥岩层，在防止泥岩吸水膨胀的同时也减小了套管损坏发生的几率。
（6）在油套环形空间内加入缓蚀剂，可在套管的表面形成一种致密的薄膜，隔绝腐蚀介质与套管接触，有效的防止腐蚀。
4 结论
（1）套损现象在各个油区具有普遍性。纵向上，套损部位主要在层间交界处、泥岩层段、射孔层段附近以及出砂层位等位置；平面上，断层两侧的井以及在构造倾角较大的翼部区域和构造高点处的井套损率较高。
（2）导致套管损坏的原因是多方面的，包括地层、井身、材质、注水、作业等多个因素。其中主要原因一是注水后泥岩吸水膨胀，井筒周围地层应力作用集中在套管上，使套管受挤压发生变形；二是注水使地层滑移而使套管受地层剪切应力，致使套管曲或发生错断。
（3）加大对预防措施技术的应用，优化套管的结构设计；注水方面，控制注水压力，使其小于地层的破裂压力；注水早期需注入适量的防膨剂、油套空间注入缓蚀剂、对压裂施工设计进行优化等。
参考文献
[1] 黄毓林，戴祖福.套管腐蚀的预防及治理工艺技术[J].石油钻采工艺，1995，（02）
[2] 张光普，陈继明，张效羽，董事尔，李学忠，刘积松，孙建华，孟令祥.我国油田套管损坏的原因探讨[J].石油钻采工艺，1996，（05）
[3] 毛克伟，史茂成.油气井套管腐蚀原因与防腐措施[J].石油钻探技术，1996，（01）
作者简介
孙超，男，2009年毕业于西南石油大学资源勘查工程专业，现就职于青海油田测试公司资料解释中心，主要从事生产测井解释工作。