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【摘要】水井的套管损坏一直是油田开发过程中遇到的地质工程难题，它给油田的正常生产带来严重的危害。本文通过对油田开发过程中，尤其是到油田开发后期，油水井套管发生大面积套损进行分析，总结出与油田生产相关的注水压力、区块压差和浸水域是影响成片套损发生的主要因素，以及油田注水开发后异常地层压力平面分布特征等常见的产生套损的多种类型，为后期对套损的监测、预防打下基础。对各油田的可持续稳产，提高油水井的使用寿命，具有十分重要的意义。
【关键词】断层滑动；注水压力；区块压差；浸水域
1、套损产生的主要因素
在油田开发过程中，不同的油藏类型、不同的开发方式下，套管损坏类型和机理各不相同。结果表明，在相同的工作条件下，交叉断层对套管损坏影响最大，作用范围最广，正断层次之，而逆断层对套管损坏影响最小；断层弹性模量越小，发生在套管上的位移越大，反之，套管上得位移越小；断层倾角越大，发生在套管上的位移越大；随着储层弹性模量的增加，套管上的位移略微减小。
2、油田注水开发后地层压力纵向变化规律
油田在原始状态下，各油层具有统一的压力系统，油层压力随着深度增加而呈线性增加。当油田注水开发以后，油层压力由静止状态变成了相对运动状态。由于层间、平面和层内三大矛盾的存在及相互作用，地层压力在纵向上的分布特征发生了极大的变化，当油层或其局部形成长期注大于采的情况时，致使地层压力有很大的提高，从而形成高压层，甚至是异常高压层；而当油层或其局部形成长期采大于注的情况，地层压力会有很大程度的降低，从而形成欠压层，甚至是异常欠压层；而对于注采平衡或接近平衡的油层，地层压力变化不大，则为正常压力层。高压层、欠压层和正常压力层交替出现，就会在纵向上形成高压层、欠压层和正常压力层相间存在的状况，从而在纵向上构成典型的多压力层系剖面。
3、油田注水开发后异常地层压力平面分布特征
3.1 岩性高压区
岩性高压区是指因岩性因素而形成的异常高压层在平面上的分布。这些油田的共同特点是仅发育单一油层组，其砂体规模比较小，砂岩的渗透率低，一般小于98.7×10-3μm2。在主力油层发育差的井区，因主力油层吸水厚度降低，所以就增加了岩性尖灭层、差油层等易形成异常高压小层的吸水强度，形成蹩压层，从而使注水井套管在蹩压层位发生套变。注水井套损后被迫采取笼统注水，使层间矛盾进一步加剧，从而形成以套损注水井为核心，以各类蹩压小层在平面上的叠加面积为分布范围的岩性异常高压区。这类高压区具有以下特点：
（1）纵向上钻遇岩性蹩压层；（2）主力油层发育差或主力油层砂岩厚度不足油田平均厚度的50%；（3）压力源—注水井静压梯度一般高于17.0 KPa/m；（4）注水井多在高压异常层位发生套变。
3.2 套损高压区
套损高压区是指油田某一开发区块由于受油田开发中三大矛盾以及其它一些因素的影响，使油水井套管发生成片损坏，形成套损区。套损区内的套损注水井不能分层注水，而套损采油井则不能正常采油，严重的被迫关井停产，使层间、层内及平面三大矛盾进一步加剧，从而形成异常高压区。
3.3断层—注水井三角高压区
油田的断层走向与注水井排相交形成锐角区，当该三角区位于断层上升盘时，使注水井水驱面积减少，形成注大于采的状况，从而形成高压区。如果该三角区顶部采油井因套损，高含水等原因关井，则使注采不平衡进一步加剧，形成异常高压区。
3.4 油井高含水关井高压区
在油田开发过程中，采油井高含水后，往往采取机械、化学方法对高含水层位进行堵水，如果堵水无效，一般采取采油井关井停产的措施。而此时注水井则继续注水，使注采失衡，形成只注不采的状况。因此，在高含水关井采油井附近形成异常高压区。
3.5 断层附近采油井成片套损关井异常高压区
油田注水开发后，在某些大断层两侧地层压力产生差异后，使断层附近的采油井成片套损关井，在断层附近形成死油区，随着相应注水井的继续注水，从而形成异常高压区。
3.6 采油井成片堵水异常高压区
长期注水开发造成基础井网（主要是开采渗透性好、厚度大（>1.0 m）的油层）主力油层水淹，采油井高含水。为降低油井含水，一般对这样的高含水、水洗油层采取机械或化学方式封堵，而此时如果注水井继续注水，则使这些堵水层压力迅速升高，如果采油井成片堵水，并且堵水层位一致性较好，那么在堵水区域则形成异常高压区。
3.7 浅层异常高压区
由于固井质量或套管损坏等因素，使注入水窜入浅部的非开采地层，从而形成只注不采的状况，在具备构造或岩性压力封闭条件的情况下形成浅层异常高压区。
3.8 部分油页岩标准层异常高压区
油田早期注水开发时，早期的固井技术使有些井固井质量得不到充分保证，造成层间混窜，尤其是标准层进水，使油水井发生套损，注水井套损后因不能及时发现等原因而继续注水，使部分油页岩在形成浸水域的同时，形成很高的地层孔隙压力。
3.9 油气上窜泥岩高压区
此类高压区仅在葡萄花油田北部发现。由于葡萄花油田油层隔层存在原生裂隙，因此在高压注水条件下，某些原生裂隙使隔层的作用丧失，高压油气在异常高压部位上沿裂隙窜至油层顶部并继续上窜至泥岩部位，形成油气上窜泥岩高压区。
4、结束语
（1）与油田生产相关的注水压力、区块压差和浸水域是影响成片套损发生的主要因素。
（2）油田注水开发后层内、平面和层间三大矛盾的存在是地层压力发生变化的根本原因。
（3）油田注水开发后，在纵向上形成高压层、欠压层和正常压力层相间存在构成典型的多压力层系剖面，在平面上形成异常欠压区和异常高压区，根据异常地层压力的成因和分布特征，可以划分出10种类型的异常高压区。
（4）异常压力分布特征的研究，对钻井作业和油田开发具有十分重要的意义。
【关键词】断层滑动；注水压力；区块压差；浸水域
1、套损产生的主要因素
在油田开发过程中，不同的油藏类型、不同的开发方式下，套管损坏类型和机理各不相同。结果表明，在相同的工作条件下，交叉断层对套管损坏影响最大，作用范围最广，正断层次之，而逆断层对套管损坏影响最小；断层弹性模量越小，发生在套管上的位移越大，反之，套管上得位移越小；断层倾角越大，发生在套管上的位移越大；随着储层弹性模量的增加，套管上的位移略微减小。
2、油田注水开发后地层压力纵向变化规律
油田在原始状态下，各油层具有统一的压力系统，油层压力随着深度增加而呈线性增加。当油田注水开发以后，油层压力由静止状态变成了相对运动状态。由于层间、平面和层内三大矛盾的存在及相互作用，地层压力在纵向上的分布特征发生了极大的变化，当油层或其局部形成长期注大于采的情况时，致使地层压力有很大的提高，从而形成高压层，甚至是异常高压层；而当油层或其局部形成长期采大于注的情况，地层压力会有很大程度的降低，从而形成欠压层，甚至是异常欠压层；而对于注采平衡或接近平衡的油层，地层压力变化不大，则为正常压力层。高压层、欠压层和正常压力层交替出现，就会在纵向上形成高压层、欠压层和正常压力层相间存在的状况，从而在纵向上构成典型的多压力层系剖面。
3、油田注水开发后异常地层压力平面分布特征
3.1 岩性高压区
岩性高压区是指因岩性因素而形成的异常高压层在平面上的分布。这些油田的共同特点是仅发育单一油层组，其砂体规模比较小，砂岩的渗透率低，一般小于98.7×10-3μm2。在主力油层发育差的井区，因主力油层吸水厚度降低，所以就增加了岩性尖灭层、差油层等易形成异常高压小层的吸水强度，形成蹩压层，从而使注水井套管在蹩压层位发生套变。注水井套损后被迫采取笼统注水，使层间矛盾进一步加剧，从而形成以套损注水井为核心，以各类蹩压小层在平面上的叠加面积为分布范围的岩性异常高压区。这类高压区具有以下特点：
（1）纵向上钻遇岩性蹩压层；（2）主力油层发育差或主力油层砂岩厚度不足油田平均厚度的50%；（3）压力源—注水井静压梯度一般高于17.0 KPa/m；（4）注水井多在高压异常层位发生套变。
3.2 套损高压区
套损高压区是指油田某一开发区块由于受油田开发中三大矛盾以及其它一些因素的影响，使油水井套管发生成片损坏，形成套损区。套损区内的套损注水井不能分层注水，而套损采油井则不能正常采油，严重的被迫关井停产，使层间、层内及平面三大矛盾进一步加剧，从而形成异常高压区。
3.3断层—注水井三角高压区
油田的断层走向与注水井排相交形成锐角区，当该三角区位于断层上升盘时，使注水井水驱面积减少，形成注大于采的状况，从而形成高压区。如果该三角区顶部采油井因套损，高含水等原因关井，则使注采不平衡进一步加剧，形成异常高压区。
3.4 油井高含水关井高压区
在油田开发过程中，采油井高含水后，往往采取机械、化学方法对高含水层位进行堵水，如果堵水无效，一般采取采油井关井停产的措施。而此时注水井则继续注水，使注采失衡，形成只注不采的状况。因此，在高含水关井采油井附近形成异常高压区。
3.5 断层附近采油井成片套损关井异常高压区
油田注水开发后，在某些大断层两侧地层压力产生差异后，使断层附近的采油井成片套损关井，在断层附近形成死油区，随着相应注水井的继续注水，从而形成异常高压区。
3.6 采油井成片堵水异常高压区
长期注水开发造成基础井网（主要是开采渗透性好、厚度大（>1.0 m）的油层）主力油层水淹，采油井高含水。为降低油井含水，一般对这样的高含水、水洗油层采取机械或化学方式封堵，而此时如果注水井继续注水，则使这些堵水层压力迅速升高，如果采油井成片堵水，并且堵水层位一致性较好，那么在堵水区域则形成异常高压区。
3.7 浅层异常高压区
由于固井质量或套管损坏等因素，使注入水窜入浅部的非开采地层，从而形成只注不采的状况，在具备构造或岩性压力封闭条件的情况下形成浅层异常高压区。
3.8 部分油页岩标准层异常高压区
油田早期注水开发时，早期的固井技术使有些井固井质量得不到充分保证，造成层间混窜，尤其是标准层进水，使油水井发生套损，注水井套损后因不能及时发现等原因而继续注水，使部分油页岩在形成浸水域的同时，形成很高的地层孔隙压力。
3.9 油气上窜泥岩高压区
此类高压区仅在葡萄花油田北部发现。由于葡萄花油田油层隔层存在原生裂隙，因此在高压注水条件下，某些原生裂隙使隔层的作用丧失，高压油气在异常高压部位上沿裂隙窜至油层顶部并继续上窜至泥岩部位，形成油气上窜泥岩高压区。
4、结束语
（1）与油田生产相关的注水压力、区块压差和浸水域是影响成片套损发生的主要因素。
（2）油田注水开发后层内、平面和层间三大矛盾的存在是地层压力发生变化的根本原因。
（3）油田注水开发后，在纵向上形成高压层、欠压层和正常压力层相间存在构成典型的多压力层系剖面，在平面上形成异常欠压区和异常高压区，根据异常地层压力的成因和分布特征，可以划分出10种类型的异常高压区。
（4）异常压力分布特征的研究，对钻井作业和油田开发具有十分重要的意义。