套管損壞講座

1、注水開發(fā)油田套管損壞注水開發(fā)油田套管損壞 機(jī)理及防治措施機(jī)理及防治措施報告人：張報告人：張 士士 誠誠匯匯 報報 內(nèi)內(nèi) 容容 套管損壞形態(tài)套管損壞形態(tài) 套管損壞機(jī)理套管損壞機(jī)理 套管損壞保護(hù)措施套管損壞保護(hù)措施 對套管損壞的認(rèn)識對套管損壞的認(rèn)識 套管損壞預(yù)測方法套管損壞預(yù)測方法一、套管損壞形態(tài)一、套管損壞形態(tài)1、套管變形、套管變形2、套管破裂、套管破裂3、套管錯斷、套管錯斷4、腐蝕穿孔、腐蝕穿孔5、套管密封性破壞、套管密封性破壞套管變形套管變形套管受不均勻外擠力造成橢圓變形示意圖套管受不均勻外擠力造成橢圓變形示意圖套管變形套管變形徑徑 向向 凹凹 陷陷 示示 意意 圖圖套管變形套管變形嚴(yán)重彎曲

2、變形示意圖嚴(yán)重彎曲變形示意圖套管錯斷型套管錯斷型套套 管管 錯錯 斷斷 示示 意意 圖圖套管錯斷型套管錯斷型坍塌型套管錯斷示意圖坍塌型套管錯斷示意圖二、套管損壞機(jī)理二、套管損壞機(jī)理（一）地質(zhì)因素（一）地質(zhì)因素（二）工程因素（二）工程因素（三）腐蝕造成套管損壞（三）腐蝕造成套管損壞1、泥巖吸水蠕變和膨脹造成套管損壞、泥巖吸水蠕變和膨脹造成套管損壞2、油層出砂造成套管損壞、油層出砂造成套管損壞3、巖層滑動造成套管損壞、巖層滑動造成套管損壞4、斷層復(fù)活造成套管損壞、斷層復(fù)活造成套管損壞5、鹽巖蠕變、坍塌和塑性流動引起套管損壞、鹽巖蠕變、坍塌和塑性流動引起套管損壞6、地震活動造成套管損壞、地震活動造成

3、套管損壞7、地層壓實(shí)造成套管損壞、地層壓實(shí)造成套管損壞（一）地質(zhì)因素（一）地質(zhì)因素1、泥巖吸水蠕變和膨脹造成套管損壞、泥巖吸水蠕變和膨脹造成套管損壞 泥巖特點(diǎn)泥巖特點(diǎn)：不穩(wěn)定的巖類，當(dāng)注入水進(jìn)不穩(wěn)定的巖類，當(dāng)注入水進(jìn)入泥巖層后，改變了巖石的力學(xué)性質(zhì)和入泥巖層后，改變了巖石的力學(xué)性質(zhì)和應(yīng)力狀態(tài)，抗剪切強(qiáng)度和內(nèi)摩擦系數(shù)大應(yīng)力狀態(tài)，抗剪切強(qiáng)度和內(nèi)摩擦系數(shù)大幅度降低，使巖石產(chǎn)生變形和位移。幅度降低，使巖石產(chǎn)生變形和位移。 原因原因：泥巖吸水軟化，成巖的膠結(jié)力逐泥巖吸水軟化，成巖的膠結(jié)力逐漸消失，吸水后體積膨脹漸消失，吸水后體積膨脹2.58.5倍（平倍（平均為均為5倍），在非均質(zhì)地應(yīng)力作用下，巖倍），在

4、非均質(zhì)地應(yīng)力作用下，巖石蠕變對套管產(chǎn)生一個非均勻的外擠力，石蠕變對套管產(chǎn)生一個非均勻的外擠力，使套管變形或錯斷。使套管變形或錯斷。泥巖吸水蠕變和膨脹造成套管損壞泥巖吸水蠕變和膨脹造成套管損壞泥巖吸水蠕變和膨脹造成套管損壞泥巖吸水蠕變和膨脹造成套管損壞特特 點(diǎn)點(diǎn) 主要發(fā)生在泥巖段主要發(fā)生在泥巖段 在未射孔段套管橢圓形變形多在未射孔段套管橢圓形變形多 表現(xiàn)為零星井套管損壞（注水井為主）表現(xiàn)為零星井套管損壞（注水井為主）2、油層出砂造成套管損壞、油層出砂造成套管損壞 原因：原因：油層出砂后，在炮眼附近地層形油層出砂后，在炮眼附近地層形成空洞，出砂嚴(yán)重時將會在整個射孔段成空洞，出砂嚴(yán)重時將會在整個射孔

5、段形成空洞或坑道，隨開采強(qiáng)度增加空洞形成空洞或坑道，隨開采強(qiáng)度增加空洞的半徑也增加。而油層上覆地層的壓力的半徑也增加。而油層上覆地層的壓力主要靠油層來承擔(dān)，當(dāng)上覆層壓力大于主要靠油層來承擔(dān)，當(dāng)上覆層壓力大于油層孔隙壓力時，地層應(yīng)力平衡破壞，油層孔隙壓力時，地層應(yīng)力平衡破壞，有相當(dāng)一部分應(yīng)力將轉(zhuǎn)移到套管上，造有相當(dāng)一部分應(yīng)力將轉(zhuǎn)移到套管上，造成套管損壞。成套管損壞。油層出砂造成套管損壞油層出砂造成套管損壞特特 點(diǎn)點(diǎn) 彎曲、變形、錯斷彎曲、變形、錯斷 主要發(fā)生在射孔段（出砂段）或以上的主要發(fā)生在射孔段（出砂段）或以上的地層內(nèi)地層內(nèi) 阿塞拜疆石油研究所研究結(jié)果：阿塞拜疆石油研究所研究結(jié)果： 8080

6、口出砂套損井，其中口出砂套損井，其中4040口在襯管部口在襯管部分、分、3636口在襯管上部，僅有口在襯管上部，僅有4 4口在襯管下口在襯管下部。部。3、巖層滑動造成套管損壞、巖層滑動造成套管損壞 原因：（1）層理發(fā)育的）層理發(fā)育的頁巖層頁巖層浸水后，由于進(jìn)水浸水后，由于進(jìn)水阻力小，很快形成浸水域，在區(qū)塊壓力阻力小，很快形成浸水域，在區(qū)塊壓力差或地層傾角產(chǎn)生的地勢壓差等作用下，差或地層傾角產(chǎn)生的地勢壓差等作用下，巖層巖層成片滑動成片滑動，剪切套管。，剪切套管。（2）注采壓差推動巖層滑移：對低滲透或）注采壓差推動巖層滑移：對低滲透或注水井周圍地層堵塞情況，注采井間壓注水井周圍地層堵塞情況，注采井

7、間壓力差距大，可能會導(dǎo)致局部地層在孔隙力差距大，可能會導(dǎo)致局部地層在孔隙壓力作用下向油井方向滑動，損壞套管。壓力作用下向油井方向滑動，損壞套管。巖層滑動造成套管損壞巖層滑動造成套管損壞特特 點(diǎn)點(diǎn) 套管損壞以剪切錯斷破壞為主套管損壞以剪切錯斷破壞為主 套管損壞成片發(fā)生套管損壞成片發(fā)生 低壓區(qū)的油井比高壓區(qū)更易損壞低壓區(qū)的油井比高壓區(qū)更易損壞 相鄰套損井發(fā)生在同一層相鄰套損井發(fā)生在同一層4、斷層復(fù)活造成套管損壞、斷層復(fù)活造成套管損壞 斷層復(fù)活原因：斷層復(fù)活原因：地層升降、地震、高地層升降、地震、高壓注水壓注水 高壓注水：高壓注水：一方面使地層孔隙壓力提一方面使地層孔隙壓力提高，改變了原始地應(yīng)力場，

8、引起地應(yīng)力高，改變了原始地應(yīng)力場，引起地應(yīng)力不平衡；另一方面注入水進(jìn)入斷層接觸不平衡；另一方面注入水進(jìn)入斷層接觸面，造成接觸面泥化，致使層面膠結(jié)力面，造成接觸面泥化，致使層面膠結(jié)力和內(nèi)摩擦力趨于零，大大降低抗剪切力，和內(nèi)摩擦力趨于零，大大降低抗剪切力，在上下盤壓差或重力作用下，斷層滑動，在上下盤壓差或重力作用下，斷層滑動，剪擠套管。剪擠套管。斷層復(fù)活造成套管損壞斷層復(fù)活造成套管損壞特特 點(diǎn)點(diǎn) 斷層一旦復(fù)活，斷層附近的井將出斷層一旦復(fù)活，斷層附近的井將出現(xiàn)成片套管損壞，而且損壞程度嚴(yán)現(xiàn)成片套管損壞，而且損壞程度嚴(yán)重；重； 一般以錯斷、坍塌為主一般以錯斷、坍塌為主 套管損壞位置與斷層深度基本一致套

9、管損壞位置與斷層深度基本一致斷層復(fù)活造成套管損壞斷層復(fù)活造成套管損壞巴拉哈內(nèi)薩布奇拉馬寧油田套管損壞情況巴拉哈內(nèi)薩布奇拉馬寧油田套管損壞情況井號井的位置投產(chǎn)時間射孔深度套損深度斷層深度套損時間服役年限2365西南翼1959 年12901296124512431962 年32372西南翼1959 年97610159729701960 年12185西南翼1951 年1104111111211126106810701961 年10113111355856145235251967 年132768東北翼1954 年2803112702731974 年13東北翼1961 年8559128908881961

10、 年1東北翼1961 年8498588411963 年22793頂部1964 年11601177111011121965 年12042近頂部1956 年930935100010501959 年32816西南翼1961 年11541178110211031963 年32044西南翼1956 年101910256256281959 年31962 年4104503503501972 年10623東北翼1955 年12201240122012201973 年81598東北翼1940 年15161524151115111952 年125、鹽巖蠕變、坍塌和塑性流動、鹽巖蠕變、坍塌和塑性流動引起套管損壞引起

11、套管損壞 鹽巖造成套管損壞的原因鹽巖造成套管損壞的原因：鹽巖層的鹽巖層的蠕變、坍塌、塑性流動蠕變、坍塌、塑性流動（1）鹽巖是一種晶體，在深層高溫高壓下）鹽巖是一種晶體，在深層高溫高壓下會發(fā)生塑性流動，甚至?xí)l(fā)生連續(xù)流動，會發(fā)生塑性流動，甚至?xí)l(fā)生連續(xù)流動，對套管產(chǎn)生擠壓和剪切；對套管產(chǎn)生擠壓和剪切；（2）注入水進(jìn)入鹽層后，對鹽層的浸泡溶）注入水進(jìn)入鹽層后，對鹽層的浸泡溶蝕形成空洞、坍塌，對套管產(chǎn)生擠壓。蝕形成空洞、坍塌，對套管產(chǎn)生擠壓。6、地震活動造成套管損壞、地震活動造成套管損壞 特點(diǎn)：特點(diǎn)：在時間上，套管損壞數(shù)量與在時間上，套管損壞數(shù)量與地震頻次表現(xiàn)為同步增長，套損數(shù)地震頻次表現(xiàn)為同步增長

12、，套損數(shù)量隨地震強(qiáng)度增加而增多。量隨地震強(qiáng)度增加而增多。地震活動造成套管損壞地震活動造成套管損壞7、地層壓實(shí)造成套管損壞、地層壓實(shí)造成套管損壞 原因：原因：高壓異常油層在開采過程中，油高壓異常油層在開采過程中，油層壓力的大幅度下降，將導(dǎo)致開采層和相層壓力的大幅度下降，將導(dǎo)致開采層和相鄰泥巖和油層的骨架變形，地層壓實(shí)，使鄰泥巖和油層的骨架變形，地層壓實(shí)，使套管發(fā)生嚴(yán)重變形。套管發(fā)生嚴(yán)重變形。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：多發(fā)生在油井，以彎曲、錯斷為多發(fā)生在油井，以彎曲、錯斷為主主（二）工程因素（二）工程因素1、管材質(zhì)量問題、管材質(zhì)量問題2、固井質(zhì)量問題、固井質(zhì)量問題3、射孔對套管損壞的影響、射孔對套管損壞的影響

13、4、井位部署問題、井位部署問題5、注水不平衡、注水不平衡6、大型增產(chǎn)措施造成套管損壞、大型增產(chǎn)措施造成套管損壞1、管材質(zhì)量問題、管材質(zhì)量問題 套管本身存在的微孔、微縫，螺紋不套管本身存在的微孔、微縫，螺紋不符合要求，以及抗剪、抗拉強(qiáng)度低等符合要求，以及抗剪、抗拉強(qiáng)度低等質(zhì)量問題都會導(dǎo)致開采過程套管損壞；質(zhì)量問題都會導(dǎo)致開采過程套管損壞； 套管管體尺寸精度，如：套管圓度、套管管體尺寸精度，如：套管圓度、壁厚不均勻等不合格也會影響套管強(qiáng)壁厚不均勻等不合格也會影響套管強(qiáng)度。當(dāng)套管不圓度達(dá)度。當(dāng)套管不圓度達(dá)1.1.442.0%.0%時，其時，其抗擠臨界壓力降低抗擠臨界壓力降低2236% %；壁厚不勻；

14、壁厚不勻度達(dá)度達(dá)10102020% %時，抗擠臨界壓力降低時，抗擠臨界壓力降低815% %。2、固井質(zhì)量問題、固井質(zhì)量問題 固井質(zhì)量不合格將嚴(yán)重影響套管固井質(zhì)量不合格將嚴(yán)重影響套管壽命壽命3、射孔對套管損壞的影響、射孔對套管損壞的影響 原因：原因：一是外擠力引起射孔套管失一是外擠力引起射孔套管失穩(wěn)破壞；二是由軸向拉力和內(nèi)壓力穩(wěn)破壞；二是由軸向拉力和內(nèi)壓力引起的套管強(qiáng)度破壞。引起的套管強(qiáng)度破壞。射孔對套管損壞的影響射孔對套管損壞的影響特特 點(diǎn)點(diǎn) 多發(fā)生在射孔中部和與非射孔段相交處多發(fā)生在射孔中部和與非射孔段相交處 無槍身射孔損傷最大無槍身射孔損傷最大 常規(guī)射孔密度常規(guī)射孔密度10孔孔/米、米、1

15、2孔孔/米，套管抗米，套管抗擠壓失穩(wěn)強(qiáng)度降低擠壓失穩(wěn)強(qiáng)度降低45%，抗內(nèi)壓強(qiáng)度降，抗內(nèi)壓強(qiáng)度降低低10%；射孔密度；射孔密度30孔孔/米時，抗擠壓失米時，抗擠壓失穩(wěn)強(qiáng)度降低穩(wěn)強(qiáng)度降低10%。 射孔成直線排列時強(qiáng)度降低最大，螺旋射孔成直線排列時強(qiáng)度降低最大，螺旋式排列時對強(qiáng)度影響不大。式排列時對強(qiáng)度影響不大。4、井位部署問題、井位部署問題 斷層附近地區(qū)部署注水井，容易引斷層附近地區(qū)部署注水井，容易引起斷層滑移，導(dǎo)致套管嚴(yán)重?fù)p壞；起斷層滑移，導(dǎo)致套管嚴(yán)重?fù)p壞； 注水井成排部署，容易加劇地層孔注水井成排部署，容易加劇地層孔隙壓差的作用，增大水平方向的應(yīng)隙壓差的作用，增大水平方向的應(yīng)力集中程度，會導(dǎo)致

16、成片套損井的力集中程度，會導(dǎo)致成片套損井的出現(xiàn)。出現(xiàn)。 對策：將行列注水改成面積注水對策：將行列注水改成面積注水5、注水不平衡、注水不平衡層間非均質(zhì)層間非均質(zhì)導(dǎo)致高滲透層成為高壓區(qū)，導(dǎo)致高滲透層成為高壓區(qū)，低壓層成為低壓區(qū)，層間壓力差的加大低壓層成為低壓區(qū)，層間壓力差的加大導(dǎo)致地層變形和套管損壞；導(dǎo)致地層變形和套管損壞； 注水開發(fā)油田注水開發(fā)油田改變開采方式改變開采方式，導(dǎo)致地層，導(dǎo)致地層壓力大起大落，巖體出現(xiàn)大幅度升降，壓力大起大落，巖體出現(xiàn)大幅度升降，導(dǎo)致套管變形；導(dǎo)致套管變形；高壓注水高壓注水導(dǎo)致泥、頁巖層吸水，加快套導(dǎo)致泥、頁巖層吸水，加快套管損壞。管損壞。大慶油田南二區(qū)西部大慶油田南

17、二區(qū)西部套損與注水壓力關(guān)系曲線套損與注水壓力關(guān)系曲線杏一至三區(qū)丙北塊套損與杏一至三區(qū)丙北塊套損與注水壓力關(guān)系曲線注水壓力關(guān)系曲線6、大型增產(chǎn)措施造成套管損壞、大型增產(chǎn)措施造成套管損壞 壓裂用支撐劑通過炮眼使射孔孔眼壓裂用支撐劑通過炮眼使射孔孔眼不規(guī)則擴(kuò)大，降低套管強(qiáng)度；不規(guī)則擴(kuò)大，降低套管強(qiáng)度； 大型壓裂施工，井底壓力有時高達(dá)大型壓裂施工，井底壓力有時高達(dá)100多多MPa，超過，超過N80套管抗內(nèi)壓強(qiáng)套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度，導(dǎo)致套管破裂；度，導(dǎo)致套管破裂； 酸化排液不徹底腐蝕套管。酸化排液不徹底腐蝕套管。（三）腐（三）腐 蝕蝕 造成套管損壞造成套管損壞套管腐蝕根源套管腐蝕根源：套管本身、活性介質(zhì)、：套

18、管本身、活性介質(zhì)、 腐蝕條件腐蝕條件套管本身套管本身：是由含：是由含F(xiàn)e原子的金屬組成，失去電原子的金屬組成，失去電子后變?yōu)樽雍笞優(yōu)镕e2+離子離子活性介質(zhì)活性介質(zhì)：原油中的硫、天然氣中：原油中的硫、天然氣中CO2、H2S、地層水中的鹽類、結(jié)垢、溶解氧，酸化的酸液。地層水中的鹽類、結(jié)垢、溶解氧，酸化的酸液。腐蝕條件腐蝕條件：溫度、壓力、：溫度、壓力、 Fe2+離子濃度、地層離子濃度、地層水中的還原菌等。水中的還原菌等。腐蝕造成套管損壞腐蝕造成套管損壞1、電化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕2、化學(xué)腐蝕、化學(xué)腐蝕3、細(xì)菌腐蝕、細(xì)菌腐蝕4、結(jié)垢腐蝕、結(jié)垢腐蝕1、電化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕是油田套管損壞最

19、普遍的腐電化學(xué)腐蝕是油田套管損壞最普遍的腐蝕形式，電化學(xué)腐蝕是由內(nèi)部離子交換蝕形式，電化學(xué)腐蝕是由內(nèi)部離子交換引起的，需要具備兩個條件：存在不同引起的，需要具備兩個條件：存在不同金屬和電解質(zhì)。金屬和電解質(zhì)。 不同金屬：不同金屬：套管與套管、套管與接箍，套管與套管、套管與接箍，甚至同一根套管不同成分甚至同一根套管不同成分 電解質(zhì)：電解質(zhì)：高礦化度水高礦化度水電化學(xué)腐蝕主要因素電化學(xué)腐蝕主要因素 主要是溶解氧、主要是溶解氧、CO2、H2S 溶解氧溶解氧：是最突出的套管腐蝕因素，：是最突出的套管腐蝕因素，F(xiàn)e的腐蝕大部分是由氧和水共同作的腐蝕大部分是由氧和水共同作用的結(jié)果。用的結(jié)果。Fe的腐蝕速度隨

20、溶解氧的腐蝕速度隨溶解氧含量的上升而成直線上升，而且對含量的上升而成直線上升，而且對鐵細(xì)菌、鐵細(xì)菌、 CO2和其它腐蝕因素的腐和其它腐蝕因素的腐蝕有加速作用。蝕有加速作用。電化學(xué)腐蝕造成套管損壞電化學(xué)腐蝕造成套管損壞序號試驗(yàn)天數(shù)鐵細(xì)菌(個/ml)硫酸還原菌(個/ml)108.3101.2271.81045.83159.21057.54219.51063.35294.41062.36361.81072.47428.41067.0密封掛片水中的細(xì)菌腐蝕分析結(jié)果密封掛片水中的細(xì)菌腐蝕分析結(jié)果電化學(xué)腐蝕造成套管損壞電化學(xué)腐蝕造成套管損壞CO2、O2含量與腐蝕率的關(guān)系含量與腐蝕率的關(guān)系電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐

21、蝕CO2腐蝕作用腐蝕作用 當(dāng)水中存在游離當(dāng)水中存在游離CO2則形成則形成H2CO3，電離后生成極化劑電離后生成極化劑H+，產(chǎn)生氫去極，產(chǎn)生氫去極化反應(yīng)?；磻?yīng)。 水水中中CO2含量越高對套管的氫極化含量越高對套管的氫極化腐蝕越強(qiáng)，特別是當(dāng)腐蝕越強(qiáng)，特別是當(dāng)CO2分壓大于分壓大于0.1MPa時，碳鋼的時，碳鋼的坑腐坑腐將非常嚴(yán)重，將非常嚴(yán)重，腐蝕穿透率達(dá)腐蝕穿透率達(dá)10mm/年年(氣井氣井)。電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕H2S腐蝕作用腐蝕作用原因：原因：H2S在水溶液中電離生成在水溶液中電離生成H+，由于由于HS-，S2-及及FeS的存在加速了的存在加速了H+放氫，并加速放氫，并加速H+吸附在金屬表面，

22、吸附在金屬表面，繼而進(jìn)入金屬晶格內(nèi)，在晶格間隙繼而進(jìn)入金屬晶格內(nèi)，在晶格間隙和夾雜物內(nèi)原子氫聚集，結(jié)合成分和夾雜物內(nèi)原子氫聚集，結(jié)合成分子，體積增大很多倍，從而在金屬子，體積增大很多倍，從而在金屬內(nèi)產(chǎn)生巨大應(yīng)力。內(nèi)產(chǎn)生巨大應(yīng)力。電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕H2S腐蝕作用腐蝕作用表現(xiàn)：表現(xiàn)：（1）低強(qiáng)度套管：在管體夾雜物或缺陷處）低強(qiáng)度套管：在管體夾雜物或缺陷處鼓泡產(chǎn)生氫誘發(fā)微裂縫或階梯式的微裂鼓泡產(chǎn)生氫誘發(fā)微裂縫或階梯式的微裂紋，降低套管強(qiáng)度；紋，降低套管強(qiáng)度；（2）高強(qiáng)度套管：使金屬晶格變形，產(chǎn)生）高強(qiáng)度套管：使金屬晶格變形，產(chǎn)生硫化物應(yīng)力腐蝕開裂，也就是使鋼材變硫化物應(yīng)力腐蝕開裂，也就是使鋼材變脆

23、，斷面裂紋為脆斷脆，斷面裂紋為脆斷氫脆氫脆。（3）酸蝕）酸蝕套管失重腐蝕套管失重腐蝕電化學(xué)腐蝕造成套管損壞電化學(xué)腐蝕造成套管損壞軟鋼在不同濃度軟鋼在不同濃度H2S水溶液中的腐蝕速度水溶液中的腐蝕速度套管失重腐蝕套管失重腐蝕套管失重腐蝕實(shí)驗(yàn)套管失重腐蝕實(shí)驗(yàn) 當(dāng)當(dāng)H2S濃度從濃度從2ppm增加到增加到150ppm時，腐蝕速度迅速增加，時，腐蝕速度迅速增加，到到400ppm時達(dá)到最大值；時達(dá)到最大值； 當(dāng)當(dāng)H2S濃度增大到濃度增大到600ppm后，腐后，腐蝕速度反而下降，大于蝕速度反而下降，大于1600ppm時腐蝕速度不變。時腐蝕速度不變。電化學(xué)腐蝕實(shí)例電化學(xué)腐蝕實(shí)例大慶油田大慶油田淺層套管損壞：明

24、水組以淺層套管損壞：明水組以上水中含有碳酸根離子，發(fā)生電化上水中含有碳酸根離子，發(fā)生電化學(xué)腐蝕造成套管穿孔；學(xué)腐蝕造成套管穿孔；長慶油田長慶油田淺層套管損壞：淺層水中淺層套管損壞：淺層水中含有含有CO2等離子，掛片腐蝕最大速等離子，掛片腐蝕最大速度為度為1.12mm/年。年。2、化學(xué)腐蝕、化學(xué)腐蝕 化學(xué)腐蝕是指套管與腐蝕性物質(zhì)之化學(xué)腐蝕是指套管與腐蝕性物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不產(chǎn)生明顯的電間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不產(chǎn)生明顯的電壓。壓。 腐蝕性物質(zhì)主要是酸腐蝕性物質(zhì)主要是酸酸化活酸酸化活酸和殘酸，腐蝕速度與酸濃度、酸液和殘酸，腐蝕速度與酸濃度、酸液類型和溫度、壓力有關(guān)。類型和溫度、壓力有關(guān)。 發(fā)生在套管內(nèi)

25、壁發(fā)生在套管內(nèi)壁化化 學(xué)學(xué) 腐腐 蝕蝕溫度與腐蝕速度的關(guān)系曲線溫度與腐蝕速度的關(guān)系曲線化化 學(xué)學(xué) 腐腐 蝕蝕壓力與腐蝕速度的關(guān)系曲線壓力與腐蝕速度的關(guān)系曲線化化 學(xué)學(xué) 腐腐 蝕蝕 實(shí)實(shí) 例例 江漢油田浩江漢油田浩1-9-3井酸化后，由于殘井酸化后，由于殘酸未排盡，酸未排盡，68天后井下天后井下21根油管及根油管及井下工具全部報廢，腐蝕井段長達(dá)井下工具全部報廢，腐蝕井段長達(dá)250m。另外有很多井酸化后在射孔。另外有很多井酸化后在射孔段出現(xiàn)套管損壞。段出現(xiàn)套管損壞。3、細(xì)菌腐蝕、細(xì)菌腐蝕 以鐵細(xì)菌、硫酸鹽還原菌為主，在有氧以鐵細(xì)菌、硫酸鹽還原菌為主，在有氧條件下（條件下（4060度），鐵細(xì)菌繁殖較

26、快，度），鐵細(xì)菌繁殖較快，鐵細(xì)菌有助于亞鐵鹽的接觸氧化，并促鐵細(xì)菌有助于亞鐵鹽的接觸氧化，并促使電化學(xué)腐蝕；硫酸鹽還原菌在一定條使電化學(xué)腐蝕；硫酸鹽還原菌在一定條件下產(chǎn)生件下產(chǎn)生H2S，加快套管腐蝕。，加快套管腐蝕。 吉林乾安油田在井底不加殺硫酸鹽還原吉林乾安油田在井底不加殺硫酸鹽還原菌藥品，通過掛片測定其腐蝕速度為菌藥品，通過掛片測定其腐蝕速度為0.52mm/年。年。4、結(jié)垢腐蝕、結(jié)垢腐蝕 結(jié)垢是指腐蝕產(chǎn)物如結(jié)垢是指腐蝕產(chǎn)物如FeS、FeCO3、FeO等鐵化物，以及套管表面的沉等鐵化物，以及套管表面的沉積物積物CaCO3、MgCO3、CaSO4、BaSO4等，它們不均勻附著在套管等，它們不均

27、勻附著在套管表面，當(dāng)有表面，當(dāng)有O2、H2S、CO2介質(zhì)存在介質(zhì)存在時，將在垢下形成電化學(xué)腐蝕。時，將在垢下形成電化學(xué)腐蝕。 其腐蝕均為孔蝕，嚴(yán)重時穿孔。其腐蝕均為孔蝕，嚴(yán)重時穿孔。三、套管損壞防護(hù)措施三、套管損壞防護(hù)措施1、提高套管抗擠壓強(qiáng)度、提高套管抗擠壓強(qiáng)度2、防止注入水竄入軟弱地層、防止注入水竄入軟弱地層3、防止油層出砂、防止油層出砂4、套管防腐、套管防腐1、提高套管抗擠壓強(qiáng)度、提高套管抗擠壓強(qiáng)度嚴(yán)格套管檢查和地面保護(hù)嚴(yán)格套管檢查和地面保護(hù)采用高強(qiáng)度套管（易發(fā)生損壞的井段）采用高強(qiáng)度套管（易發(fā)生損壞的井段）改進(jìn)套管設(shè)計（抗內(nèi)壓、外擠壓強(qiáng)度計算）改進(jìn)套管設(shè)計（抗內(nèi)壓、外擠壓強(qiáng)度計算）采用

28、壁厚、小直徑套管采用壁厚、小直徑套管采用雙層組合套管采用雙層組合套管改善射孔工藝，減少射孔對套管抗擠壓強(qiáng)改善射孔工藝，減少射孔對套管抗擠壓強(qiáng)度的影響度的影響采用預(yù)應(yīng)力套管完井（稠油熱采井）采用預(yù)應(yīng)力套管完井（稠油熱采井）2、防止注入水竄入軟弱地層、防止注入水竄入軟弱地層提高固井質(zhì)量保證層間互不相竄提高固井質(zhì)量保證層間互不相竄固井時在油層頂部下管外封隔器固井時在油層頂部下管外封隔器避免高壓注水，保持地下壓力平衡（層間）避免高壓注水，保持地下壓力平衡（層間）壓裂改造時防止垂直裂縫延伸到軟弱地層壓裂改造時防止垂直裂縫延伸到軟弱地層合理設(shè)計注采井網(wǎng)合理設(shè)計注采井網(wǎng)維持合理注采壓差（層內(nèi)）維持合理注采壓

29、差（層內(nèi)）3、防止油層出砂、防止油層出砂4、套管防腐方法、套管防腐方法陰極保護(hù)陰極保護(hù)化學(xué)防腐化學(xué)防腐涂層防腐涂層防腐石油專用套管石油專用套管低密度全返程水泥低密度全返程水泥用高用高h(yuǎn)值泥漿值泥漿減少與腐蝕介質(zhì)的接觸減少與腐蝕介質(zhì)的接觸四、對套損機(jī)理的認(rèn)識四、對套損機(jī)理的認(rèn)識1、泥、頁巖大量浸水并形成浸水域是引起、泥、頁巖大量浸水并形成浸水域是引起套管損壞的主要因素。套管損壞的主要因素。 泥巖浸水膨脹、蠕變造成的往往是單泥巖浸水膨脹、蠕變造成的往往是單井套損；頁巖浸水后巖層成片滑動，造井套損；頁巖浸水后巖層成片滑動，造成的是成片套損。成的是成片套損。 固井水泥返高一般應(yīng)控制在泥頁巖層固井水泥返

30、高一般應(yīng)控制在泥頁巖層以下。以下。 對套損機(jī)理的認(rèn)識對套損機(jī)理的認(rèn)識 2、非均勻注水引起地層內(nèi)孔隙壓力不均、非均勻注水引起地層內(nèi)孔隙壓力不均衡是套管損壞的主要條件之一。衡是套管損壞的主要條件之一。 同一區(qū)塊平面上或縱向上出現(xiàn)高壓、同一區(qū)塊平面上或縱向上出現(xiàn)高壓、低壓區(qū)，高壓區(qū)巖石骨架膨脹使外圍巖低壓區(qū)，高壓區(qū)巖石骨架膨脹使外圍巖體受壓而上抬，低壓區(qū)巖石骨架收縮使體受壓而上抬，低壓區(qū)巖石骨架收縮使外圍巖體受拉而下沉，這種巖體的垂向外圍巖體受拉而下沉，這種巖體的垂向升降易造成套管拉斷。升降易造成套管拉斷。 對套損機(jī)理的認(rèn)識對套損機(jī)理的認(rèn)識3、由于斷層部位穩(wěn)定性差，三向地應(yīng)力集、由于斷層部位穩(wěn)定性差，三向地應(yīng)力集中，注入水易造成斷層兩側(cè)地應(yīng)力失去中，注入水易造成斷層兩側(cè)地應(yīng)力失去平衡，應(yīng)力集中加劇，導(dǎo)致斷層活動，平衡，應(yīng)力集中加劇，導(dǎo)致斷層活動，使鉆遇斷層的油水井套管損壞嚴(yán)重。使鉆遇斷層的油水井套管損壞嚴(yán)重。4、注水開發(fā)油田套管損壞與