随着油气开发生产的深入,多数老油田都出现了不同程度的套管损坏。套管损坏是伴随油田开发生产的一种自然结果,是老油田普遍存在的问题,极大地影响了采油生产。损坏形态多样,主要有套管密封性破坏、套管变形、套管挤毁、套管磨损破坏、腐蚀穿孔、脱扣、套管破裂、套管错断等。
套管先期保护是指在钻井过程中预先对套管采取措施,以防止后期套管损坏。套管损坏预防措施包括合理的套管柱和强度设计、提高套管抗挤压强度、提高套管壁厚(厚壁套管)、改进套管材质、改进套管螺纹、防止注入水窜入软弱地层、防止油层出砂、防止套管腐蚀等;或者在钻完井工程施工过程中采用水泥面控制技术、套管外封隔器技术、高强度套管技术、双层套管技术、伸缩接头技术等主动的套管先期保护技术;以及对套损区的地层压力进行预测,对异常高压层进行泄压放溢流;改进影响固井质量的各因素,特别是采用停注放溢、双卡或多卡封隔器、长胶筒封隔器(用于大段的泥岩夹层、套损严重的泥岩层段、断层)、韧性水泥浆等技术;改进不同完井压裂工艺,消除压裂施工、射孔作业对套管变形的影响等。钻完井过程中套管先期保护技术措施的合理采用,能够有效延长套管的使用寿命,推迟套管的损坏时间,能够产生巨大的经济效益,其典型应用包括:
(1)水泥面控制技术。使得在固井时水泥浆不进入易套损的泥页岩层,水泥面的返高刚好封固标准层顶部,不在易套损的泥页岩层形成水泥石,进而使得套管均匀受力,可延缓由于易套损的泥页岩层的蠕动滑移所造成的套管损坏。这项技术在大庆油田大幅度推广应用,预防套损效果显著,是最有效的防套损技术手段之一。
(2)应用套管外封隔器。能够有效地保证套管外环空的密封性,提高固井质量,提高二界面的防窜能力,提高采收率,防止管外冒,延缓套管损坏。在油层高压层与欠压层之间下一只封隔器,并且在上部高压层再下一只封隔器,这样既可以防止管外冒又可以防止层间窜,并且下部的封隔器打开压力高于上部封隔器,这样固井施工时通过控制压力使上部封隔器先打开坐封后再打开下部封隔器,这样可以提高环空压力,提高固井质量,对套管损坏起到很好预防作用。
(3)下入长胶筒封隔器。能够缓解封固段内套损,其机理是在泥岩夹层下入长胶筒封隔器,固井后,胶筒内充满钻井液,由原来的水泥环变为钻井液,使得此处套管与井壁之间存在一个缓冲的间隙,套管与地层的关系也由原来的刚性接触变为柔性接触,当地层蠕变或者膨胀时不直接作用到套管上,将局部非均匀载荷转化为均匀载荷,从而保护了套管。