注水井油套環(huán)空帶壓原因分析及治理

劉 博

(延長油田股份有限公司志丹采油廠，陜西 延安 717500)

1 油套環(huán)空帶壓的原因

1.1 施工作業(yè)產(chǎn)生的巨大壓力

在注水井施工作業(yè)的過程中，產(chǎn)生的氣壓會造成環(huán)空壓力的改變，環(huán)空壓力的改變會引發(fā)油套環(huán)空試壓與環(huán)空背壓等壓力問題，經(jīng)過研究分析發(fā)現(xiàn)，這種問題所引起的套管環(huán)空帶壓問題，受人為影響，如果停止人工對其影響，套管內(nèi)帶壓的情況會隨之消失，在消失后，能夠保證追水晶的正常作業(yè)，套壓的情況也會發(fā)生改變，對于注水井的正常工作影響極小。

1.2 腐蝕

影響油套環(huán)空帶壓的因素，包括外界對注水井各部分的腐蝕問題。在注水井建造完畢后，直接投入使用，使用的過程中會受到各種元素物質(zhì)的影響，并且腐蝕注水井的管柱。在長時間的腐蝕下，管柱的管壁會逐漸變薄，繼而會發(fā)生管柱的破裂甚至折斷，在管柱出現(xiàn)問題后，會導致油管內(nèi)部與外界產(chǎn)生聯(lián)系，這時會產(chǎn)生油套同壓的情況，引發(fā)油套環(huán)空帶壓的問題。

1.3 管柱受力

在注水井投入使用后，外界因素對管柱影響嚴重，其中，壓力的影響是長期存在的，在施工部門對注水井進行注水時，要把握好管柱內(nèi)的注水情況，盡量保持管柱內(nèi)注水后能夠保持內(nèi)外壓力平衡，避免管柱發(fā)生偏移造成管柱內(nèi)與外部難以保持平衡，造成管柱受力不均，增加管柱負荷。當壓力超過管柱的承受力范圍，會造成管柱的變形與斷裂，壓力差值發(fā)生巨大變化，管柱發(fā)生膨脹變形的情況，從而產(chǎn)生套管內(nèi)帶壓現(xiàn)象。

1.4 頂部封隔器密封性受到破壞

頂部封隔器作為工程完成后期的重要部件，對注水井的作業(yè)情況有著巨大的影響，頂部封隔器的主要作用是對管柱進行密封，但是在注水井使用的過程中難免發(fā)生問題，在進行維修時，多次的拆卸，會造成封隔器不同程度的磨損，在封隔器的密封性遭到破壞后，管柱內(nèi)的壓力發(fā)生改變。從而導致油套環(huán)空帶壓問題。

1.5 油井設(shè)備老化現(xiàn)象嚴重

在油田的生產(chǎn)過程中，如果某地區(qū)的油源豐富，那么一口井的使用年限將會很長，在長時間的使用之下，部分設(shè)備會出現(xiàn)老化等問題。此外，由于井內(nèi)流體有著一定的腐蝕性，設(shè)備在安裝過程中產(chǎn)生的安全隱患，套管外壁固井質(zhì)量差異從而導致套管發(fā)生變形，從而出現(xiàn)一系列的裂縫或斷裂，外面的地層壓力在壓力差的作用之下將會傳到套管環(huán)空，使得氣壓平衡，油套同壓，油田的生產(chǎn)也就會受阻，造成大量的原油浪費，甚至還會造成安全事故。

2 注水井套管帶壓的危害

2.1 注水井套管環(huán)空帶壓會導致管柱的破裂損壞

在注水井中，由于要保證石油生產(chǎn)效率，所以需要對注水井的壓力進行嚴格地把控，如果產(chǎn)生了套管環(huán)空帶壓問題，能夠證明套管與管柱之間存在問題，會導致石油生產(chǎn)率降低。

2.2 提高井口泄露風險

封隔器作為注水井的重要安全零件，能夠維持注水井內(nèi)的正常壓力值，如果出現(xiàn)注水井套管帶壓問題，極有可能導致石油發(fā)生泄漏，石油泄漏會引發(fā)不同程度的自然污染，造成巨大的財產(chǎn)損失。

2.3 增大壓井的難度，并且還會造成生產(chǎn)管柱的損壞

在后期的作業(yè)過程中，由于套管帶壓使得井內(nèi)的壓力增長，將會增大壓井的難度，并且還會造成生產(chǎn)管柱的損壞，一些穿孔、腐蝕、破裂等現(xiàn)象會發(fā)生在管柱上，導致生產(chǎn)不穩(wěn)定，同時還增大了井下管柱斷裂的幾率，一旦出現(xiàn)井下管柱斷裂，將會對工程的進度產(chǎn)生很大的影響。

3 注水井套管帶壓的解決措施

3.1 使用防腐蝕油管

針對注水井周圍的腐蝕問題，從防腐角度入手，最根本的解決方法即為使用防腐型油管，防腐型油管采用新型的防腐材料，能夠抵抗大部分腐蝕性物質(zhì)的強力腐蝕，從而能夠減輕注水井管柱的腐蝕現(xiàn)象，并且這種新型的防腐型管柱具有強大的耐磨功能，能夠在使用的過程中大大提高管柱的使用壽命。

3.2 采用膨脹式插入密封法

注水井管柱所產(chǎn)生的封隔器密封性問題，對于管柱內(nèi)的壓力有巨大影響，為避免在維修時對封隔器密封材料的損壞，研究出新型的膨脹式插入密封法，其主要原理是使用中心管，通過向中心管內(nèi)部施壓的方法，將活塞推至管柱內(nèi)，在活塞被推動后，將密封膠筒進行壓縮，此時能夠使得密封膠筒與管柱發(fā)生完美地配合，管柱的密封性能夠大大提高。

3.3 使用水力錨增加管柱壓力穩(wěn)定性

在注水井進行注水時，以往的注水工作中，由于密封性較差，導致管柱的內(nèi)外壓力不均，從而使得管柱的使用壽命較低，為此，產(chǎn)生了水力錨。水力錨的作用是將錨固定在管柱的管壁之上，讓水的壓力與外界壓力能夠保持平衡穩(wěn)定，從而提高管柱的密封性與密封壓力，從而提高管柱的使用壽命。

3.4 使用錨定插入法密封

錨定插入法可以有效地起到密封作用，此項技術(shù)主要應用在完井防砂作業(yè)中，對井壁進行有效地固定、定位管柱以及實現(xiàn)密封，防止出現(xiàn)滲漏的現(xiàn)象。操作設(shè)備的上部有一個彈性爪和頂部封隔器內(nèi)部左旋方扣相配合，在工作時能夠產(chǎn)生強大的咬合力。并且和普通的定位密封相比，此項技術(shù)還具有較強的錨定力，能夠在密封的過程中對周圍的設(shè)備產(chǎn)生固定作用，有效地限制了管柱在后期工作過程中的蠕動，插入密封單元和封隔器密封筒之間沒有受到力作用時會發(fā)生相互運動，從而影響工程的穩(wěn)定性，在錨定力的作用下這種現(xiàn)象發(fā)生概率大大減小。當前在很多油田都應用了錨定插入法，其中渤海油田將其應用在注水管柱上，有效地限制了管柱的運動，為穩(wěn)定生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)。

4 注水井套管環(huán)控帶壓治理建議

注水井管柱在進行定位封閉時會出現(xiàn)注水壓力差，并且在定位密封與防砂段內(nèi)油管存在一定的截面差。因此，定位密封處會受到由下而上的壓力，當遇到較大的注入壓力或者深度較深的井中，壓力差會比較明顯，管柱的穩(wěn)定性也就更難以保持，尤其是在注入的過程中更容易產(chǎn)生套壓現(xiàn)象，可以采用水力錨、生產(chǎn)封隔器等對管柱進行固定，減小壓力差，有效減少注水井套壓現(xiàn)象。

5 結(jié)語

注水井是油田采集的重要設(shè)施，其工作性能影響著油田的采集率，技術(shù)人員針對注水井產(chǎn)生的問題，利用防腐型油管、膨脹式插入密封法、水力錨裝置，能夠大大改善注水井的油套環(huán)空帶壓問題。