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摘要：经过40多年的开发，胜利油田油水井井筒状况已经直接影响正常生产，制约到开发效益的进一步提升，井筒修井工艺技术的研究、完善、实践对油田的开发具有重要意义。本文对井筒损坏的成因分析，井筒修井工艺技术，井筒防砂修井工艺技术进行了论述。
关键词：井筒损坏；成因分析；修井工艺技术；防砂
1 引言
胜利油田经过近40多年的开发，因特殊地质特点、频繁的生产措施、地表环境等因素影响，油水井生产的井筒状况越来越恶劣。胜利油田各采油厂水井井筒状况已经直接影响正常生产，制约到开发效益的进一步提升，井筒修井工艺技术的研究、完善、实践对油田的开发具有重要意义。
胜利油田作为一个高速开发油田，由于投产特殊时期的生产需要井身结构简单，只有表层套管和油层套管，缺少了技术套管的保护。油水井投产射孔后在套管上出现微裂纹，在长期应力状态下形成应力腐蚀开裂及疲劳裂纹扩展，导致了套管的破裂和错断。胜利油藏埋藏浅发育差胶结强度弱，油层易出砂。油井长期出砂与射孔炮眼产生摩擦作用，使炮眼孔径变大，壁厚变薄，抗拉强度降低，导致套管损坏。
2 油水井井筒损坏的成因分析
油水井生产过程中，油层出砂造成地层亏空，导致地层应力发生变化，对套管造成径向力破坏。注入水挤入油层顶部或底部的泥岩中，使水敏性强的蒙脱石水化膨胀，伴随着在井壁上应力集中，挤坏套管 。为了油水井正常生产而频繁进行的高压防砂、酸化等施工措施加速了套管损坏变形的程度。油田进入特高含水开发阶段，高矿化度的采出液及硫化氢对井筒长期腐蚀。
胜利油田地表盐碱性较强，对套管腐蚀较强。浅部套管外水泥返高一般只有几十米到几百米，套管外无保护。造成浅部套管受到腐蚀的机会多，形成套管腐蚀穿孔或丝扣渗漏的情况逐年增多。
3 井筒修井工艺技术应用
3.1套管补贴工艺技术
目前套管补贴工艺常用三种方法：波纹管补贴工艺、实体管补贴工艺和柔性膨胀补贴。波纹管补贴工艺是将涂敷环氧树脂粘接剂的特制薄壁波纹管，通过水力机械式胀贴工具，使波纹管与套管内壁产生过盈配合，从而粘贴在需要封堵部位的套管内壁上；实体管补贴工艺是采用厚壁的加固管，两端采用软金属进行密封，通过液压或爆炸的动力，将软金属固定在套管壁上，同时起到密封和挂接的作用；柔性膨胀利用膨胀锥的机械推拉力使膨胀套管变形，超过弹性屈服强度，达到塑性变形区，膨胀后内径增加10～15%，屈服和破裂强度和膨胀前一样。利用膨胀管外上下5个胶质密封圈受挤后对套管夹层进行密闭。
3.2出灰浆事故处理修井工艺技术
这类井因地层有能量、施工难度大。一方面冲出灰浆和岩石大块后，地层有压力又连续不断的吐，灌满井筒；另一方面岩石大块中重量相对小的可以由施工液带出井筒，重量大的却难以带动，而且直径较大，集中在套管某一段，出现即不好冲又卡管柱现象。
经过多年实践目前总结出四种处理这种情况的修井工艺技术A、双水泥车+重卤水的技术，利用双水泥的大排量带动大块，利用重卤水建立井筒回压防止地层回吐，同时利用重卤水的粘度增加携砂能力，便于将大块带出。B、利用螺杆钻结合三牙轮钻头对大块进行破碎，在利用携砂液将碎块带出井筒。C、利用切削十字花笔尖对岩石大块进行破碎，施工时上提管柱快速下放，将下放管柱的重力通过切削十字花笔尖对大块进行破碎，达到处理井筒的目的。D、如果岩石大块不能破碎，就采取下一把抓或活门打捞筒进行打捞，在工具上部接内带十字叉的短接，反冲砂打捞时防止大块堵工具上部油管，捞出大块后再进行下步施工。
3.3 井筒防砂修井工艺技术
目前常规D177.8mm套管及D139.7mm套管内油水井防砂修井工艺比较成熟，在小套管井、侧钻井、水平井井筒内防砂难度较大。分析主要有两个原因造成：(1)固井质量不好是导致防砂难度大的主要原因。由于这类井的井眼小，套管和井眼之间的环空间隙小，无法满足固井水泥浆流畅的通道，导致固井质量差。水平井无法克服重力，水泥浆不能均匀的在套管与井眼之间的环空固结。造成了地层泥饼堵塞炮眼，出现投产后不供液或防砂失败的现象。另外由于泥餅堵炮眼，生产时采出的液体只流经几个堵塞较弱的炮眼，大量的液体携带地层砂通过少数的通道，冲击井筒内的机械防砂工具，造成下入井内的机械防砂管柱被刺出几个洞，导致防砂失败，油井不能正常生产。（2）目前小套管内推广的机械防砂，井筒内的防砂工具作为常规工具的缩小迷你版，存在工具与套管咬合力量小，工具自身锁定接触面小，工作液流动通道小等因素造成工具性能不稳定，生产周期不长。另外存在小套管井机械防砂后期处理难度大的问题。
4 井筒举升配套工艺技术应用
4.1 井筒举升工艺
针对低渗油藏能量低、液面深、产量低的问题，开展了机械深抽工艺的配套和试验。经过探索和试验，形成了三种深抽工艺：小泵深抽工艺、连续杆深抽工艺和高温电泵深抽工艺。
4.1.1 小泵深抽工艺
经过多年的发展完善，形成了适合河口低渗透油田特色的小泵深抽工艺系列：
∮44mm悬挂泵配套12型游梁机或700型皮带机深抽模式，泵下深在1800-2000m；
∮38mm悬挂泵配套12型游梁机或700型皮带机深抽模式，泵下深在2000-2200m，对于一些套压高（伴生气多）的井充分利用套气压力，采用小泵长尾管深抽技术，尾管长度可增加到600米，典型井如河158-1井，该井由于套压高5.0Mpa，气油比大86，于2009.11实施了小泵长尾管深抽技术，采用38悬挂泵，泵下深2199.52m，尾管长600m，措施后日增油6.0t/d，累增油1983t；
∮32mm悬挂泵配套12型游梁机或700型皮带机深抽模式，泵下深在2300-2500m。该工艺目前推广应用了12口井，效果显著，典型井滨440井。该井由于供液能力差，2009年内检泵多达3次，2010年10月不出，于2011年1月采用用∮32悬挂泵深抽工艺，初期日液4.8t/d，日油4.4t/d，实现连续出液，目前日液4.2t/d，日油3.9t/d，累增油2125t。 4.1.2 连续杆深抽工艺
针对低渗透油田油井由于供液能力差，液面下降快，产量递减幅度大，有效提液量减少，以及抽油杆柱易断脱或杆管偏磨等问题，应用连续杆深抽工艺，解决了低渗油田超深抽问题。该工艺技术优点为：
（1）连续抽油杆与普通抽油杆相比，中间没有节箍，全长只有两个接头，大大减少了由于接头松动、接头腐蚀、磨损等导致的免修期短等为问题；
（2）连续抽油杆断截面的科学设计，可以减少抽油杆与油管之间的磨损；
（3）连续抽油杆柱消除了接箍的活塞作用，使杆拄下降加快，因而增加了冲程长度，弹性伸长也同样增加了冲程，因而使每冲程的产量增加；
（4）可以减小杆拄应力，与普通抽油杆相比，较大直径的连续抽油杆可下入较小直径的油管内， 因而杆拄应力减少，而下泵深度可达到3000m以上，能够有效提高油井产量。
该工艺在全厂共实施45口井，泵挂深度在2500-2800m之间，初期平均单井日增油4.2t/d。
4.2 井筒举升配套工艺
4.2.1空心杆热洗清防蜡技术
针对热洗清防蜡工艺热效率低，用的洗井液多，而且影响抽油泵的时效，对敏感性油层还可能造成伤害等缺点，研究推广了空心杆热洗清防蜡工艺。其原理是将空心抽油杆下至结蜡深度以下50m，下接实心抽油杆，热载体从空心抽油杆注入，经空心抽油杆底部的洗井阀正循环，从抽油杆和油管的环形空间返出。
该工艺具有两大优点：一是彻底避免了油层污染；二是由于减少热水介质的循环容积，提高了热效率和热洗质量，缩短了施工时间、热洗后油井排水时间，提高油井有效生产时率。目前该工艺在我厂推广应用了65口井，热洗后油井排水时间小于12h，比传统泵车洗井后排水时间减少3-4d，油井洗井周期平均延长30d，应用情况好，有进一步推广的空间。
4.2.2 偏磨治理工艺
①采用抽油杆扶正+拉伸的原理，减少油管、抽油杆的磨损
抽油杆扶正原理主要是抗磨副技术对管杆扶正，确保抽油杆与油管隔离，不产生接触磨损。拉伸原理主要油管锚定技术、抽油杆底部加重技术，使抽油杆处于拉伸状态，使中和点下移，减少了油管、抽油杆的磨损 。
通过统计分析，采用扶正加拉伸技术治理的偏磨井平均免修期延长110天。
针对深抽井杆柱扶正和拉伸技术治理偏磨出现加重杆偏磨、弯曲变形，开发加重杆调弯防脱扶正器，解决了加重杆的偏磨问题。
②采用转动原理，保证油管、抽油杆均匀磨损
这种技术主要有抽油杆旋转器。在油井正常生产时，通过转动抽油杆来增加杆、管接触面积，使抽油杆和油管均匀磨损。主要应用于低效益的偏磨油井上，是一种经济有效的防偏磨工艺。在莱斜78侧井、利885侧井、钱斜19井等井上实施，共实施7口井，平均免修期为283天，延长免修期70天。
③采用阴极保护器治理
对于产出液矿化度高、腐蚀能力强的油井，因腐蚀加剧杆管磨损而造成抽油杆断脱、油管漏，采用阴极保护器、杆管配套措施。共实施2口井，治理前平均免修期仅为70天，治理后免修期延长为180天。
④使用抗磨耐蚀油管和DSW抽油杆治理
抗磨耐蚀油管内部使用具有自润滑和超硬金属等多种料与环氧、尼龙等树脂复合而成的粉末涂料涂覆在油管内壁，形成一种耐磨和优良防腐性能的保護层，该涂层能将腐蚀性介质与油管本体彻底隔离，DSW抽油杆是在高强度抽油杆外表面镀一层惰性元素，使抽油杆等到较好的保护。共治理6口井，治理前平均免修期仅为156天，治理后平均免修期289天，延长免修期133天。
⑤使用内衬油管配套小直径接箍治理
内衬油管是一种特殊油管，即在油管内部加一衬套，内衬层表面光滑、摩擦系数较低；具有优良弹性、柔韧性、耐磨性，耐腐蚀（H2S、CO2、酸、盐等）；小直径抗磨接箍增加自身的耐磨性能（材料是普通耐磨材料10倍以上），同时又减缓与油管壁接磨损（减少油管磨损量约3倍），在渤南、大北等油田使用22口井，油井平均免修期延长150天。
5 结论与认识
（1）小泵深抽工艺是一项成熟技术，已成为河口低渗透油田主导举升工艺，并形成了工艺技术系列；
（2）连续杆深抽工艺具有提高系统效率、减少抽油杆与油管之间磨损等特点，将是低渗透油田主力推广的深抽工艺；
（3）高温电泵深抽工艺是电泵工艺技术新突破，提高了电泵工艺应用水平，丰富了机械采油技术，为同类油田的有效开发提供了有力的技术支持和宝贵的经验；
参考文献：
[1]马安喜.材料力学.高等教育出版社，1991
[2]张琪.采油工艺原理.石油工业出版社，1981
[3]万仁博等.采油技术手册第四分册. 石油工业出版社，1993
作者简介：
胡家志（1986.4-），男，工程师，2008.07毕业于长江大学资源勘查工程专业，从事井下作业试油技术工作。
关键词：井筒损坏；成因分析；修井工艺技术；防砂
1 引言
胜利油田经过近40多年的开发，因特殊地质特点、频繁的生产措施、地表环境等因素影响，油水井生产的井筒状况越来越恶劣。胜利油田各采油厂水井井筒状况已经直接影响正常生产，制约到开发效益的进一步提升，井筒修井工艺技术的研究、完善、实践对油田的开发具有重要意义。
胜利油田作为一个高速开发油田，由于投产特殊时期的生产需要井身结构简单，只有表层套管和油层套管，缺少了技术套管的保护。油水井投产射孔后在套管上出现微裂纹，在长期应力状态下形成应力腐蚀开裂及疲劳裂纹扩展，导致了套管的破裂和错断。胜利油藏埋藏浅发育差胶结强度弱，油层易出砂。油井长期出砂与射孔炮眼产生摩擦作用，使炮眼孔径变大，壁厚变薄，抗拉强度降低，导致套管损坏。
2 油水井井筒损坏的成因分析
油水井生产过程中，油层出砂造成地层亏空，导致地层应力发生变化，对套管造成径向力破坏。注入水挤入油层顶部或底部的泥岩中，使水敏性强的蒙脱石水化膨胀，伴随着在井壁上应力集中，挤坏套管 。为了油水井正常生产而频繁进行的高压防砂、酸化等施工措施加速了套管损坏变形的程度。油田进入特高含水开发阶段，高矿化度的采出液及硫化氢对井筒长期腐蚀。
胜利油田地表盐碱性较强，对套管腐蚀较强。浅部套管外水泥返高一般只有几十米到几百米，套管外无保护。造成浅部套管受到腐蚀的机会多，形成套管腐蚀穿孔或丝扣渗漏的情况逐年增多。
3 井筒修井工艺技术应用
3.1套管补贴工艺技术
目前套管补贴工艺常用三种方法：波纹管补贴工艺、实体管补贴工艺和柔性膨胀补贴。波纹管补贴工艺是将涂敷环氧树脂粘接剂的特制薄壁波纹管，通过水力机械式胀贴工具，使波纹管与套管内壁产生过盈配合，从而粘贴在需要封堵部位的套管内壁上；实体管补贴工艺是采用厚壁的加固管，两端采用软金属进行密封，通过液压或爆炸的动力，将软金属固定在套管壁上，同时起到密封和挂接的作用；柔性膨胀利用膨胀锥的机械推拉力使膨胀套管变形，超过弹性屈服强度，达到塑性变形区，膨胀后内径增加10～15%，屈服和破裂强度和膨胀前一样。利用膨胀管外上下5个胶质密封圈受挤后对套管夹层进行密闭。
3.2出灰浆事故处理修井工艺技术
这类井因地层有能量、施工难度大。一方面冲出灰浆和岩石大块后，地层有压力又连续不断的吐，灌满井筒；另一方面岩石大块中重量相对小的可以由施工液带出井筒，重量大的却难以带动，而且直径较大，集中在套管某一段，出现即不好冲又卡管柱现象。
经过多年实践目前总结出四种处理这种情况的修井工艺技术A、双水泥车+重卤水的技术，利用双水泥的大排量带动大块，利用重卤水建立井筒回压防止地层回吐，同时利用重卤水的粘度增加携砂能力，便于将大块带出。B、利用螺杆钻结合三牙轮钻头对大块进行破碎，在利用携砂液将碎块带出井筒。C、利用切削十字花笔尖对岩石大块进行破碎，施工时上提管柱快速下放，将下放管柱的重力通过切削十字花笔尖对大块进行破碎，达到处理井筒的目的。D、如果岩石大块不能破碎，就采取下一把抓或活门打捞筒进行打捞，在工具上部接内带十字叉的短接，反冲砂打捞时防止大块堵工具上部油管，捞出大块后再进行下步施工。
3.3 井筒防砂修井工艺技术
目前常规D177.8mm套管及D139.7mm套管内油水井防砂修井工艺比较成熟，在小套管井、侧钻井、水平井井筒内防砂难度较大。分析主要有两个原因造成：(1)固井质量不好是导致防砂难度大的主要原因。由于这类井的井眼小，套管和井眼之间的环空间隙小，无法满足固井水泥浆流畅的通道，导致固井质量差。水平井无法克服重力，水泥浆不能均匀的在套管与井眼之间的环空固结。造成了地层泥饼堵塞炮眼，出现投产后不供液或防砂失败的现象。另外由于泥餅堵炮眼，生产时采出的液体只流经几个堵塞较弱的炮眼，大量的液体携带地层砂通过少数的通道，冲击井筒内的机械防砂工具，造成下入井内的机械防砂管柱被刺出几个洞，导致防砂失败，油井不能正常生产。（2）目前小套管内推广的机械防砂，井筒内的防砂工具作为常规工具的缩小迷你版，存在工具与套管咬合力量小，工具自身锁定接触面小，工作液流动通道小等因素造成工具性能不稳定，生产周期不长。另外存在小套管井机械防砂后期处理难度大的问题。
4 井筒举升配套工艺技术应用
4.1 井筒举升工艺
针对低渗油藏能量低、液面深、产量低的问题，开展了机械深抽工艺的配套和试验。经过探索和试验，形成了三种深抽工艺：小泵深抽工艺、连续杆深抽工艺和高温电泵深抽工艺。
4.1.1 小泵深抽工艺
经过多年的发展完善，形成了适合河口低渗透油田特色的小泵深抽工艺系列：
∮44mm悬挂泵配套12型游梁机或700型皮带机深抽模式，泵下深在1800-2000m；
∮38mm悬挂泵配套12型游梁机或700型皮带机深抽模式，泵下深在2000-2200m，对于一些套压高（伴生气多）的井充分利用套气压力，采用小泵长尾管深抽技术，尾管长度可增加到600米，典型井如河158-1井，该井由于套压高5.0Mpa，气油比大86，于2009.11实施了小泵长尾管深抽技术，采用38悬挂泵，泵下深2199.52m，尾管长600m，措施后日增油6.0t/d，累增油1983t；
∮32mm悬挂泵配套12型游梁机或700型皮带机深抽模式，泵下深在2300-2500m。该工艺目前推广应用了12口井，效果显著，典型井滨440井。该井由于供液能力差，2009年内检泵多达3次，2010年10月不出，于2011年1月采用用∮32悬挂泵深抽工艺，初期日液4.8t/d，日油4.4t/d，实现连续出液，目前日液4.2t/d，日油3.9t/d，累增油2125t。 4.1.2 连续杆深抽工艺
针对低渗透油田油井由于供液能力差，液面下降快，产量递减幅度大，有效提液量减少，以及抽油杆柱易断脱或杆管偏磨等问题，应用连续杆深抽工艺，解决了低渗油田超深抽问题。该工艺技术优点为：
（1）连续抽油杆与普通抽油杆相比，中间没有节箍，全长只有两个接头，大大减少了由于接头松动、接头腐蚀、磨损等导致的免修期短等为问题；
（2）连续抽油杆断截面的科学设计，可以减少抽油杆与油管之间的磨损；
（3）连续抽油杆柱消除了接箍的活塞作用，使杆拄下降加快，因而增加了冲程长度，弹性伸长也同样增加了冲程，因而使每冲程的产量增加；
（4）可以减小杆拄应力，与普通抽油杆相比，较大直径的连续抽油杆可下入较小直径的油管内， 因而杆拄应力减少，而下泵深度可达到3000m以上，能够有效提高油井产量。
该工艺在全厂共实施45口井，泵挂深度在2500-2800m之间，初期平均单井日增油4.2t/d。
4.2 井筒举升配套工艺
4.2.1空心杆热洗清防蜡技术
针对热洗清防蜡工艺热效率低，用的洗井液多，而且影响抽油泵的时效，对敏感性油层还可能造成伤害等缺点，研究推广了空心杆热洗清防蜡工艺。其原理是将空心抽油杆下至结蜡深度以下50m，下接实心抽油杆，热载体从空心抽油杆注入，经空心抽油杆底部的洗井阀正循环，从抽油杆和油管的环形空间返出。
该工艺具有两大优点：一是彻底避免了油层污染；二是由于减少热水介质的循环容积，提高了热效率和热洗质量，缩短了施工时间、热洗后油井排水时间，提高油井有效生产时率。目前该工艺在我厂推广应用了65口井，热洗后油井排水时间小于12h，比传统泵车洗井后排水时间减少3-4d，油井洗井周期平均延长30d，应用情况好，有进一步推广的空间。
4.2.2 偏磨治理工艺
①采用抽油杆扶正+拉伸的原理，减少油管、抽油杆的磨损
抽油杆扶正原理主要是抗磨副技术对管杆扶正，确保抽油杆与油管隔离，不产生接触磨损。拉伸原理主要油管锚定技术、抽油杆底部加重技术，使抽油杆处于拉伸状态，使中和点下移，减少了油管、抽油杆的磨损 。
通过统计分析，采用扶正加拉伸技术治理的偏磨井平均免修期延长110天。
针对深抽井杆柱扶正和拉伸技术治理偏磨出现加重杆偏磨、弯曲变形，开发加重杆调弯防脱扶正器，解决了加重杆的偏磨问题。
②采用转动原理，保证油管、抽油杆均匀磨损
这种技术主要有抽油杆旋转器。在油井正常生产时，通过转动抽油杆来增加杆、管接触面积，使抽油杆和油管均匀磨损。主要应用于低效益的偏磨油井上，是一种经济有效的防偏磨工艺。在莱斜78侧井、利885侧井、钱斜19井等井上实施，共实施7口井，平均免修期为283天，延长免修期70天。
③采用阴极保护器治理
对于产出液矿化度高、腐蚀能力强的油井，因腐蚀加剧杆管磨损而造成抽油杆断脱、油管漏，采用阴极保护器、杆管配套措施。共实施2口井，治理前平均免修期仅为70天，治理后免修期延长为180天。
④使用抗磨耐蚀油管和DSW抽油杆治理
抗磨耐蚀油管内部使用具有自润滑和超硬金属等多种料与环氧、尼龙等树脂复合而成的粉末涂料涂覆在油管内壁，形成一种耐磨和优良防腐性能的保護层，该涂层能将腐蚀性介质与油管本体彻底隔离，DSW抽油杆是在高强度抽油杆外表面镀一层惰性元素，使抽油杆等到较好的保护。共治理6口井，治理前平均免修期仅为156天，治理后平均免修期289天，延长免修期133天。
⑤使用内衬油管配套小直径接箍治理
内衬油管是一种特殊油管，即在油管内部加一衬套，内衬层表面光滑、摩擦系数较低；具有优良弹性、柔韧性、耐磨性，耐腐蚀（H2S、CO2、酸、盐等）；小直径抗磨接箍增加自身的耐磨性能（材料是普通耐磨材料10倍以上），同时又减缓与油管壁接磨损（减少油管磨损量约3倍），在渤南、大北等油田使用22口井，油井平均免修期延长150天。
5 结论与认识
（1）小泵深抽工艺是一项成熟技术，已成为河口低渗透油田主导举升工艺，并形成了工艺技术系列；
（2）连续杆深抽工艺具有提高系统效率、减少抽油杆与油管之间磨损等特点，将是低渗透油田主力推广的深抽工艺；
（3）高温电泵深抽工艺是电泵工艺技术新突破，提高了电泵工艺应用水平，丰富了机械采油技术，为同类油田的有效开发提供了有力的技术支持和宝贵的经验；
参考文献：
[1]马安喜.材料力学.高等教育出版社，1991
[2]张琪.采油工艺原理.石油工业出版社，1981
[3]万仁博等.采油技术手册第四分册. 石油工业出版社，1993
作者简介：
胡家志（1986.4-），男，工程师，2008.07毕业于长江大学资源勘查工程专业，从事井下作业试油技术工作。