石油工程教案

打捞工艺及措施处理 井下事故处理工艺与技术 油水井投产后随着生产时间的不断延长，开发的不断实施和不断调整以及不同的地质管理、工程管理、油水井免修期的缩短、频繁的措施作业加之管材、工具质量因素影响、人为破坏等等导致了井下落物、管杆落井、工具卡钻等一系列的工程事故。根据统计在这类事故中管材、工具质量占主导因素，日常管理不到位造成工程事故位居第二、人为破坏等因素位居第三。 第一章：名词解释 1、什么叫简单打捞： 答：凡掉入井内的管类、绳类、下井工具等没有卡钻遇阻等复杂情况并且不需要动用转盘、套铣、磨铣等工艺的作业叫简单打捞。 2、什么叫复杂打捞： 答：凡掉入井内的管类、绳类、下井工具必需要动用转盘倒扣、套铣、钻磨及其它方式的措施处理才能恢复正常生产作业过程叫复杂打捞。（也可视为大修作业） 3、什么叫卡钻： 答：当吊升系统使用与钻具在井下重量相等的拉力时不能起下，或起下钻时阻力很大，不能正常起下操作叫卡钻。 4、什么叫卡点： 答：卡钻的最高位置叫卡点。 5、什么叫中和点： 答：如果所提拉力小于管柱重量时，则管柱上部受拉、下部受压，其中有一既不受拉由不受压的位置，此点称中和点。 6、什么叫活动解卡： 答：利用修井、作业设备上提，下放、转动等无规律的多次反复运动。对井下遇卡管柱进行机械解卡的一种常用。 7、什么叫憋压解卡： 答：在钻杆或油管内施加一定的压力，将井内卡钻障碍憋破、憋通，从而降低钻柱摩阻，解出卡钻的一种方法。 8、什么叫倒扣解卡： 答：在活动解卡和憋压解卡无效时，对原井钻柱或管柱采用反旋钻具，松开连接丝扣，达到取出钻具或管柱的一种方法。 9、什么叫爆炸松扣： 答：利用电缆将火药送至钻杆接头处，将钻杆施加反旋扭矩，利用火药爆炸瞬间的高温、高压将钻杆接头震松在反扭矩作用下到开丝扣，达到解卡的一种工艺。 10、什么叫聚能切割： 答：利用固体高速火药制成的双向聚能药柱，引爆时产生横向聚能高温气流，瞬间切断管子，达到解卡目的的一种切割工艺。 11、什么叫套管变形； 答：由于地应力轴向应力的变化，套管外挤压力大于套管内压力及套管强度等因素的影响，造成套管一处或多处的缩径、挤扁和轴向弯曲变形，通称套管变形。 12、什么叫套管断错： 答：指套管由于及其复杂地应力或其它外力的作用，导致其轴向发生了断裂，而其水平方向也发生了位移，双向变形叠加造成的套管损坏简称套管错断。 13、什么叫套管破裂： 答：套管在地下受到液体的腐蚀作用，高压油气及修井液冲击作用以及钢体物顿击等不能承受内应力而造成破裂、裂缝等现象通称套管破裂。 14、什么叫鱼顶深度： 答：鱼顶至转盘上平面之间的距离称为鱼顶深度。 15、什么叫方入： 答：在打捞或处理井下落物时，所用打捞管柱最上端一根管柱进入转盘（井口四通）平面内的长度。 16、什么叫方余： 答：打捞或处理井下落物时，所用打捞管柱的最上一根管柱在转盘（井口四通）上平面以上的剩余长度。 17、什么叫落鱼： 答：泛指断、脱及其它原因掉落在井内的一切落物。 第二章 井 一、井的概念： 石油和天然气埋藏在地下几十米至几千米的油气层中，要把它开采出来，需要在地面和地下油气层之间建立一条通道，这条通道就是井。为了开采石油和天然气在油田开发和勘探中，凡是为了获得油气流而钻的井通称为石油井。 对于一口钻完进尺的井眼，井内油钻井液和泥饼保护井壁这是的井称之为裸眼井。 裸眼井下入套管，再用水泥浆封固套管与井壁之间的环形空间，封隔油气水层后就形成了可以开采油气的石油井。 二、井的种类： 为达到不同的勘探目的及适应油气田开发的需要在油气田的不同部位上，分别打着不同类型的井。 1、​ 探井：在经过地球物理勘探证实有希望的地质构造上，为探明地下构造及含油、气情况，寻找油气田而钻的井称为探井。 2、​ 资料井：为了取得编制油田开发方案所需要的资料而钻的井称为资料井。这种井要求全部或部分取岩芯。 3、​ 生产井：用来采油、采气的井称为生产井。 4、​ 调整井：为挽回死油区的储量损失，改善断层遮挡地区的注水开发效果，以调整平面矛盾严重地段的开发效果而补钻的井称为调整井。调整井用以扩大扫油面积、提高采油速度、改善开发效果。 5、​ 注水井：用来向油层内注水保持地层压力的井称为注水井。 6、​ 侧钻井：指在原地质、工程报废油水井某个预定井段的套管锻铣开窗，钻出新的井眼，然后在这个新的井眼中下入小套管固井完井而进行油气、水井的生产。 7、​ 水平井：所谓水平井，是指一种最大井斜角达900和在产层内有水平或接近水平井段的特殊形式的油气井。 三、井身结构： 井身结构是指由直径、深度和作用各不相同且均注水泥封固环形空间而形成轴心线重合的一组套管与水泥环的组合。 1、​ 井身结构的组成和作用 井身结构主要由导管、表层套管、技术套管和各层套管外的水泥环等组成 (1) 导管：井身结构中下入的第一层套管叫导管。其作用是保持井口附近的地表层。 (2) 表层套管：井身结构中下入的第二层套管叫表层套管，一般为几十至几百米。下入后用水泥浆固井并返至地面。其作用是封隔上部不稳定的松软地层和水层。 (3) 技术套管：表层套管与油层套管之间的套管称之为技术套管。是钻井中途遇到高压油气、水层、漏失层或坍塌层等复杂地层时，为钻至目的层而下的套管。作用是封隔难以控制的复杂地层，保持钻井工作顺利进行。 (4) 油层套管：井身结构中最内的一层套管叫油层套管。油层套管的下入深度取决于油井的完钻井深和完井方法。一般要求固井水泥返至最上部油气层顶部100～150米。其作用是封隔油、气、水层，建立一条供长期开采油、气的通道。 (5) 水泥返高：是指固井时，水泥浆沿套管壁与井壁之间的环形空间上返面到转盘平面之间的距离。 附图 有关名词术语： 联顶节方入：指钻井转盘上平面到第一根套管接箍上平面之间的距离。 完钻井深： 从转盘上平面到钻井完成时钻头所钻进的最后位置之间的距离。 套管深度： 从转盘上平面到套管鞋的深度。 人工井底： 钻井或试油时，由人工在井内留下的水泥塞面或胶木塞面。其深度是从转盘上平面到塞面的距离。 尾管顶深： 侧钻井在打钻完毕后从原井套管内下入直径较小的尾管丢手后悬挂在开窗点以上。自转盘上平面到丢手喇叭口上平面之间的距离叫尾管顶深。尾管顶深度在今后的通井、射孔等诸多作业施工中是相当重要的数据依据。 造斜点： 钻井过程中在垂直井段内开始造斜段的点称为造斜点。 A靶点B靶点：从造斜段进入水平段（一般井斜角达到900）的那一点称为A靶点。 水平段起始点到水平段终点称为B靶点。 第三章 井下事故处理中常用的公式计算 在我们正常的作业施工中经常进行作业井的洗井、压井、冲砂、酸化、封堵注灰等一系列的数学计算。在事故处理时又经常进行解卡、倒扣、切割、中和点、卡点的计算等等，因此缺少了基本的理论计算这将对精确的组织施工失去了最可靠的保障，只有精确的数据计算加之严谨的操作方法才能做到有的放矢，从而提高施工效率加快事故处理进程。 1、常用几何体的计算： (1) 环形面积 S=π（D2-d2）/4 (2) 梯形体 V＝(A+a/2*B+b/2)*h (3) 环形体积 V＝π/4*（D2-d2）h (4) 圆柱体 V＝π/4D2h 2、压井液密度的计算 R压＝102K*P油层/H 或R压＝102*（P静+P附）/H 式中：P油——为油层压力； P静——为油层中部压力； P附——为附加值；按1.5mpa； K——为安全系数 如：某井中部油层压力为18.5Mpa，层位深度为1628m，附加压力按1.5Mpa计算应选用多大密度的压井液。 R压 ＝102*（P静+P附）/H ＝102*（18.5+1.5）/1628 ＝1.25g/cm3 3、冲砂时所需最低泵排量及砂粒上返时间的计算 Q最小＝36*10-3FV液 Q最小——冲砂时要求最小泵排量，m3/h F——冲砂液上返通道横截面积，mm2 V液——保持砂粒上升所需的最低流速，m/h 其中：V液＝2V降 V降——砂粒在静态冲砂液中的自由下降速度，m/s 表1 平均颗粒 大小 mm 在水中下降 速度 m/s 平均颗粒 大小 mm 在水中下降 速度 m/s 平均颗粒 大小 mm 在水中下降 速度 m/s 11.9 0.393 1.85 0.147 0.2 0.0244 10.3 0.361 1.55 0.127 0.156 0.0172 7.3 0.303 1.19 0.105 0.126 0.012 6.4 0.289 1.04 0.094 0.116 0.0085 5.5 0.26 0.76 0.077 0.112 0.0071 4.6 0.24 0.51 0.053 0.08 0.0042 3.5 0.209 0.37 0.041 0.055 0.0021 2.8 0.191 0.3 0.034 0.032 0.0007 2.3 0.167 0.23 0.0285 0.001 0.0001 例：某井沙面深度2000m，套管内径124mm，最大沙粒直径1.04mm，用Ф73mm油管清水正冲砂，求所需最低液流上升速度，最低泵排量及砂粒上升到地面所需的时间。 解：查表1得：V降＝0.094m/s 则 V液最小＝2V降＝2*0.094＝0.188m/s F=π（D套内径2－d油外径2）/4 ＝3.14*（1242－732）＝7887mm2 Q最小＝36*10-3FV液最小＝36*10-3*7887*0.188＝53.4m3/h t＝H/V液最小-V降＝2000/0.188－0.094＝21276s=5.92h+55min 答：该井正冲砂要求最低泵排量为53.4m3/h,砂粒上返至地面洗井时间不应小于6小时。 4、水泥封堵时的公式计算 在实施水泥封堵或挤注水泥时需用的水泥量与地层物性、生产历史、挤封目的、各种挤封井况等有关，应综合考虑： (1) 挤封射孔井段时： V=（3.8～4.7）R2ФH 式中：V——水泥浆用量，m3； R——挤封半径，m Ф—有效孔隙度，％ H—封堵层厚度，m (2)、封窜时： V=（3.8～4.7）(R2－r2)h 式中：V——水泥浆用量，m3 R——原裸眼半径，m r——套管半径，m H——封窜段长度，m (3) 干水泥用量： G=Vρ干(ρ泥——ρ水/ρ干—ρ水) 式中：G——所需干水泥的总重量，t V——欲配水泥浆的数量，m3 ρ泥——欲配水泥浆的相对密度，g/cm3 ρ干——干水泥的相对密度，3.15 g/cm3（常用干水泥密度） ρ水——水的相对密度 (4) 清水用量： Q=V－G/ρ干 式中：Q——清水用量，m3 V、G、ρ干同前式 （5）灰浆体积计算： V＝G[ρ干－ρ水/ρ干(ρ泥——ρ水)] 式中符号同上 或 V＝πD2h/4 其中，H——预注灰塞的长度，m 实际生产中我们在计算某井的灰浆使用量时通常采用下列公式。 (6） V＝V0(H1-H2)*K 式中：V——泥浆用量，L V0——每米管柱内容积，L H1——注塞时管柱深度，m H2——反洗井深度，m K——附加系数，一般取1.5 经验施工一般按每袋干水泥加水22公升，就能配制密度为1.9的水泥浆35公升。或按0.6立方米清水加入1.2顿干水泥就可配制密度为1.7的水泥浆1立方米。 例1：某井需注灰，用量为4m3,要求灰浆密度为1.85kg/cm3，问需干水泥多少公斤、清水用量为多少公斤。 解： 干水泥用量：G=V/ρ干（ρ泥——ρ水/ρ干－ρ水） =4*3.15*（1.85-1/3.15-1） ＝4*3.15*（0.85/2.15） ＝4*3.15*0.395＝4.98（t） 清水用量：Q=V－G/ρ干=4－4.98/3.15=4－1.58＝2.4（m3） 例2：某井为Ф150mm套管，现有250kg干水泥，要求配制密度为1.8g/cm3水泥浆，问需用多少清水配制，水泥塞的厚度为多少米？ 解：首先我们应该计算出该井所需用多少的灰浆量，那么 灰浆量：V=G[ρ干－ρ水/ρ干（ρ泥－ρ水）] ＝250*[3.15-1/3.15*(1.85-1)] =250*0.853 =213.29L ＝0.213（t） 清水用量：Q=V－G/ρ干＝213.29－250/3.15＝133.92＝0.13m3 水泥塞厚度：H＝V/D2π/4=0.213/0.0176=12.1（m） (7) 顶替液量的计算： V顶＝（H1—V/V/）V0+V附 式中：V顶——顶替量，L V/——每米油套环空与油管内容积之和，L V附—地面流程管线容积，L V0—每米管柱内容积，L H1—注塞时管柱深度，m 5、深井泵的理论排量 深井泵在理想的情况下，即不考虑其它因素的影响，每日的理论排量为 Q理＝KSn 式中：Q理——深井泵理论排量，m3/d S——冲程,m n——冲次,次/m K——排量系数 其中，K值的计算：K＝24*60*π*D2/4 D为各类不同泵径的直径，mm 6、各类不同金属管材每米重量的计算 M=(D-b)*0.02466*b 式中：D——金属管材的外径； b——金属管材的实际壁厚 7、不同钢丝绳破断拉力的计算 S＝50D2/100 式中：S——破断拉力，KN D——钢丝绳直径，mm 钢丝绳的换新标准：在一节距内断丝达到10%时即刻更新 8、等直径油管允许最大下入深度的计算 H＝P滑∕mq 式中：H——允许下入深度，m P滑——油管丝扣抗滑扣强度，KN（查表） m——安全系数，取1.3 q——油管的每米重量 9、油管的自重伸长与承压伸长的计算： L自＝172*10-9*L2 式中：L——所下油管长度，m P——泵压，Mpa L承＝13184*10-9*PL 10、钢材浮力因数及浮力计算： 浮力因数用K值表示 K＝1－井液密度∕钢材密度 井液中钻柱表观重量的计算 表观重量＝真重－浮力 浮力＝真重*井液密度/钢材密度 因此，表观重量＝真重*浮力因数 11、中和点的计算： L=P/q 式中：L——中和点深度，m P——倒扣上提拉力，KN q——每米管柱重量，kg/m 12、卡点的计算： 准确计算被卡管柱的卡点位置对事故处理及措施实施具有相当的重要性。现场多采用提拉法进行管柱测卡，其理论依据是虎克定律，即 L＝EFλ/P 式中：L——管柱长度，cm E——钢材弹性模数，取2.1*104KN/cm2 F——管柱环形截面积，cm2 λ——管柱伸长量（上提长度之差），cm P——拉力，KN 为了计算方便依据虎克定律推导出了我们目前常用的经验测卡点的计算公式为： L＝Kλ/P 其中，K为常数73mm油管取2450，89mm油管取3450，73mm钻杆取3800 例：某井用经验提拉法推算卡点。喇叭口为2000m，第一次上提250KN，油管高出井口30cm，第二此上提400KN油管高出井口125cm，计算卡点深度。（井内为73mm油管） 解：(1) 虎克定律 L＝EFλ/P＝{2.1*105[π（D2-d2）/4]*（λ2-λ1）}/(P2－P1) ={2.1*105*[3.14*（7.322-6.222）/4]*（125-30）}/(400－250) =155500cm =1555m (2) 经验测卡计算 L＝Kλ/P＝2450*95/150＝1551.6m≈1552(m) 13、不同管柱类型在井下组合时的卡点计算： L＝K2λ/P－L1K2/K1+L1 式中： K2——下部管柱综合系数； K1——上部管柱综合系数； λ——管柱拉伸长度，cm； P——上提拉力，KN； L1——上部井内管柱总长度，m 例题：某井管柱被卡其管柱结构为89mm油管563.45m、73mm油管1325.55m，管柱总长度为1889m，现场测卡并计算卡点。 解：(1) 计算井内管柱重量(89mm油管约为72KN、73mm油管约为118.9KN)，那么管柱总重量为190.99KN。 (2) 上提管柱重量至212KN停止加载做记号。 (3) 继续加载上提至400KN停止加载再次做记号并测量管柱伸长量为119cm。 (4) 计算纯加载负荷为：400-190.99＝209KN 依据公式计算： L＝K2λ/P－L1K2/K1+L1 ＝2450*119/209－563.45*2450/3465+563.45 ＝1560.05（m） 第四章：井下事故的分类与分析 根据油水井套管技术状况和井内工艺管柱结构、采油工艺方法等，可将井下事故类型划分为卡阻、落物事故两大类型。按照事故的发生原因又可将各类型事故分为原发性井下事故和继发性井下事故。 卡阻事故：是指作业过程中生产管柱、施工管柱在起下钻时不能按正常方式起下发生卡钻或遇到阻滞造成管柱不能到达目的深度的现象。 落物事故：泛指井筒内坠落的所有物体，必须进行作业手段处理的。 原发性井下事故：是指生产井因为自身条件发生变化造成不能正常生产出现的工程事故。如：生产参数的不合理加剧了井内生产管柱及抽油杆的应力下降、管杆的偏磨、井筒高矿化度液体对井下管柱及套管的侵蚀、地层构造微地震和地层应力对套管产生挤压致使套管变形、位移、由于地层的非均质性和大泵提液的强制开采导致地层出沙等等。 继发性井下事故：是指在作业过程中由于采取措施不当、管材质量或人为原因造成的井下事故。 第一节：卡钻事故 由于卡钻事故的发生，会使油水井的生产不能正常进行，严重时还会使油水井报废，给油田的生产和经济造成重大损失。因而如何预防和及时妥善处理卡钻事故，对维护油田生产和提高作业水平是非常重要的。 纵观现场各类型的卡钻事故井分析，导致井下管柱被卡的原因可分为：砂卡、蜡卡、水泥卡、落物卡、电缆卡、工具卡、套管变形卡等，归纳如下。 （1）油水井在生产过程中造成的油管或井下工具被卡，如砂卡、蜡卡等； （2）井下作业措施不当造成的卡钻，如落物卡、水泥卡、套管卡等； （3）井内下入了不当或制造质量差的井下工具造成的卡钻，如封隔器不能正常解封造成的卡钻等； （一）、砂卡 1、砂卡的原因与分析 （1）生产过程中，地层砂随油流进入井内，随着流速变化，部分砂子逐渐沉淀，从而埋住部分生产管柱造成卡钻。 （2）生产过程中，地层砂随油流进入生产管柱内，由于某些客观原因停抽时砂粒沉积在泵上管柱内造成活塞卡导致开抽失败。 （3）注水井在停注过程中的“倒流”现象，使砂子进入套管，造成砂卡。或在放溢流时由于排量大、时间长造成大量地层砂随水流上返，随着溢流水量的减小部分地层砂形成沉积造成管柱卡钻。， （4）冲砂时泵排量低，冲砂液携砂能力差，冲砂工作不连续，冲砂方式不正确，使用较大直径的工具代替专用冲砂工具等，造成冲起的砂子重新回落并沉淀造成卡钻。 （5）压裂施工时携砂液性能不合格，施工不连续，加沙量过大，压裂后排液过猛等均可造成卡钻事故。 （6）其它原因：填砂施工中砂比过大速度快，修井时不及时向井筒内补充压井液造成井喷，注采过程中工作制度不合理等也可造成砂卡管柱。 2、砂卡的预防 从造成砂卡的原因来看，采取以下措施可以有效的预防砂卡的产生： （1）​ 对于出砂比较严重的生产井要提前做好下井生产管柱的防砂完善，如对出砂地层进行化学防砂处理或对生产管柱悬挂滤砂管等，对于砂面较高的井及时进行冲砂作业，防止卡钻。 （2）​ 冲砂时水泥车的泵排量要达到一定数值，以保证上返液体对砂粒有足够的携带能力使其顺利返至地面。在倒罐或换接单根前必须充分循环一定时间，换接单根时动作要快最大限度的缩短换接时间。 （3）​ 压裂施工时，要严格按照施工要求进行避免油管下得过深、含砂比过大排量过小，压裂后放压应使用油嘴控制放喷，禁止无控制放喷等。 （4）​ 在填砂施工特别是侧钻井填砂施工时要首先确定填砂量，其次控制砂比及填砂速度，使用专用的填砂漏斗进行填砂，尾管深度应距预计砂面有足够的距离，填砂期间应连续活动管柱至砂子全部沉淀，不得在油管与套管环形空间进行倒入法加砂。 （5）​ 打捞作业中冲洗鱼顶要彻底，应将鱼顶上部砂子全部冲出井筒方可进行打捞作业。 图4－1 负压式专用填砂漏斗 （6）​ 注水井在喷水降压或放溢流时，防止喷水放压过猛。 3、油水井出砂的原因 油井出砂是指地层中的松散砂粒在生产压差的驱动下，随产出液流向井底。一部分被产出液携带至井口，另一部分直接沉积或由于密度差的作用重新沉积到井底，而造成井底积砂。 造成油井出砂的主要原因有内因——砂岩油层地质条件；外因——开采条件。 3.1内因 油层岩石的性质及单井控制范围内目的层的应力分布状态是造成油井出砂的先天性主要原因。主要包括 (1) 油层岩石的地应力分布状态； 油层岩石处在一个复杂的地应力场中，由于地质构造和认为因素（钻井及各种油层改造措施），使得目的层中的应力分布状态更加复杂。应立场的不均衡分布是造成岩石结构破坏的一个主要因素。 (2)油层岩石的胶结状态 岩石的胶结强度是影响油层中岩石结构是否完整的一个重要因素。岩石的胶结强度主要取决于交接物的种类、数量和胶结方式。 （3）渗透率的影响 在一般情况下，油层岩石的孔隙度越大，油层岩石的渗透率也越高，岩石的强度越低，油层出砂就越严重。 (4) 地层流体的物性 随着油田开采的进行，地层压力不断下降。当地层压力低于饱和压力时，地层中原油脱气。由于脱气后的原油粘度增大，使其对孔隙中的砂粒的携带能力提高，是引起油井运移出砂的一个原因。在相同的条件下，地层液体的粘度越大，油井越容易出砂。 3.2外因——开采条件 在地层岩石性质及目的层位中应力场分布状态相同或相似的前提下，生产压差过大，采液速度过大，由人为因素造成的各种油井激动而引起的 地层压力场急剧变化，重复压裂等过度或突变的油井开采条件则是造成油井出砂的另一个主要原因。主要包括以下几方面： (1) 射孔密度的影响 射孔密度太大，密集射孔破碎岩石甚至引起套管的破坏都会引起出砂。 (2) 油(水)井工作制度不合理造成出砂 由于油井油嘴过大，强烈抽汲、气举以及水井的猛烈放喷等，都会造成油层结构破坏，引起大量出砂。 (3) 其他因素 ① 当生产压差过大或采液速度过高时，地层中液体的渗流速度很大。越靠近井壁，液体的渗流速度越大。具有很高流速的地层流体将对地层中的岩石产生巨大的冲刺力。在其他条件相同的情况下，生产压差越大，渗流速率越高，油井越容易出砂。 ② 突然的开关井操作、放套管气等人为的因素可造成油井的激动，在井底附近的地层中形成突变的应力场。这种以突然的方式建立起来的压差，以压力波的形式向地层深部传播时，在井壁附近形成很大的压力梯度。高梯度的压力波可以破坏岩石结构而造成油井出砂。 ③ 过度酸化和重复压裂等油层改造措施破坏了岩石结构，也会造成出砂。 ④ 油田开发后期的大量注水，在水敏性地层中造成岩石膨胀，泥质胶结物松散解体而出砂。 ⑤ 油井出水，水冲刷油层的胶结五，破坏岩层颗粒间的胶结，特别是泥质胶结更易使岩层破裂而引起出砂。 总之，造成油(水)井出砂的原因很多，也很复杂，不同的井、不同的层位，出砂的原因各异，在生产过程中，要加以注意和保护油层的岩石原始状态和结构。 （二）水泥卡 1、水泥卡钻的原因与分析 （1）打完水泥塞后，没有及时反洗井或上提管柱，水泥受井内高温高压或矿化度的影响出现初凝将井下施工管柱卡住。 （2）封堵施工前没有对下井施工管柱进行试压，没有验证上部套管的完好状况，进行憋压挤注时使水泥上行至套管破损处而短路，将上部管柱封固在井内造成卡钻。 （3）水泥入井后施工时间延误、过长或添加剂量不准，在施工期间发生凝固导致管柱卡死井内。 （4）施工前没有对井筒充分洗井降温，施工时未打前后隔离液，水泥浆与入井液未作隔离处理，井下温度过高水泥浆未作处理或选择的水泥标号与施工井井况不符合，井下遇到高压盐水层，使水泥浆性能发生改变，以致早期固结造成管柱被卡。 （5）计算错误，或挤水泥时设备发生故障造成管柱卡钻。 （6）候凝时间不够，未等井内水泥凝固盲目探灰面，探至设计灰面深度由于水泥浆没有完全凝固误认为注水泥失败，此时，既不上提管柱又不洗井造成卡钻。 （7）候凝期间上提管柱高度不够，由于挤注压力过大地层倒流灰面高度上升造成注灰管柱被卡。 （8）挤注水泥、候凝过程中，由于井口渗漏使水泥浆上返或在反洗井过程中油管悬挂器盘根坏形成大循环没有被及时发现延长了施工时间，造成管柱被卡。 2、水泥卡钻的预防 （1）配制水泥浆时按照地层性质使用与地层相配伍的水泥，搅拌灰浆时加入适量的添加剂延缓水泥浆的初凝时间并做小样实验。 （2）施工前使用清水彻底洗井以降低井温，打入水泥浆之前替入一百米管柱容积的前、后隔离液。 （3）保证下入井内的封堵管柱具有良好的密封性能，加快施工时间一旦水泥浆入井必须保证施工的连续性，现场必须备有两台或两台以上泵车待用，所有施工设备（作业机、水泥车等）不得熄火，遇有异常现象发生及时采取果断措施上提管柱或大排量反洗井。 （4）技术人员现场具体指挥操作施工，对于井筒结构、管柱组合、顶替液量、水泥浆用量做到精确计算，以避免过顶、欠顶、或挤注量不够等现象发生。 （5）施工完毕应以最快速度上提施工管柱，距离灰面100米高度，必要时全部提出施工管柱。 （6）按照设计要求完成水泥浆的候凝时间，不得提前下探灰面。候凝结束后下探灰面时加压不得超过20KN。 （7）封堵施工井口使用2FZ180-35型半全封封井器。挤注限压较低时也可采用悬挂器密封井口不装上法兰，但必须保证四通顶丝灵活好用。 （8）当向地层内挤注水泥浆泵压开始上升时应减小水泥车排量缓慢挤注。当压力指达到封堵压力上限时停止挤注，并稳压1～2分钟。 （9） 确保封堵压力无损失后，缓慢泄压。绝对禁止无控制突然放压。以免因压力的突然减低致使套管发生应力变形将管柱卡死井内。特别是小井眼施工时此点最为重要。 （三）落物卡 1、井下落物的定义：凡由井口掉入或从管柱、测井装置上脱落于井内的金属和其他有形物件通称井下落物。 2、落物类型： 管类落物：井下鱼顶或落体为圆筒状。如、油管、钻杆、下井工具等。 杆类落物：井下鱼顶或落体为柱状型。如、抽油杆、枪棒、球杆等等。 绳类落物：井下落物为绳类体。如、钢丝绳、测井电缆、测试钢丝等。 小件落物：小于井筒内径且体积较小的落体。如、螺栓、螺帽、丝堵、钢球、钳牙、月牙手柄等等。 3、落物危害： a)​ 缩短沉砂口袋，使油井免修期缩短； b)​ 堵塞油层。直接影响油水井正常生产； c)​ 造成管柱卡钻事故或进行大修处理； d)​ 妨碍增产措施的实施； e)​ 迫使油水井侧钻或做报废处理，直接影响油水井的生产寿命。 4、造成井下落物的原因分析 井下落物事故在现场施工是遇到最多的一种常见多发事故，造成井下落物事故的原因很多、也很复杂，我们大致从一下几个方面做具体分析 ①管类落物：该类型事故是指油管或钻杆因某种原因发生脱落造成的井下事故，譬如生产管柱常时间悬吊在井内，长期经受井下高矿化度液体的侵蚀和生产液体的冲刷，造成管柱的腐蚀，致使管体或管柱螺纹不能承受自身的重量而落井。在处理工程事故中特别是在解卡施工中，管柱在频繁的高冲击力载荷下连续工作，管柱产生金属疲劳发生断脱也是造成事故的原因之一。管材的材质与螺纹加工精度同样也是造成管柱脱落的潜在因素。再者人为的原因造成管柱落井也时有出现，如责任心不强,单吊环将管柱折断落井、连接螺纹偏扣落井、下钻速度过快刹车不及时出现井口顿钻造成管柱落井等等。 ②杆类落物:杆类落物落井事故的产生原因一般有下列几种情况： 第一，是生产参数设定不合理或深井泵活塞在泵筒内出现卡阻状况时，抽油机的往复运动导致了抽油杆出现杆体疲劳在强力提拉下造成落井； 第二，抽油杆的螺纹锁紧方式不同于油管螺纹锁紧，油管螺纹的锁紧是依靠螺纹锥度达到密封和锁紧，而抽油杆则是在一定扭矩下依靠台阶方式锁紧螺纹。在下入抽油杆的过程中由于丝扣的损坏或母扣螺纹内腔存有杂物没有清除干净致使无法完成台阶锁紧，下井后经过一定时间生产后丝扣松脱造成落井事故，严重时脱落的抽油杆会在冲击力的作用下将生产管柱砸掉造成复杂的井下工程事故; 第三，对于螺杆泵生产井没有加装防倒扣设施，因为停电、停机维护等原因井内杆柱产生反向扭矩将抽油杆倒掉造成落井； 第四，进行测井、电缆射孔、软探砂面等施工时测井仪器被卡不能顺利起出造成仪器落井；第五，某些需投棒达到施工目的作业，如打卸油器、投棒射孔、水井测试等也会造成杆类落物落井事故的发生; ③绳类落物：造成绳类落物落井的原因多半是因清腊、测试、抽吸、射孔等工作失误，连接在绳缆底部的安全销钉设计参数出现偏差或直接失效导致钢丝、钢缆断裂落井。 ④小件落物：在修井施工中，井口没有安装自封封井器或起出井内全部管柱后井口未密封，因操作失误或检查不细，致使一些手工具（如管钳、扳手、牙板等），辅助工具（如钳牙、卡瓦牙块、月牙手柄、吊环插销），井口螺栓、螺帽、丝堵、各类形体较小的配件等等掉入井内。 5、井下落物的预防 预防井下落物的主要措施是： ①施工中装好井口自封，当起出所有井下管柱时应将井口封盖防止落物入井； ②掌握好套管完好情况，对于情况不明的井，在下入完井管柱或修井管柱前应先行对套管通径或打印验证，避免盲目下入大直径工具发生卡钻而造成井下落物。 ③完井管柱尾管和封隔器深度要适当，避开套管接箍避免难以解封，尽可能的减少砂卡等而造成井下落物事故； ④所有下井工具在下井前做好认真检查应完好，避免因工具损坏和部件散落而造成井下落物； ⑤下井管柱各部应上紧，在下钻之前校正井架防止丝扣上偏，夜间施工井口保证有良好的照明度，避免因管柱松脱造成的井下落物； ⑥起下作业中井口操作台上不得摆放与起下作业无关的小物件，避免因操作不慎造成小件落物落井； ⑦测井、射孔等施工作业中操作手应精力集中、控制好电缆的下放和上提速度，避免因遇阻遇卡造成工具落井和输送绳、缆落井的事故； ⑧实施解卡作业时，解卡载荷应控制在管柱的抗拉安全范围以内，防止造成管柱的二次事故。 （四）电缆卡 电潜泵因其排量大、产量高而备受各油田青睐，而检泵、换泵或因电机损坏、电缆烧断、套损等等原因在作业施工时经常发生电泵管柱被卡或因电缆堆积造成卡死机组等恶性事故使之难于打捞。 1、电缆卡钻的原因与分析 因电缆发生的井下事故分为两个部分：一是因测井电缆遇卡而引发的井下事故、二是电泵井施工时电缆发生卡阻出现的井下事故。 ①测井电缆遇卡一般有下列几种原因 电缆输送射孔时枪身密封不好造成枪体进水，点火后引起枪身炸裂造成枪身涨紧在套管内壁上导致电缆卡； 生产井测试、软探、校深等由于套管变形、油管弯曲、或井内有不明鱼顶，仪器在触及到遇阻点后受挤不能正常起出电缆造成电缆卡； 斜井、侧钻井或造斜曲率较大的井电缆下放过快造成电缆堆积也极易形成电缆卡钻； 水井调换水嘴需捞取芯子进行测试时由于配水器芯子过紧或结垢，同样造成钢丝绳无法正常起出导致打捞钢丝绳遇卡； ②电泵电缆遇卡一般有以下几种原因： 电缆在下井时电缆卡子未按标准卡紧或数量不够，致使入井电缆松脱； 上提电泵电缆时电缆与油管不能同步上行形成电缆堆积造成卡钻； 电泵井在生产过程中由于某种原因管柱脱落，电缆同时被拉断，这种情况的发生不但导致了生产井的躺井，严重影响了生产效率，同时也造成了后续的工程事故； 2、电缆卡钻的预防 井下作业的施工是多方位、诸多单位的配合工作，它包含许多分支性的综合工作，因此预防各类型事故的发生也是多方位、多单位的积极配合与努力，共同消除隐患尽最大可能避免事故发生。为避免此类事故的发生： 首先，明确井身结构、造斜点、拐点深度、井下有无落物、井内鱼顶形态、鱼顶深度等等。 其次，控制好下放速度特别是当进入造斜点以后更应缓慢下放，以防绳缆打扭堆积，对于斜度超过400的井身，禁止使用电缆进行任何形式的施工作业。 第三，对于注水井应定期进行洗井，注入水符合水质标准。 第四，电缆安全销钉应符合设计参数一旦出现电缆卡钻时可实施行之有效的释放，将事故范围降低到最小化。 第五，电泵井施工在下入完井管柱时其电缆卡子按便准打紧、打全，防止电缆松脱。 第六，上提电泵管柱时一旦发现电缆与油管不同步时立刻停止起钻，按照胜利石油管理局《潜油电泵井解卡推荐方法》实施操作，待遇卡解除后再上提电泵管柱。 （五）工具卡 多指井内各种工艺管柱中的下井工具如封隔器、水利锚、支撑卡瓦失灵等引起的各种管柱卡钻。因下井工具造成卡钻的原因是多方面的， 1、工具质量：从工具自身来讲存在有加工质量、加工工艺的精湛程度，能否在井下长期承受较大负荷的加载、能否经受高温高压和高矿化度液体的侵蚀而满足设计技术指标及生产指标的要求。在以上因素中其中某一环节出现问题（如工具材质、加工精度特别是解封和释放机构的加工工艺、橡胶的抗硫化性能等），将导致工具无法正常起出造成卡钻，严重者必须经过大修处理。 2、生产井在正常生产过程中地层出砂、注水井停住时液体倒流，沙粒随水流回返造成工具沙埋导致卡钻。 3、工具下深部位处在套管接箍位置或未按井身结构、选择相适应的下井工具。 4、工具下井前未对井筒进行通井作业致使工具在下至套管有型变的部位时因下钻速度过快将工具卡在套管型变部位。 5、工具下井时下钻速度过快，在管柱行进过程中由于工具与套管内壁产生滑动摩擦或进入液面后受液体的上升阻力，极易造成工具座封。非正常状态下强制性座封对锚定类工具的座封与释放机构的损害是比较严重的，一旦损坏势必导致工具在井内形成卡钻。下管柱过程中因液压钳被钳失效，造成管柱旋转或接下油管时上提接箍过高，也极易造成封隔器的中途座封、同样因下钻速度过快工具座封后因外力的强大冲击导致座封与释放机构损坏形成管柱卡钻。 预防工具卡钻我们应做好以下几个方面的工作：首先选择有生产资质的正规厂家生产的有可靠质量保证的下井工具，下井前对工具进行地面检验观察其座封机构与释放机构是否灵活好用，其次在生产管柱下入前使用规范的通井规对井筒进行通井作业，通井过程中无任何阻滞现象方可下入生产管柱。第三，工具在下井过程中严格控制下放速度避免中途座封，第四，工具下深工作点应避开套管接箍和套管型变点。第五，严格按照工具所提供的技术参数加载座封载荷，对于打压座封或实施井下丢手的工具其泵入压力应控制在设计工作压力以内不得因未实现座封或丢手泄压而强行提高泵入压力。 （六）套管变形卡 多指套管技术状况较差，出现变形、破裂、错断等，使工艺管柱中较大直径的工具受卡而提不动，这种情况目前日渐增多，是油田修井的重中之重。 1、套损的原因 套损的原因是相当复杂的，国内外不少学者进行了多方面的研究，虽然观点各异，但也具有共性，这就为制定套损预防措施提供了必要的条件。造成油、水井套管损坏的因素是多方面的，概括性地分为地质因素和工程因素两大类。 （1）地质因素 地层（油层）的非均质性、油层倾角、岩石性质、地层断层活动、地下地震活动、地壳运动、地层腐蚀等情况是导致油水井套管技术状况变差的客观存在条件，这些内在因素一经引发，产生的应力变化是巨大的、不可抗拒的，将使油、水井套管受到损害，甚至导致成片套管损坏，严重地干扰开发方案的实施，威胁油田的稳产。 （2）工程因素 地质因素是客观存在的因素，往往在其它因素引发下成为套损的主导因素。采油工程中的注水，地层改造中的压裂、酸化，钻井过程中的套管本身材质、固井质量，固井过程中的套管串拉伸、压缩等因素，是引发诱导地质因素产生破坏性地应力的主要原因。 ① 套管材质问题 套管本身存在微孔、微缝，螺纹不符合要求及抗剪、抗拉强度低等质量问题，完井后，由于采油生产压差或注水压差长期影响，导致管外气体、流体从不密封处渗流进入井内或进入套管与岩壁的环空，分离后聚集在环空上部，形成腐蚀性很强的硫化氢气塞，将逐渐腐蚀套管。 ② 固井质量问题 固井是钻井完井前极其重要的工序，它直接关系到井的寿命和以后的注采关系。固井施工由于受各方面因素影响较多，固井质量难以实现最优状况。如果井眼不规则、井斜、固井水泥不达标、顶替水泥浆的顶替液不符合要求、水泥浆的密度低或高、注水泥后套管拉伸载荷过小或过大等等，都将影响固井质量。在固井过程中，由于水泥问题、钻井液泥饼问题、固井前冲洗井壁与套管外干净程度等问题，往往造成水泥与套管、水泥与岩壁胶结固化不好，即所谓两个界面胶结不好。这将使套管未加固部分又增添了压缩负荷，再加上驱替水泥浆过程中，顶替液密度低，使套管外部静液柱压力大于套管内部静液柱压力，套管实际处在径向被压缩状态中，因此，在水泥浆固结后，胶结不好的部分常常会出现套管弯曲。 ③ 完井质量 完井方式对套管影响是很大的，特别是射孔完井法。射孔工艺选择不当，一是会出现管外水泥环破裂，甚至出现套管破裂；二是射孔时，深度误差过大，或者误射，这对于二次加密井，三次加密井的薄隔层尤为重要，误将薄层中的隔层泥岩、页岩射穿，将会使泥页岩受注入水浸蚀膨胀，导致地应力变化，最终使套管损坏；三是射孔密度选择不当，将会影响套管强度。如在特低渗透的泥砂岩油层采用高密度射孔完井，长期注水或油井油层酸化、压裂改造，短时间的高压也会将套管损坏。 2、套损预防措施 根据上述的套管损坏原因，提出以下预防措施，以便有效地减缓套损速度的上升。 （1）套损的前期预防 ① 防止注入水窜入软弱夹层 注水开发的油田套管损坏主要是由于高压注入水进入软弱泥页岩夹层和断层接触面引起的地应力释放造成套管损坏，注入水窜入这两个地方除地质因素（天然裂缝窜入等）外，主要是由工程因素引起的，如固井质量不合格，超过破裂压力注水等。在工程中要防止注入水窜入软弱夹层方法如下： a）提高固井质量保证层间互不相窜 套管在井内偏心是造成固井质量不好的一个重要因素。这主要是因为实际所钻的井眼不是绝对垂直的，会不同程度地产生井斜。由于井斜存在，套管在井眼内自然就不会居中，产生不同程度的贴靠井壁现象形成套管与井壁的间隙大小不一。当水泥浆通过间隙大的地方，原来的泥浆容易顶替；反之，间隙小，由于对液流阻力较大的水泥浆很难顶替原有的泥浆，形成常见的水泥窜槽现象。形成窜槽现象后，就不能有效封隔油气水层，油气水就会通过没有水泥环的部位窜流。而使用套管扶正器，就能够使套管在固井时居中，对于定向井或大斜度井更需要使用套管扶正器。因此，合理使用套管扶正器使套管居中是提高固井质量的主要措施。使用好扶正器必须解决两个问题，一是选择好扶正器与井眼尺寸的配合；二是设计扶正器间距。目前国内有好几种计算方法，都比较复杂，但现在都已实现计算机程序化，只要输入井斜、方位变化值和套管尺寸即可设计出某一段两个扶正器间距，设计总的原则是扶正器间距随井斜增大而减少。 b）固井时在油层顶部下管外封隔器 固井时由于不能每口井都百分之百地保证质量，一旦某一口注水井或高含水油井固井质量不合格，水就会在高压作用下，沿着窜槽地方窜入软弱的夹层段，造成潜在不稳定地层地应力释放。由于这方面问题造成教训有许多，在总结这个经验教训时，提出了在油层顶部下一个管外封隔器，防止注入水窜槽。使用方法是在固井时，在油层顶部隔层和油层之间下入管外封隔器，当注完水泥浆时把封隔器坐开，即可达到弥补固井质量不好的问题。 c）注入压力限制在地层微破裂压力以下 注入压力应以满足注水量，防止套管损坏为合理注入压力。如果这两项发生矛盾时，应以后者来确定。这主要由于当注入压力高于地层最小水平地应力（即破裂压力）时，很容易沟通原始裂缝，吸水量猛增即形成水窜入软弱夹层。因此一个油田开发前，应开展地层地应力测试，根据地应力测得结果，按开发方案要求，把注入压力控制在最小地应力以下。 d）压裂改造时防止垂直裂缝延伸到软弱夹层 一般井深大于500m压裂所形成裂缝为垂直裂缝，其缝高与压裂施工排量有关，排量越大，其缝越高，美国棉花谷压裂后测井温总结出缝高与排量关系为： H=7.321.03Q ……………………………… （4—1） 式中：H—缝高，m； Q—排量，m3/min。 从该式可看出，若施工排量为2.5 m3/min，则缝高为96m，因此当砂岩的厚度小于此值，裂缝就延伸到夹层。当注入水从水井渗到压裂形成的人工裂缝带时，水就很容易窜到软弱夹层，给以后开发过程中带来许多弊病。因此，对于一个油田进行压裂方案设计时，一定要认真的了解压裂层、盖层的岩性及它的弹性模量、泊松比、抗张强度等力学参数，根据这些力学参数设计合理的排量，防止裂缝上下延伸到盖层。 e）合理地设计注采井网 高含水井早于低含水井发生套管损坏。这主要是由于水过早通过裂缝或固井的窜槽进入了软弱层造成的结果。故选择合理注采井网、延迟油井水淹是防止套管损坏的一种方法。为此，注水开发裂缝性油田时，有两种注采井网有利于防止套管损坏： 行列注采井网。油水井排方向与油层主裂缝方向平行，利用注入水沿裂缝突进特点，使相邻水井之间很快拉成水线，均衡地渗透到油井排去，这可防止因裂缝水过早串到软弱层。 菱形注采井网。在采用面积注水方式时，油水井排的方向与油层主裂缝错开一个角度，这可延迟处于裂缝方向上油井过早水淹。 ② 维持合理的注采压差 现在人们认识到，由于油层中流体被开采出来，一段时间（或很长时间）不注水补充能量，岩石的弹性应变力大量释放而形成一个低的应力异常区，周围高压应力区推动岩体向低压区运动，造成大量套管损坏。相反，注水强度大，注水量过多，则可形成高应力异常区，也会推着岩体向低应力区运动，使套管成片损坏。因此，油田开发都应适时、适量、低于破裂压力注水，保持适当孔隙压力，并使油田内部各区块孔隙压力保持基本平衡，以避免套管损坏。 ③ 防止油层出砂 油井出砂，水井吐砂，一方面影响油水井生产；另一方面在出砂层位形成空洞，空洞位置的套管失去支撑，当覆盖层发生坍塌，其坍落的岩石块撞击套管很容易造成套管损坏，因而在开采过程中应防止地层出砂。目前比较成熟的防砂工艺有： a）树脂类防砂工艺技术。 b）水泥类防砂工艺技术。 c）氯化钙稀水泥浆防砂工艺。 d）金属绕丝筛管防砂工艺。 以上防砂工艺仅是现场中几种防砂方法，还有其它许多方法，如硅酸钙、挤入粘土稳定剂等。但这些方法都是针对地层特点、地温、泥质含量和出砂程度而研究出来的，因此对于具体区域油水井出砂，应首先研究其油层出砂特点再选用适合其特点的防砂方法，达到防砂的目的。值得指出，不论用哪种防砂工艺技术，对于地层出砂严重而形成较大空洞的井，在防砂之前，应首先采用高压填砂工艺技术，使空洞填满砂，再进行防，这样才能保证套管不因出砂形成空洞而造成套管损坏。 ④ 防止套管腐蚀 随着油田持续开发，因腐蚀所致的油水井套管损坏问题也日趋严重，给油田生产带来极大危害。目前在防止套管腐蚀上，国内外比较成熟方法如下： a）提高封固质量以隔绝腐蚀介质与套管之间的通道 根据井区地下介质矿化度的情况，当确认其中含有腐蚀性的介质特别是硫酸盐时，应使水泥浆返至地面，并采取措施保证封固质量，水泥浆硬化后在套管周围形成一圈致密连续的水泥环。 b）采用阴极保护技术 套管的阴极保护原理是采用地面直流电源和辅助阳极供给大量电子，使被保护金属阴极化，当极化电位极化至被保护金属腐蚀电池中阳极初始电位相等或负些时，腐蚀就被控制。 c）使用抗H2S套管 当井内H2S达到一定浓度时，若不采取措施，套管很容易出现氢脆而损坏。对于产H2S的油田，在防止套管氢脆时，应选用抗硫化物套管。在10种钢级的API套管中，抗硫的套管有六种，即H-40、J-55、K-55、C-75、C-80和C-90。 d）加杀菌剂杀死有腐蚀的细菌 当发现井下套管腐蚀是由于细菌（一般是硫酸盐还原菌）腐蚀时，应根据是什么细菌腐蚀而采用相应杀菌剂。其杀菌剂应是复合型的，即缓蚀和杀菌共同作用。若采取单一杀菌剂，使用初期有比较好效果，随着时间的推移，由于反复加药，菌类便有一定抗药性，其单一杀菌剂就不起作用。其加药量和加药周期可根据挂片细菌腐蚀速度决定。 ⑤ 改进射孔对套管损害的措施 射孔对套管损坏程度主要与使用的射孔弹类型及射孔枪型有关。因此，减轻射孔对套管损坏程度，可以通过合理地选择射孔弹射孔枪来实现。就聚能射孔原理而言，不论弹型设计得如何合理，其有效炸药量总不能达到百分之百，多数射孔的有效炸药量只占全部炸药量的40%，无效药量对套管有直接或间接的损害作用。因此改进射孔对套管的损害应包括以下几方面： a）射孔弹的选择一般情况是与射孔枪型相配合。但是，就射孔弹来讲，应当选择药量小，穿孔深，孔形规则，不堵孔为最佳。 b）应当严禁使用无枪身射孔和无枪身射孔弹。 c）严禁射孔的孔眼排列为直线型，应采用孔眼成螺旋排列。 d）当油层部位固井质量不好时，应采取减少射孔孔密或其它措施，防止因射孔给套管造成较大的伤害。 ⑥ 对下井套管要进行严格质量检验 套管下井前均应进行严格的质量检验，若发现有问题，应视情节严重与否处理。检验内容如下： a）管体部分包括有：丈量长度，外观目测检验，管体尺寸精度检验，如通内径、量外径、测壁厚和称单重、壁厚不均系数、内外不圆度、模拟射孔检查、机械性能检验、化学成份检验。 除上述方面的检验外，还要进行宏观低倍数及微观金相组织检验，进一步了解热轧工艺及热处理工艺中发生问题而产生的组织不良情况。 b）螺纹部分包括：外观目测检查，用综合螺纹量规检查紧密距，用螺纹单项检测仪检查螺纹要素的单项精度，如锥度、齿高和齿形角。 c）强度检验包括：抗内压、抗挤抗拉及残余应力等对抗挤临界压力的影响。 ⑦ 改进套管柱设计方法 传统保守设计套管抗挤强度是采用上覆层的压力来确定套管抗最大外挤力。事实上证明用这个方法确定最大外挤力是不合适的。应采用泥页盐岩蠕变形成不均匀“等效外挤力”作为套管抗最大抗挤强度。因此，油田开发前要准确测定地应力值，以该值进行设计，选择适合的套管等级和壁厚。值得提出的是，在射孔部位设计套管承受最大抗挤力时应考虑射孔影响。一般讲，对于螺旋布孔（相位角90º），孔密每米小于15发时，可认为套管强度减少10%。 ⑧ 提高套管抗挤强度 a）使用高强度套管 应用高强度P-110、V-150套管显然可以提高套管抵抗挤毁能力，因此可减少套管损坏。使用高强度套管优点不仅可以使套管抗挤能力增强，而且施工作业与普通套管最为接近，因此，在设计抵抗较大外挤力时是首先被选用对象。但是，由于高强度钢材韧性低，承受冲击的能力差，抗腐蚀能力低，易于受氢脆破坏；高强度套管不适于现场焊接，加工比较困难；在维修和侧钻时要磨穿这种套管也很费劲。因此，高强度套管的应用范围受到了一定限制。 b）采用厚壁和小直径的套管 所谓厚壁套管就是将一般套管的壁厚加大，以增大其抗压强度的套管。一个空管对点载荷的承受能力与钢的强度成正比，与壁厚平方成正比。显然，为提高承受点载荷的能力，增加壁厚比增加强度更为有效.当载荷、壁厚均相同时，管径对变形有很大影响，小管径套管有较高的抗变形能力。 c）在易发生套管损坏岩层段下双层组合套管 泥页岩层在见水和盐岩在比较高的温度下易产生蠕变，在井壁周围产生不均匀地应力挤压套管，当其“等效挤压载荷”或地层施加给套管的侧向力比较大时，用高强度套管满足了抗挤需要（或采用API标准的特厚壁套管），由于井径间隙不适合，或由于市场无相应管材供应，或由于套管柱重量超过钻机承重能力而无法使用,这时可行的办法就是采用双层组合套管。所谓双层组合套管就是在套管内下入小套管，然后往环形空间内注水泥，形成一个整体组合结构，内层套管可由井口下至目的层，也可采用尾管形式。理论和实践表明，只要双层组合套管内外管尺寸及水泥品种选择适当，它具有极强的抵抗挤毁能力，其挤毁强度至少等于各层套管强度之和。因此，在超高压、高蠕变的地层中双层组合套管就起到防止套管损坏的明显效果。 （2）套损的后期预防 套管损坏的后期预防主要是指在修井作业过程中对套管的保护，无论是常规作业维护还是措施上产均会由于管柱的上下往复运动对套管产生摩擦与磨损。特别是进行井下事故处理时对套管的损伤是尤为显著的。如套磨铣作业、套管整形、套管冲涨、发生工具卡钻时的反复解卡、酸化、压裂、高压施工等等。 做到对套管的有效保护应从以下方面考虑，首先加强油水井的日常管理最大限度的延长油水井的免修期以减少作业次数，降低对套管磨损与伤害。其次，在进行工程事故处理时做好对套管的先期保护，必须对套管变形部位进行整形或对井下复杂鱼顶进行套磨铣施工时应在下井工具之上加装尺寸适宜的扶正器，特别是在斜井段进行作业时加装扶正器是切实而又必要的。对于酸化、解堵需向井内注入化学类药剂时添加足量的缓蚀剂、防腐剂以免对套管造成腐蚀伤害，高压条件下施工时充分考虑井身套管的抗内压强度，应在低于套管抗内压的75％以内工作。 3 、套管损坏的类型 根据几十年修井施工积累的资料，结合套损原因，将套管损坏的类型分成以下六种