吐哈油田膨脹管套管補(bǔ)貼技術(shù)應(yīng)用

肖進(jìn)東 蘇文紅

（中國(guó)石油吐哈油田分公司鄯善采油廠，新疆 鄯善8373868）

1 膨脹管套管補(bǔ)貼技術(shù)原理及技術(shù)應(yīng)用分類(lèi)

可膨脹套管是一種由特殊材料制成、具有良好塑性的金屬鋼管，膨脹管補(bǔ)貼技術(shù)是將可膨脹套管（鋼制套管）下到井下后，在井下通過(guò)液壓冷擠擴(kuò)張的方法對(duì)損壞套管進(jìn)行補(bǔ)貼，從而達(dá)到修補(bǔ)損壞套管的目的。

該項(xiàng)技術(shù)按照用途，可為兩大類(lèi)：

（1）套管內(nèi)補(bǔ)貼：套管加固、堵水及層系封堵；

(2)裸眼系統(tǒng)封堵：尾管懸掛、老井加深側(cè)鉆、膨脹式篩管防砂、水平井尾管懸掛、鉆井上的應(yīng)用等。

2 油田套損現(xiàn)狀及套管補(bǔ)貼的技術(shù)適應(yīng)性論證

2.1 套損井現(xiàn)狀

吐哈已開(kāi)發(fā)油田套損井統(tǒng)計(jì)表

2.2 套管補(bǔ)貼的技術(shù)適應(yīng)性論證

2.2.1 套管修復(fù)的技術(shù)難點(diǎn)及技術(shù)對(duì)策

(1)地層情況復(fù)雜，套管變形形式、變形量確定困難，采取多臂井徑儀測(cè)井法、鉛模打印等套管診斷技術(shù)進(jìn)行分析；(2)套損井井下情況比較復(fù)雜，處理井筒方式（打通道等）施工難度大、風(fēng)險(xiǎn)高，針對(duì)地層出砂嚴(yán)重、水泥環(huán)固結(jié)破壞等情況，配套多類(lèi)打通道管柱結(jié)構(gòu)和各類(lèi)磨銑專(zhuān)用工具；(3)套變井治理后通徑必然變小，后期增產(chǎn)措施實(shí)施困難，應(yīng)用小直徑封隔器等工藝技術(shù)；（4）套損井治理方式選擇優(yōu)化難度大，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)少投入多產(chǎn)出，優(yōu)選施工簡(jiǎn)易及效益最大化目的技術(shù)措施。

2.2.2 套損井修復(fù)配套技術(shù)

（1）套管破損診斷技術(shù)；（2）井筒準(zhǔn)備--打通道技術(shù)；（3）套損井修復(fù)配套技術(shù)。

2.3 膨脹管補(bǔ)貼的推廣適應(yīng)性論證

2.3.1 油田套損井套損特點(diǎn)

以變形為主，中度變形、嚴(yán)重變形、破裂、錯(cuò)斷井占套損井總數(shù)的總井?dāng)?shù)的22.6%，急需恢復(fù)注水、采油，維持注采平衡。套損井套損基本情況統(tǒng)計(jì)表

?

目前油田的套損特點(diǎn)，大規(guī)模的側(cè)鉆、加深尾管懸掛以及報(bào)廢的時(shí)機(jī)尚未成熟，維持帶病生產(chǎn)尚克能獲得一定程度的穩(wěn)產(chǎn)，所以，套管補(bǔ)貼時(shí)機(jī)比較成熟。

2.3.2 套損井治理基本技術(shù)路線及對(duì)策

(1)套損井段變形內(nèi)徑＞Φ110mm，實(shí)施整形脹套方式實(shí)現(xiàn)通道修復(fù)；

(2)套損井段變形為Φ110mm＞內(nèi)徑＞Φ95mm，采取先磨銑打通道，然后進(jìn)行膨脹管補(bǔ)貼方式加固或進(jìn)行小套管懸掛；

(3)通道＜95mm的套損井修復(fù)治理，先擠水泥固套，再磨銑打通道，最后進(jìn)行膨脹管補(bǔ)貼加固或進(jìn)行小套管懸掛；

(4)對(duì)于套管在淺層變形或外漏的井，采取取換套管或套管補(bǔ)貼措施進(jìn)行套管修復(fù)。

3 膨脹管補(bǔ)貼結(jié)構(gòu)及補(bǔ)貼工藝過(guò)程

3.1.1 工具結(jié)構(gòu)——補(bǔ)貼工具有打壓接頭、連接油管、膨脹管、連接桿、膨脹頭、下絲堵組成。

3.1.2 膨脹管管柱安裝過(guò)程-地面連接好連接油管及膨脹管（多級(jí)膨脹管采用膨脹螺紋連接），將膨脹頭從底部接入（四口連接然后上號(hào)底部絲堵（下絲堵）

3.1.3 液壓膨脹補(bǔ)貼過(guò)程液-將膨脹管下入目的層為后，地面連接好打壓接頭，從油管打壓，液壓經(jīng)過(guò)油管-膨脹管-膨脹頭到達(dá)下絲堵后液壓作業(yè)在絲堵上，液壓上頂力作用在膨脹頭上，膨脹頭將膨脹管脹大并上行，從而將膨脹管補(bǔ)貼在套管上。

3.1.4 液壓膨脹補(bǔ)貼尺寸計(jì)算計(jì)算公式：D＝d＋2δ＋2x

式中：D：補(bǔ)貼段套管內(nèi)徑 d：膨脹錐外徑 δ：膨脹管壁厚 x：密封環(huán)壓縮后厚度

3.1.5 液壓膨脹補(bǔ)貼技術(shù)指標(biāo)

可用于 51/2 in、7 in、95/8 in 及非標(biāo)套管修復(fù)（5 1/2 in膨脹管最大外徑116mm)，膨脹螺紋抗內(nèi)壓≥45MPa；抗外壓≥15MPa；補(bǔ)貼加固長(zhǎng)度已達(dá)到150.7m；懸掛力≥450KN；最大工作溫度≥350℃；

3.1.6 膨脹管補(bǔ)貼技術(shù)適用范圍用于長(zhǎng)段腐蝕破漏套管和變形井套管的修復(fù)。

3.2 膨脹管補(bǔ)貼工藝設(shè)計(jì)

3.2.1 井眼準(zhǔn)備

包括井筒檢查（通井、測(cè)井徑、打?。浱住烫?-分級(jí)打通道（擴(kuò)徑）——定徑刮銑器刮銑工序；

3.2.2 膨脹管補(bǔ)貼工藝過(guò)程

工具地面連接——下膨脹管管柱——打壓膨脹完成補(bǔ)貼——起出丟手管柱——膨脹管上端試壓——磨銑倒角——鉆底堵——通井（檢查通徑）；

3.2.3 膨脹管補(bǔ)貼過(guò)程

（1）初始脹管：對(duì)膨脹管打壓，當(dāng)脹管壓力達(dá)到一定值時(shí)，懸重將明顯下降，標(biāo)志著膨脹管下端與原套管內(nèi)壁間已形成了一定的密封和懸掛，輕提鉆柱，幫助膨脹管完成下端的坐掛；

表3

表四

（2）連續(xù)脹管：采用邊打壓、邊上提鉆柱的方式脹管；

（3）結(jié)束脹管：脹管過(guò)程結(jié)束的瞬間，脹管壓力會(huì)在瞬間釋放。

4 應(yīng)用情況及效果

4.1 應(yīng)用情況

在鄯善丘陵油田共成功實(shí)施套管補(bǔ)貼5井次，施工成功率100%，均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

表3 套管補(bǔ)貼井?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

4.2 施工效果--典型井為XX6-131。

表四 XX6-131吸水剖面資料

5 認(rèn)識(shí)及建議

(1)膨脹管補(bǔ)貼技術(shù)能滿足套損井通道修復(fù)后的補(bǔ)貼、封層要求，可適當(dāng)擴(kuò)大其使用范圍，如油井高壓水層的封堵。

(2)油田進(jìn)行套損井補(bǔ)貼修復(fù)成功率較高，目前以滿足φ95mm通徑以上井進(jìn)行治理，φ95mm通徑以下套損井治理和復(fù)雜井治理尚需探討；

(3)通過(guò)膨脹管補(bǔ)貼治理經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)油田純粹變形井(通徑>φ95mm)，若沒(méi)有其他特殊要求，工序可優(yōu)化為：通井（測(cè)井）落實(shí)通徑-找漏-分級(jí)打通道（φ110銑錐、φ118銑錐+銑柱）——通井——刮削——膨脹管補(bǔ)貼——銑倒角——試壓——鉆底賭，以簡(jiǎn)單適用的工序完成套損井膨脹管補(bǔ)貼，節(jié)約成本。

(4)淘汰一部分與膨脹管補(bǔ)貼技術(shù)不適應(yīng)的工藝及工具，防止出現(xiàn)二次事故（如滾壓整形器不適合套損段的整形，滾珠在破損段張開(kāi)遇卡，損壞工具），并逐步開(kāi)展補(bǔ)貼后的完井配套采油技術(shù)研究，以滿足油藏改造和分注、分采的技術(shù)要求；

(5)由于目前使用的膨脹管最大外徑為Φ116mm，對(duì)Φ121.36mm套管采用Φ116mm通井規(guī)通井，Φ124.26mm套管采用Φ118mm通井規(guī)通井，以提高膨脹管補(bǔ)貼的井筒適應(yīng)性。

(6)為確保吐哈油田注水，對(duì)膨脹管試壓壓力確定為30MPa；套管試壓最高試30MPa。

(7)膨脹管下堵頭為正扣連接，可直接采取正扣鉆桿打壓膨脹、銑倒角和鉆堵頭施工，可減少用油管打壓后來(lái)回倒單根，縮短施工周期，可以提高施工效率和降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

(8)已實(shí)施的5口膨脹管補(bǔ)貼井，雖然均取得成功，但井況相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)復(fù)雜套損井的治理（套管破裂漏、套管錯(cuò)段井），工藝可行性等問(wèn)題任然需要進(jìn)行深入探討與論證。

(9)目前膨脹管使用存在問(wèn)題：

a目前使用的膨脹管下鉆時(shí)沒(méi)有循環(huán)通道，下鉆過(guò)程中必須及時(shí)向油管內(nèi)灌液，防止外內(nèi)壓差過(guò)大造成膨脹管變形下不到位（抗外壓 15MPa）。

b下膨脹管之前保證井筒平穩(wěn)，若下鉆過(guò)程發(fā)生井噴，無(wú)法實(shí)現(xiàn)循環(huán)壓井，擠注法壓井時(shí)若壓力高于15MPa，膨脹管變形有可能下不到位也起不出來(lái)，造成井下事故。膨脹管在設(shè)計(jì)、配套上還需改進(jìn)。

c分析封堵效果待觀察，膨脹管補(bǔ)貼后部分層位存在吸水，原因可能是：

膨脹管連接螺紋（絲扣）在膨脹后，存在裂紋或破裂，導(dǎo)致封堵不嚴(yán)；膨脹管密封膠筒強(qiáng)度低，耐壓差能力需要提高；井筒技術(shù)狀況。

[1]套管補(bǔ)貼工藝在復(fù)合直徑套管中的應(yīng)用楊桂香 《化工之友》2006年第一期