分級(jí)防卡液壓套管整形技術(shù)在修井作業(yè)中的應(yīng)用

于惠明（遼河油田遼河工程技術(shù)處，遼寧盤錦124010）

分級(jí)防卡液壓套管整形技術(shù)在修井作業(yè)中的應(yīng)用

于惠明（遼河油田遼河工程技術(shù)處，遼寧盤錦124010）

油氣田開(kāi)發(fā)到中后期，油井套管由于長(zhǎng)期受地層壓力作用，套管變形、損壞現(xiàn)象非常普遍，直接影響油井的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和生產(chǎn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致油井停產(chǎn)甚至報(bào)廢，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。本文重點(diǎn)介紹分級(jí)防卡液壓套管整形技術(shù)在修井作業(yè)中的應(yīng)用。

液壓整形;技術(shù);修井作業(yè)

1 套管變形的概念及類型

1.1 套管變形的概念

凡是因?yàn)榈貞?yīng)力軸向應(yīng)力發(fā)生變化以及套管外擠壓力大于內(nèi)壓力等因素的作用所造成的套管一處或多處縮徑、擠扁或彎曲等變化，統(tǒng)稱為套管變形。

1.2 套管變形的類型

1.2.1 套管縮徑

由于套管本身局部位置質(zhì)量差，強(qiáng)度不夠及在長(zhǎng)期注采壓差作用下，套管局部產(chǎn)生內(nèi)徑變小，使套管在橫截面上呈內(nèi)凹橢圓形。

1.2.2 套管腐蝕孔洞、破裂

由于地表淺層水的電化學(xué)反應(yīng)長(zhǎng)期作用在套管某一局部位置，或者由于螺紋不密封等長(zhǎng)期影響，套管某一局部位置將會(huì)因腐蝕而穿孔，或因注采壓差及作業(yè)施工壓力過(guò)高而破損。

1.2.3 多點(diǎn)變形

由于套管受水平地應(yīng)力作用，在長(zhǎng)期注采不平衡條件下，地層滑移迫使套管受多向水平力剪切，致使套管向內(nèi)凹形多點(diǎn)變形。多點(diǎn)變形井是一種極其復(fù)雜的套損井況。

1.2.4 嚴(yán)重彎曲變形

由于泥巖、頁(yè)巖在長(zhǎng)期水侵作用下，巖體發(fā)生膨脹，產(chǎn)生巨大地應(yīng)力變化，巖層相對(duì)滑移剪切套管，使套管按水平地應(yīng)力方向彎曲，并在徑向上出現(xiàn)嚴(yán)重變異。嚴(yán)重彎曲變形的套管，內(nèi)徑已不規(guī)則，多呈基本橢圓變形，長(zhǎng)短軸關(guān)不太大，但兩點(diǎn)或三點(diǎn)變形間距小，近距點(diǎn)一般3m以內(nèi)。若兩點(diǎn)距離過(guò)小則形成硬性急彎，2m長(zhǎng)的通井規(guī)不能通過(guò)，這是較多見(jiàn)的復(fù)雜套損井況，也是較難修復(fù)的高難井況。

1.2.5 套管錯(cuò)斷

泥巖、頁(yè)巖經(jīng)長(zhǎng)期水侵膨脹而發(fā)生巖體滑移，導(dǎo)致套管被剪斷，發(fā)生模向（水平）錯(cuò)位。由于套管在固井時(shí)受拉伸載荷及鋼材自身收縮力作用，在套管產(chǎn)生橫向錯(cuò)斷后，便向上、向下即各自軸向方向收縮。

2 常規(guī)套管整形技術(shù)

2.1 沖脹碾壓整形

常用工具有梨形脹管器、旋轉(zhuǎn)震擊整形器、偏心輥?zhàn)诱纹鳌⑷F輥套管整形器?；驹矶际菍@柱的重力或工具旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的力作用在套管變形位置，使套管逐步恢復(fù)原尺寸。

2.2 磨銑整形

在一定轉(zhuǎn)速和鉆壓下，利用各種形狀的磨鞋、銑錐的硬質(zhì)合金切削掉套管變形或錯(cuò)斷部位通徑較小的部分，使套管暢通，達(dá)到整形擴(kuò)徑的目的。

2.3 爆炸整形

將具有一定綜合性能的炸藥藥柱用管柱劃電纜送到井內(nèi)預(yù)整形復(fù)位井段后，引爆雷管炸藥。炸藥爆炸后產(chǎn)生的高溫高壓氣體及強(qiáng)勁的沖擊波在套管內(nèi)的介質(zhì)中傳播，當(dāng)沖擊波和高溫高壓氣體達(dá)到套損部位套管內(nèi)表面時(shí)，則產(chǎn)生徑向向外的壓力波，這種壓力波使套損井段的套管向外擴(kuò)張，從而達(dá)到整形復(fù)位的目的。

以上整形技術(shù)的實(shí)施都需要大修隊(duì)伍配合完成，且普遍存在整形管柱卡鉆風(fēng)險(xiǎn)，磨銑整形對(duì)套管還有損傷，使套管壁變薄，降低了套管的承壓能力，分級(jí)防卡液壓套管整形技術(shù)則克服了以上不足。

3 分級(jí)防卡液壓套管整形技術(shù)介紹

分級(jí)防卡液壓套管整形技術(shù)是通過(guò)液壓整形裝置產(chǎn)生強(qiáng)勁的整形動(dòng)力，作用在可變徑整形器上，對(duì)套管變形部位實(shí)施擠脹和滾壓，使套管恢復(fù)原有通徑。該技術(shù)可用于直井、斜井及水平井套管整形。

4 液壓整形技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

4.1 作業(yè)成本低，操作簡(jiǎn)單,小修作業(yè)隊(duì)伍即可配合施工，且施工周期短，一般1天就能完成整形施工，最多不超過(guò)3天，能在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)油井正常生產(chǎn)

修井過(guò)程中發(fā)現(xiàn)套管變形后，因小修作業(yè)隊(duì)伍施工能力受限，需要轉(zhuǎn)大修處理，因大修成本高，且施工周期長(zhǎng)（從三項(xiàng)設(shè)計(jì)編制至大修完井一般需要1個(gè)月左右），嚴(yán)重影響了油井的正常生產(chǎn)。而液壓整形技術(shù)根據(jù)井下?tīng)顩r需要1-3天即可完成施工，通過(guò)小修作業(yè)隊(duì)伍下入常用修井管柱即可實(shí)施，大幅度降低作業(yè)成本，大大縮短施工周期，能快速恢復(fù)油井生產(chǎn)。

4.2 液壓動(dòng)力足，整形成功率高

液壓整形動(dòng)力裝置由多級(jí)液缸加壓系統(tǒng)組成，能提供1500-2000KN的強(qiáng)勁動(dòng)力，通過(guò)可變徑整形器作用在變形套管內(nèi)壁，產(chǎn)生1000-1800MPa的壓強(qiáng)，整形成功率高，有效防止整形后回彈。整形成功后，可利用整形工具直接通井，減少后期通井工序，而且一趟管柱可對(duì)多個(gè)套變位置進(jìn)行多次整形，大大縮短了施工周期，提高了施工效率。

4.3 整形過(guò)程中保護(hù)套管。

常規(guī)機(jī)械整形，通過(guò)磨銑犧牲套管壁厚，達(dá)到擴(kuò)充套管內(nèi)徑，存在套管因壁厚減薄修復(fù)后易再次變形的風(fēng)險(xiǎn)。而液壓整形對(duì)套管無(wú)損傷，有效保護(hù)了套管，降低了油井后期套管變形的幾率。

4.4 防卡鉆

可變徑整形器完成套管整形在泄壓后外徑自動(dòng)變小，可有效避免發(fā)生整形管施工過(guò)程中發(fā)生卡鉆事故，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)，保證了施工安全。

5 液壓整形技術(shù)適用的范圍

（1）套管變形后內(nèi)徑不小于Ф100mm的井。

（2）適用于直井、大斜度井及水平井。

（3）對(duì)于套管接箍處變形、彎曲變形及套管破裂的井，不建議采用該整形技術(shù)。

6 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況及結(jié)論

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用22口井，一次成功率100%，施工周期均未超過(guò)3天，一般幾個(gè)小時(shí)即可完成套管整形，與常規(guī)套管整形施工相比，縮短了施工周期，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，施工質(zhì)量也得到了甲方的認(rèn)可，具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1]吳奇王林陳顯進(jìn)，等。井下作業(yè)監(jiān)督（第二版）。2003.

[2]陸益萍林三仁王寶江，等。最新石油修井工程師（主管）完全技術(shù)實(shí)用手冊(cè)。2011.

于惠明（1970-），女，河北定州人，工程師，本科，研究方向:井下作業(yè)。