套損井修復(fù)技術(shù)分析研究

摘要：受地應(yīng)力變化、流體腐蝕、作業(yè)頻繁及措施不當(dāng)?shù)纫蛩赜绊?，油氣井常面臨套管損壞問(wèn)題，影響正常生產(chǎn)。本文以L(fǎng)區(qū)塊為例，在剖析套管損壞主要原因基礎(chǔ)上，對(duì)套損修復(fù)技術(shù)進(jìn)行分析，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用15井次，階段累增油1.2萬(wàn)噸，效果顯著，可為同行提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：套管損壞;原因分析;對(duì)策研究

前言：

隨著油田開(kāi)發(fā)不斷深入，受地應(yīng)力變化、流體腐蝕、作業(yè)頻繁及措施不當(dāng)?shù)纫蛩赜绊?，油氣水井套損情況日益嚴(yán)重，導(dǎo)致關(guān)井停產(chǎn)或“帶病生產(chǎn)”，無(wú)法發(fā)揮最大潛力，甚至?xí)斐捎蜌獾乇硇孤：τ吞锇踩a(chǎn)，有必要對(duì)套管損壞原因進(jìn)行分析研究，制定相應(yīng)的治理對(duì)策，實(shí)現(xiàn)油田安全健康發(fā)展。

1.研究背景

L區(qū)塊屬于復(fù)雜斷塊稀油油藏，儲(chǔ)層發(fā)育受構(gòu)造-巖性雙重控制，平面上分布多個(gè)小斷塊，每個(gè)斷塊有獨(dú)立油水關(guān)系及壓力系統(tǒng)，儲(chǔ)層巖性以細(xì)砂巖為主，碎屑主要為石英，呈現(xiàn)低孔低滲特點(diǎn)，常規(guī)巖心分析平均孔隙度10.2%，滲透率12.5mD。近年來(lái)，L區(qū)塊套損井?dāng)?shù)逐年呈上升趨勢(shì)，尤其是2017～2019年，年增套損井?dāng)?shù)30口以上（表1）。以2019年為例，新增套損井35口，影響年產(chǎn)油量23760噸。

表1 ? 2015～2019年套損井情況統(tǒng)計(jì)表

2.套損原因分析

油氣水井套管損壞機(jī)理復(fù)雜，主要原因有四方面：

一是地應(yīng)力對(duì)套管擠壓，主要表現(xiàn)為四種載荷，首先是水井周?chē)鄮r發(fā)生水化而蠕變，蠕變壓力擠壓套管;其次是注采不平衡導(dǎo)致巖石骨架變形不同步，使套管產(chǎn)生錯(cuò)切變形;三是井眼軌跡穿過(guò)斷層井，由斷層下沉引起套管受拉而縮徑變形、破裂;四是對(duì)于地層界面處，地應(yīng)力集中，易發(fā)生套損。

二是作業(yè)因素影響，主要有四點(diǎn)，一是套管射孔后，尤其是二次射孔后，套管強(qiáng)度下降，易發(fā)生錯(cuò)斷;二是復(fù)雜作業(yè)影響，如磨銑、打撈解卡、大直徑工具通井等，易造成套管扣壞;三是高壓施工影響，如壓裂、擠灰作業(yè)等，在注壓裂液、灰泥漿過(guò)程中，井筒壓力高，易導(dǎo)致套管損壞;四是高頻率起下管柱，如頻繁檢泵作業(yè)，會(huì)對(duì)套管產(chǎn)生不斷磨損，尤其是井斜大井，磨損程度更加嚴(yán)重。

三是地層流體腐蝕影響，包括高鹽度地層水腐蝕、酸性氣體（二氧化碳、硫化氫）遇水形成強(qiáng)酸腐蝕等。

四是酸化措施影響，酸液對(duì)套管接箍及螺紋部分造成腐蝕，尤其是多次酸化或排酸不及時(shí)，套損程度更加嚴(yán)重。

3.套損井修復(fù)技術(shù)

3.1套管打通道工藝技術(shù)

（1）機(jī)械打通道技術(shù)

利用鉆柱、鉆鋌傳遞重力，使沖脹整形工具、旋轉(zhuǎn)碾壓整形工具、旋轉(zhuǎn)震擊沖脹整形工具等產(chǎn)生上下往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)震擊式動(dòng)作，所產(chǎn)生力直接作用在套管變形或錯(cuò)斷部位，當(dāng)作用力大于地應(yīng)力對(duì)套管的擠壓力和套管本身鋼材彈性力時(shí)，變形的套管逐步被沖脹開(kāi)，恢復(fù)至原始徑向尺寸，一般常用整形工具有梨形脹管器、旋轉(zhuǎn)碾壓、震擊型整形器、偏心輥?zhàn)诱纹鞯取?/p>

（2）爆炸打通道工藝技術(shù)

該技術(shù)適用于無(wú)法實(shí)施機(jī)械整形的套損井，將炸藥放在井內(nèi)預(yù)整形井段，利用炸藥爆炸所產(chǎn)生的高溫高壓氣體及沖擊波作用于套管變形處，使套損段的套管向外擴(kuò)張，達(dá)到恢復(fù)套管內(nèi)徑目的。

（3）磨銑打通道工藝技術(shù)

在扶正管柱的作用下，利用銑錐磨銑套管變形位置，使套損段井跟軸線(xiàn)與全井的井眼軸線(xiàn)相重合，實(shí)現(xiàn)套管整形，該技術(shù)適用于非坍塌的套管錯(cuò)斷及變形井整形。

3.2膨脹管補(bǔ)貼技術(shù)

膨脹管補(bǔ)貼解決了常規(guī)套管補(bǔ)貼后套管內(nèi)徑縮小問(wèn)題，具體工作原理是將膨脹管柱下入補(bǔ)貼段，泵入標(biāo)塞，直到坐入膨脹器管鞋，繼續(xù)打壓在其座上部加壓，膨脹軸上的防爆破裂后，壓力作用在膨脹錐下的截面上，產(chǎn)生膨脹所需推力，逐步將膨脹管脹大緊貼在套管內(nèi)壁上，完成補(bǔ)貼。目前常用的其它補(bǔ)貼加固工藝主要有波紋管補(bǔ)貼加固工藝、液壓套管補(bǔ)貼加固工藝、小直徑襯管加固工藝及爆炸補(bǔ)貼加固工藝等。

3.3換取套工藝技術(shù)

換取套工藝是最徹底的套損修復(fù)技術(shù)，它是指將井內(nèi)套管全部拔出，重新下入套管，完井指標(biāo)和新井相同，能夠完成各種分采、分注措施要求。

3.4套管內(nèi)側(cè)鉆工藝技術(shù)

對(duì)于油層套管損壞嚴(yán)重，且上述方法無(wú)法修復(fù)井，可采用套管內(nèi)側(cè)鉆工藝技術(shù)恢復(fù)油氣水井生產(chǎn)，主要原理是在套損位置上部選取固井質(zhì)量好井段進(jìn)行開(kāi)窗，再利用鉆具組合鉆出新的井眼，鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)目的層段，再下入尾管進(jìn)行固井，固井合格后射孔投產(chǎn)。

4、應(yīng)用效果

2020年以來(lái)，L區(qū)塊共修復(fù)套損井15口，包括套管內(nèi)側(cè)鉆8口、膨脹管補(bǔ)貼3口、機(jī)械和磨銑打通道2口、換取套2口，有效14口，措施有效率93.3%，初期日增油50噸，目前日增油35噸，階段累增油1.2萬(wàn)噸，效果顯著，預(yù)計(jì)全生命周期增油量2.2萬(wàn)噸。

5.結(jié)論

本文以L(fǎng)區(qū)塊為例，在剖析套管損失主要原因基礎(chǔ)上，對(duì)套損修復(fù)技術(shù)進(jìn)行分析，包括套管打通道工藝技術(shù)、膨脹管補(bǔ)貼技術(shù)、換取套工藝技術(shù)及套管內(nèi)側(cè)鉆工藝技術(shù)等，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用15井次，階段累增油1.2萬(wàn)噸，效果顯著，可為同行提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]步宏光等.段六撥油田套損腐蝕機(jī)理及預(yù)防對(duì)策研究[J].化工管理.2016（30）.

作者簡(jiǎn)介：

李劭彧，男，1992年7月出生盤(pán)錦，滿(mǎn)族，工程師，2015年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院。現(xiàn)于遼河油田遼河工程技術(shù)分公司從事修井作業(yè)。