套管补贴技术范文

套管补贴技术范文（精选3篇）

套管补贴技术 第1篇

套管补贴就是利用膨胀管对破漏部位的套管进行贴补。膨胀管具有一定的伸缩率, 两端外部各有五个硫化橡胶环, 其中一端装有丝堵, 该端内部装有胀头, 胀头之上依次连接有扶正器和插接筒, 下膨胀管时用油管连接插接矛进入膨胀管内, 使插接矛与插接筒相接。在实施套管补贴时, 通过不断打压与上提管柱使补贴管紧贴套管壁之上, 进而完成对套管修复工作。

二、膨胀管补贴前期打通道技术实例分析

1. 南浅726井

基本数据

井别:注水井人工井底:546.50

油层套管:139.7mm×9.17mm×557.30m, 水泥返高:地面, 固井质量:合格。

历次修井简况

该井于2011年7月21日开始换封作业。用400型水泥车1部, 15方罐车1部, 地层水15m3正循环洗井 (泵压0.2-8.0MPa, 排量200-250L/min) 未返液。在0-350.0k N范围内活动解卡, 悬重从350.0k N降至30.0k N, 起出管挂1只, Φ73mm外加厚油管26根, Φ73mm外加厚油管短节1根, Y341-114封隔器中心管1根, 从顶封封隔器中心管处断脱。目前鱼顶为Y341-114封隔器本体。

主要施工过程

根据该井以往修井简况分析, 怀疑该井有套变, 确定了先打捞, 后修套的方案。

(1) 打印

目的:确定鱼顶情况, 验证鱼顶以上套管

下φ114mm铅模至井深247.67m, 打印, 铅模正有一外径φ114mm内径为φ102mm圆圈, 根据铅模印痕判断鱼顶未被破坏, 下步工序打捞

(2) 打捞

分别下DLM-T52长杆倒扣捞矛, DLM-T73倒扣捞矛, 打捞至第二只封隔器外工作筒时, 下DLM-T52长杆倒扣捞矛至井深256.98m遇阻, 未探到鱼顶, 加压30.0k N, 未通过;起钻。分析该井段存在变形。

(3) 打印

目的:确定遇阻井段, 套管情况, 为下步措施提供依据。

下φ116mm铅模至井深256.98m, 加压30.0k N, 打印;起出铅模, 一侧被切去, 最小为φ112mm, 根据铅模痕迹分析, 确定该井段套变, 下步对该井段打通道。

(4) 磨铣

目的:对套损井段进行打通道;

分别下φ112mm铣锥、φ114mm铣锥、φ118mm铣锥+φ114mm刚性扶正器+φ105mm钻铤2根+φ60.3mm钻杆循环磨铣, 磨铣井段:256.98-258.31m, 长度:1.33m。

(5) 通井

目的:验证打通道效果

下φ116mm通井规至井深325.56m (鱼顶位置) , 无遇阻现象;确定鱼顶以上通道已打通, 下步打捞井内落鱼。

(6) 打捞

目的:捞出井内全部遇卡管柱, 为下步套管补贴做准备。

分别用下DLM-T52长杆倒扣捞矛, DLM-T73倒扣捞矛, DLM-T89倒扣捞矛, 打捞出井内全部遇卡管柱。

(7) 磨铣

目的:打通道, 为套管补贴做准备。

φ118mm复合铣锥+φ114mm刚性扶正器+φ105mm钻铤2根+φ60.3mm钻杆循环磨铣, 磨铣井段:255.17-258.13m, 长度:2.96m

(8) 通井

目的:验证打通道效果

下φ116mm×2.00m通井规通至井深295.21m, 无遇阻现象;

下φ118mm×8.00m模拟通井规通至井深256.10m, 遇阻, 加压30KN未通过;

分析:φ118mm模拟通井规较φ116mm通井规长6.00m, 在井深256.10m处遇阻, 说明该井段通道还未彻底打通。

(9) 磨铣、通井

目的:打通道, 为套管补贴做准备。

φ118mm复合铣锥+φ116mm铣柱+φ114mm刚性扶正器+φ60.3mm钻杆循环磨铣, 磨铣井段:255.17-258.13m, 长度:2.96m

下φ118mm模拟通井规通至井深282.83m, 无遇阻现象;

(10) 测井。

目的:确定套变井段。MID—S测井, 测量井段:242.0-314.5m, 测井日期:2012-4-18

起始深度255.7m, 终止深度257.3m, 厚1.6m, 油套标准壁厚9.17mm, 油套最小厚6.36mm, 解释结论:开窗破洞。

(11) 补贴。

下φ118mm补贴管, 补贴井段:251.12-261.12m, 通径φ107mm, 起井内补贴管柱至井深189.67m, 对井筒试压15.0MPa, 稳压15min, 压降0.2MPa, 试压合格, 套管补贴成功。

三、经验及不足

在南浅726井大修过程中, 很好的运用了套管补贴技术, 但在套补前期, 对套补井段打通道期间却出现了种种问题。

1.工程测井, 工序偏后, 在打通落鱼以上通道, 捞出井内落鱼后, 在能够保证测井工具起下安全的前提下, 应及时进行工程测井, 确定套损井段准确位置后及井内变形情况, 有目的性的对套补井段打通道, 降低对无套损井段套管伤害, 减少无效工序。

2.打通道时, 当磨铣工具下至套管变形段上端点或断口处时, 先开泵循环, 待泵压稳定且进出口循环液排量一致时, 方可开启转盘磨铣, 在最初处理时, 钻压控制在5k N内, 转速控制在30r/min, 随时观察转盘扭矩, 若扭矩过大, 则上提钻具, 重新下放, 降低钻压轻轻磨铣, 反复多次磨铣后, 逐渐增加钻压与转速进行正常磨铣, 进尺控制在有效磨铣长度内, 防止磨铣工具损坏完好的套管。

3.根据工程测井数据, 按步骤选择磨铣工具的顺序, 磨铣时要先用探针式铣锥打开通道, 再用刚性工具扩开井眼。防止因直接用磨鞋等刚性工具扩眼造成开窗, 使下步施工复杂化。磨铣过程中若有异常情况, 如扭矩过大、返出地层砂或水泥灰屑等, 应立即停止磨铣, 打铅印或通井验证原井筒是否完好, 以免开窗, 造成井下事故。

结论

(1) 造成油水井套管损坏的原因很多, 主要有井身、地质、生产、腐蚀等因素。绝大多数套管损坏是多种因素共同作用的结果, 套管损坏是不可避免的, 但是要以防为主, 防治结合对其进行综合治理。

(2) 随着油田的开发, 大修井不断的增多, 修井工艺也将不断的提高, 我们要在工作中不断总结经验, 为今后施工提供可靠的条件。

(3) 针对不同原因引起的套管损坏, 采取相应的修复措施, 随着套管膨胀补贴技术的广泛推广, 提高前期打通道技术, 对缩短施工周期, 提高效率, 有着至关重要的作用。

套管补贴技术 第2篇

一、石油行业油水井套管的损坏问题

随着现代石油勘探和开发的逐步深入, 油水井套管的损坏情况日趋严重, 套管主要损坏的类型有错断、变形以及破漏这三种, 其中破漏现象导致损坏的井占大多数。传统方法对套管破漏的治理主要有开窗侧钻、悬挂小套管、常规套管补贴、挤水泥封漏、下封隔器封漏等方法, 但是都存在修复以后通径变大、修复成本高、施工工艺复杂、一次成功性差、有效时间短等缺点。为此, 我国石油行业大多开始引进膨胀管补贴修复套管技术, 经过多次现场应用, 证明这项技术具有补贴长度大、井眼通径变化小、占井周期短、成本低、工艺简单的等优点, 因此, 该技术具有良好的市场前景以及应用价值。

二、膨胀管补贴修复套管技术

膨胀管补贴修复技术是90年代初开始研发的新技术, 2000年开始试用, 被誉为21世纪石油产业的一项核心技术。目前我国制定了石油行业的相关标准, 并且研究出了膨胀管悬挂器、膨胀筛管等各种类型的产品, 已经广泛用于我国的油田产业中。膨胀管是由特殊材料制作而成, 是一种塑性良好的金属钢管, 入井之后开始进行膨胀, 在冷作的效应下, 管材的刚性以及强度得到充分提高, 有效封堵了套管的漏电, 解决了套管损坏的问题。

1. 技术原理。

膨胀管补贴修复套管技术是将特制材料的膨胀管下到损坏的井段以后, 在井下通过扩张冷挤的原理, 使膨胀管胀大并且达到要求尺寸后, 与损坏套管的内壁紧贴, 两层之间无缝连接, 达到修补套管的目的。在施工中要利用机械拉力以及推力使膨胀头在管中穿过, 使膨胀管实现扩张。膨胀头两端的压差可以通过钻柱泵输入液体来实现, 而机械力需要压、拉钻柱头产生。膨胀头穿过膨胀管的时候, 实体膨胀管所承受的力要超过其本身的弹性极限, 进入塑性阶段并且完成补贴, 压力必须保证不超过膨胀管材料的破裂极限, 完成膨胀以后, 材料具有的机械性能要保证后续工作的顺利完成。其本质就是施加外力使膨胀管尺寸发生变化的过程。

2. 膨胀过程。

膨胀头的位置在膨胀管的底部, 连同膨胀管至事先预定的部位并且密封底部, 通过管泵注入液体到底部形成憋压, 压力达到30到40MPa的时候膨胀头开始上行, 上提钻具开始膨胀作业, 完成膨胀作业后, 钻塞完成破损套管的补贴工作。

3. 技术特点。

(1) 膨胀管可以满足长井段的需求, 管串的连接方法简单而且膨胀后对丝扣的密封性能也不产生任何影响。

(2) 实体膨胀管与老井套管之间不需要填充别的介质, 通过金属与金属的密封, 接触面良好整合, 两层套管之间实现无缝隙。

(3) 膨胀管补贴套管技术在对漏失部位有效封堵的同时, 也对老井套管实现加固, 提高套管的抗压强度。

(4) 实体膨胀管两端的橡胶件具有耐腐蚀、耐高温以及耐高压等特点, 可以保证长时间的有效期。

(5) 实体膨胀管采用特殊的螺纹进行连接, 在膨胀后、膨胀过程中以及膨胀前保持完整的密封性以及抗拉、抗压强度的可靠性。

三、膨胀管补贴修复套管技术的施工过程

1. 井筒准备。

(1) 通井。要求用标准规格的规通井, 如果通井遇见阻碍, 那么必须使用磨铣工具处理, 一定要确保通井的畅通。

(2) 洗井、刮削。采用套管刮削器对补贴井段进行刮削, 清理井壁上的垢、毛刺等赃物, 对井内赃物进行彻底清洗。

(3) 找漏。下封隔器进行找漏, 确定破损段, 或者利用工程测井对破损段进行确定。

2. 管柱入井

(1) 下入膨胀管。在地面上对膨胀管进行组装, 然后先将膨胀锥从膨胀管的最低部装入, 安装堵头, 保证密封性良好, 然后逐根依次下井, 最上面和最下面的膨胀管有五个橡胶件, 膨胀以后要确保两头的密封性良好。下膨胀管的时候, 要使用专用的安全卡瓦以及专用卡盘, 防止膨胀管被咬伤。

(2) 下钻杆。下完膨胀管以后, 使其坐在井口, 向内部下入钻杆并且与膨胀锥对扣连接, 连接好以后将安全卡瓦和卡盘卸掉, 按要求将膨胀管下到预定位置。

(3) 校深。校深通常有两种方式:一种是在地面对管柱丈量进行校深;第二种则是在膨胀管上外加定位短节, 最后采用磁定位进行测量校深。第二种方法精确度比较高。

3. 打压膨胀。

(1) 使用高压软管将校深好的管柱与泵车相连, 软管要具有足够长度, 地面管线保证试压45MPa, 确保试压通过。

(2) 打压膨胀。泵车打压的初始压力一般都较高, 因为井深压力通常为30到40MPa左右, 膨胀开始后压力下降, 管柱上行, 当膨胀管两头的橡胶头膨胀开以后, 可以加大负荷, 膨胀到单根高度以后卸单根以及卸压, 重新将管线接好, 重复以上步骤, 到全部膨胀完毕。

(3) 井筒试压。压力12MPa, 合格以后提出井内膨胀锥以及管柱, 下磨鞋磨掉位于膨胀管底部的堵头, 对套管的补贴工作结束。

结语

针对损坏套管, 如果漏点位置在易漏地层, 由于破裂压力低, 常规技术不能进行有效封堵, 膨胀管补贴修复技术能够高效以及快捷的完成封堵漏点以及套管补贴。膨胀管不但可以应用于套管的补贴, 还可以作为尾管悬挂器, 用于解决钻井中出现的封堵高压层、恶性漏失以及井眼垮塌等问题。当前我国膨胀管的核心技术日趋成熟, 现场使用时收效大、投入小, 具有极大的推广价值。

参考文献

套管补贴技术 第3篇

套管补贴水泥加固修井技术是以套管损坏, 如套管破裂、套管变形、套管错位等问题为治理目的的修井工艺技术。采用该技术有助于预防和延缓套损的发生, 并延长油、水井使用寿命, 对于油田的稳定开发、经济效益等都具有重要的意义。

2 导致套管损坏的主要因素

引起套管损坏的原因很多, 包括岩体本身物理或化学变化, 岩体整体或结合面间滑动, 管材质量, 施工操作和开发管理不当等诸多因素[1,2]。通过分析和查阅相关资料, 概括套管损坏的原因主要有以下几种:

钻井因素:主要包括井眼质量, 套管层次与壁厚组合, 管材选取和管体质量。

地质因素:主要包括构造应力场 (水平差应力值和应力剖面组合) 、层间组合、岩层蠕变性能和泥页岩膨胀率;断层活动性及地层塑性流动等。

开发措施因素:油田注水压力过高或人工压裂致使泥页岩遇水膨胀;注水后引起地应力变化、地层滑动和断层活动;地层出砂造成生产层段掏空, 套管失去支撑;地层亏空较大造成的地层沉降等。

操作因素:主要有下套管时损坏套管、作业磨损、重复酸化、高压作业、试油掏空过大和射孔等。

腐蚀因素:主要有高矿化度的地层水, 硫酸氢根、SRB、硫化氢和电化学腐蚀等。在上述因素综合影响和作用下, 将产生套管变形、弯曲、破裂、穿孔、错断等多种类型的套管损坏。

3 套损原因分析

3.1 电化学腐蚀

电化学腐蚀主要是由于套管和溶解在流体中的02、C O2、H2S等发生的电化学反应, 导致体系内部电子发生运移, 套管丢失金属离子, 这种反应长期存在, 将对套管造成腐蚀。

3.1.1 硫化氢对套管的腐蚀

油井硫化氢含量高, 硫化氢气体溶于水可对套管产生腐蚀, 使套管易产生氢脆。对钢材的腐蚀是氢极化过程。

阳极反应:F e-2e=F e2+;阴极反应:2H++2e=H2。

由于H S-、S2-的存在, 加速了H+的放氢及H+吸附在金属表面继而进入金属晶格内, 遇到金属内的夹杂物、晶间孔隙或其它缺陷时, 氢原子在某些部位积聚, 结合成分子氢, 体积增大很多倍, 在金属内部产生很大应力, 使低强度钢材产生氢鼓泡或阶梯式裂纹, 高强度钢材变脆产生微裂纹, 即氢脆。

3.1.2 溶解氧引起腐蚀

氧气具有很强的腐蚀性, 即使是浓度很低, 也可引起严重的腐蚀。铁的腐蚀大部分是由于水和氧共同作用的结果。溶解氧的腐蚀速度随溶解氧含量上升而呈直线上升, 而且, 它对铁细菌、二氧化碳和其他腐蚀因素的腐蚀有加速作用。

3.1.3 二氧化碳的腐蚀

若地下水中含CO2越多, 则H2CO3浓度越高, 极化剂H+对高强度套管的氢极化腐蚀越强。

3.2 固井质量和套管悬挂器坐封吨位

3.2.1 井口附近固井质量差

目前已经认识到增加水泥返高度是抑制套管损坏的方法之一。固井质量差可使套管受应力加大, 影响套管的承载能力。如:固井水泥环缺陷角度为150度至180度时套管所受应力集中系数达到最大值, 使套管的承载能力最大可以降低到原设计承载能力的一半。套管居中与偏心时套管所受的应力相关10%～15%, 水泥环的有效应力相差0.2～1倍, 套管不居中明显地降低了套管的承载能力。

固井施工过程中, 为保证套管悬挂器能安全座挂, 西北油田分公司规定油井95/8"套管固井时要求水泥浆上返高度不能高过井口以下200m, 7"套管回接井7"套管固井时要求水泥浆上返高度不能高过井口以下400～500m, 造成井口相当长的生产套管处于无支撑状态。同时, 固井结束后需快速座挂套管悬挂器, 座挂吨位难以很好的控制在规定的座挂范围之内 (95/8"套管60-120t, 7"套管70-110t) 。座挂吨位过大容易在井口套管处形成弱点, 导致套管极易产生结构变形失稳与失效。

3.2.2 尾管悬挂器附近固井质量

尾管固井过程中水泥浆上返高不够或者水泥浆未能充分顶替井内泥浆, 在水泥环空形成“窜槽”等, 不能有效封隔水层, 进而造成对套管的严重损坏。

3.3 采油工艺措施与套管损坏的关系

压裂过程中套管反复承受高压易使套管弯曲变形、变径、折断。深抽采油时, 井筒内掏空深度过大, 套管受挤压作用力大, 此时极易引起套管受挤变形, 出现套弯、套变、缩径等现象。

4 工具结构及工艺原理

4.1 工具结构

套管补贴水泥加固修井技术的补贴加固工具由悬挂起下装置、传输装置及套管接头三大部分组成。悬挂起下装置是将传输装置、套管接头及补贴模拟套管下入目的井段和模拟套管到位后脱离提出的动力装置。传输装置是将补贴模拟套管下入井内的输送工具, 一般采用空心钻杆或高强度油管。套管接头装置是该项技术的主要实现工具, 采用高强度中空套管公扣接头。传输装置及套管接头采用中空的主要目的是起到水泥浆灌注至井内的通道作用, 上下接头可通过转换接头联接不同规格的钻杆和补贴模拟套管。

4.2 工艺原理

套管补贴水泥加固修井技术工艺原理简单, 主要是在初步处理好套管损坏井段后, 利用下带套管接头的钻杆传输, 把与原套管损坏长度及直径相适应的模拟套管下入到位, 配套已经非常成熟的水泥封堵技术将模拟套管固在原套管壁上, 实现套损处补贴加固, 再造套管井筒的目的。

5 套管补贴水泥加固修井技术施工方法

套管补贴水泥加固修井技术施工方便, 整个施工过程从预处理井筒到补贴修复完善套管在5天内完成, 主要施工步骤如下:

5.1 磨铣、通刮套损段, 预处理井筒

在进行套管补贴施工前应用的是常规修井工艺。先采用铣锥磨铣损坏套管井段, 钻通后用套管刮削器将磨铣的井段井壁刮削干净, 彻底洗井, 用与套管尺寸匹配的通井规通井, 达到整个套管井筒内干净、无阻的目的。

5.2 传输到位

首先在修套井段附近以下位置填砂或打水泥悬空塞, 制造临时性人工井底, 然后将套管接头接在钻杆底部, 将模拟套管接到套管接头上, 和钻杆相连, 并将模拟套管下入到修套目的位置。为保证施工后, 模拟套管能与原套管粘固在一起, 无再次漏失等问题的发生, 一般要求模拟套管长于套损长度20m以上, 模拟套管直径小于原套管50mm左右。

5.3 配套水泥封堵技术, 将模拟管补贴加固在原套管上

将模拟套管下入到位, 注适应性水泥浆后, 释放模拟套管, 提出套管接头, 侯凝24h, 下入尺寸适应的平底磨鞋在模拟管内钻洗水泥浆至水泥悬空塞, 侯凝24h后, 钻穿水泥悬空塞, 洗井通至人工井底完井。

6 总结

套管补贴水泥加固修井技术配套已经非常成熟的水泥封堵技术将模拟套管加固在原套管损坏的井壁上, 实现套损处补贴加固, 再造套管井筒的目的, 适用于套管破裂、套管小角度错断、套管变形、已射井段套管修复等各种套损情况, 工艺原理简单, 施工方便, 适用范围广泛。

摘要：本文从导致套管损坏的主要因素和套损原因出发, 重点分析了套管补贴水泥加固修井技术的工具结构及工艺原理以及施工方法。

关键词：套管补贴,水泥加固,损坏,钻井

参考文献

[1]杨顺辉, 黄永洪, 陶兴华等.可膨胀波纹管在韦15219井的应用[J].石油钻探技术, 2007, 35 (3) :55257.