膨脹管套管補貼技術應用

王岷君　張超群

摘要：隨著老君廟油田開發(fā)時間的延長，大部分生產井的套管都存在損壞現象，并且損壞形式復雜多樣，常規(guī)的套管修復技術在處理復雜地層時往往表現出施工周期長、投入成本大、修復成功率較低。套管補貼技術的引進和應用，解決了上述難題，提高了修井效率。文章對膨脹管套管補貼技術原理及現場應用進行了初步探討。

關鍵詞：膨脹管套管補貼技術；套損井修復；膨脹管規(guī)格

中圖分類號：X799.5

文獻標識碼：A

文章編號：1674-1145(2009)-02-0112-02

隨著老君廟油田開發(fā)時間延長，套損井逐年增多。套管變形、破裂、錯斷等套壞類型復雜，另外，受注水開發(fā)影響，老君廟油田井下地質結構復雜多變，較多的壞套井都存在溢流量較大、大量吐砂、出紅泥漿等現象，這些情況的存在，給我們封堵工作帶來了很多困難。有些套管損壞井，由于管外水泥返高較低，或套管管外水泥環(huán)損壞，造成套管漏失，常規(guī)擠水泥封堵效果較差；有些油水井上部套管損壞，如采取襯補措施則襯補段較長。應用膨脹管套管補貼技術解決了多井段套損漏失導致油水井不能正常生產的矛盾，取得較好效果。2008年9月，老君廟油田710井和H289井兩口套損漏失井應用了該技術，一次成功率達100％，有效率100％。

膨脹管技術是上世紀九十年代產生并發(fā)展起來的一項新技術，是21世紀石油工業(yè)發(fā)展的核心技術之一。膨脹管是一種由特殊材料制成、具有良好塑性的金屬鋼管，下入井內后可通過機械或液壓的方法在直徑方向膨脹10％～30％左右，以滿足不同工藝的要求；同時，在冷做硬化效應下，管材強度和剛性得到提高，膨脹變形后的機械性能達到API標準J55鋼級套管的同等水平。

一、膨脹管套管補貼技術原理

膨脹管套管補貼是對套損井段進行整形或磨銑處理后，用油管將膨脹管管柱下至需要補貼修復段深度，在地面用高壓泵向油管內打壓，當膨脹管發(fā)射腔內壓力達到一定數值后，膨脹錐推動油管與油管一起上行，當膨脹錐上行距離超過膨脹管柱長度時，油套連通。泵壓下降，膨脹管完成膨脹，且緊貼于基礎套管內壁，達到錨定、密封與修復要求。然后起出油管、鉆通膨脹管柱下絲堵，完成修復。

打壓接頭——連接打壓管線及油管，高壓液體入口。

油管接箍——連接打壓接頭。

21/2'外加厚油管——連接膨脹連接桿，打壓膨脹時隨膨脹錐上升。

膨脹螺紋——連接膨脹管柱，實現多段長距離膨脹。

膨脹管——打壓膨脹后緊貼基礎套管破損部位，以達到修復目的。

Ф1397基礎套管——Ф139壁厚為7mm的基礎套管。

連接桿一連接油管及膨脹器。

膨脹器——膨脹錐，打壓膨脹時脹開膨脹管柱。

下絲堵——膨脹時起封壓作用。

膨脹管套管補貼技術指標如下：

1.膨脹管錨定力達到500kN以上；

2.修復后，通徑尺寸最大，可達到108mm；

3.液體密封能力強，抗外壓＞15Mpa，抗內壓＞45MPa：

4.膨脹后套管強度高，可達到J55鋼級；

5.可進行長段套損井修復，目前施工長度大于150m。

二、膨脹管套管補貼現場應用

2008年9月份開始，大修隊承擔了老君廟作業(yè)區(qū)套管補貼施工任務。成功完成了710井、H289井的膨脹管套管補貼施工。其中710井套管在26～42m套管漏失，由于堵漏段封堵效果較差，地面水、地面砂經常滲漏，導致該井經?？ㄣ@。無法正常生產，也無法進行壓裂改造。因此決定對漏失段進行膨脹管套管補貼，使其恢復正常生產。H289井在2002年找漏時發(fā)現套管在681.75～699.66m漏失，數次擠水泥封堵但效果不佳，為日后正常生產和改造需要，決定對該漏失段進行補貼。

710井和11289井施工所用膨脹管規(guī)格和補貼后套管技術參數如下表：

本文以H289井施工為例，介紹膨脹管套管補貼施工工藝工序。H289井套管外徑139.7mm，內徑124.26mm，水泥面867.79m。設計要求下114mm膨脹管對681.75～699.96m段套管補貼。

1.前期井眼準備。前期井眼準備目的是修復套管，打通套管變形、錯斷通道，使膨脹管能下到設計位置，對補貼段上下5米范圍進行修整整型，去掉原套管內壁上的水泥殘渣、毛刺、死油和硬蠟等物，同時證實漏失段，提供準確的補貼段。

(1)起出井下原生產管柱后，下4P73mm斜尖+Ф73mm油管，探砂面，根據砂面高低情況填砂或沖砂，使砂面在孔段以上，避免下步刮蠟、熱洗時污染油層。該井孔段頂部784m，施工時填砂至5770.54m。

(2)刮蠟、熱洗。Ф73mm油管5根+中119mm×2.27m刮蠟器+Ф73mm鉆桿，由井口刮蠟至砂面。起出井下管柱后，下Ф73mm油管，接高溫熔蠟車，正循環(huán)熱洗至井筒進出口水質一致。熱洗時要求進口溫度不小于85℃，出口溫度不小于55％。在H289井施工時，進口溫度為95℃，出口溫度達85℃。

(3)通井。證實套管通徑，保證找漏管柱和膨脹管管柱暢通下入。下中Ф18Mm通井規(guī)+Ф673mm油管，通井至砂面770.84m。

(4)找漏。下38Mm×0.18m球座1個+Ф115mm×0.82m壓差式封隔器1個+745-5×0.49m定壓凡爾1個+Ф73mm間管1根+Ф115mm×0.82m壓差式封隔器1個+Ф73mm油管71根，找漏證實漏失段。

(5)刮削、定徑刮管。首先下GX140T型彈簧式套管刮削器+Ф73mm鉆桿，從井口刮削至774.0m，對套管破損段反復刮削直至暢通。然后下GXQ-124mm定徑刮銑器+Ф73mm鉆桿，對680～707.33m欲補貼段反復刮削至暢通。

下刮削器刮管，去掉原套管內壁上的水泥殘渣、毛刺、死油和硬臘等物。定徑刮管的目的是使補貼段內徑統(tǒng)一，降低施工風險。保證脹管過程順利完成。定徑擴眼段為補貼段及上下各3～5m。通過刮管從而保證膨脹管柱能夠順利下到預定位置，保證膨脹管補貼時能夠有效貼合密封。

2.補貼

(1)在地面將膨脹管專用提升短節(jié)與第一根膨脹管上端螺紋連接，緩慢下井。當膨脹管上端距離轉盤500mm時用安全卡瓦坐在井口上，拆除專用提升短節(jié)。接著下人所有膨脹管，將最后一根膨脹管，用卡瓦坐在井口上，拆除提升短接，下人連接桿+Ф73mm外加厚油管，將連接桿與油管連接，按順序下人膨脹管中。觀察下人長度，當下人長度接近膨脹管長度時，緩慢下放管柱，并將管柱全部重量坐放在膨脹錐上，這時連接桿卡簧應該進入膨脹錐并連接。驗證鎖緊裝置連接：上提下放管柱兩次(約1m)，如果膨脹管柱隨著提起則證明連接桿上的鎖緊裝置與膨脹錐已連接好。下入全部入井油管：下入整個ФP73mm外加厚油管，使膨脹管柱上端準確位于設計補貼井段上端。下放過程中每下放200米將管柱內灌滿清水。下放完畢后，校核指重表、記錄管柱懸重、接好打壓接頭，按設計方余在管

柱上做好標記，在設計方入位置提著管柱保持靜止。連接高壓軟管，將泵站的安全溢流壓力調定為45Mpa。此次施工共下Ф114mm膨脹管4根，膨脹管上端面深度676m，管腳深度704.87m。

(2)膨脹管脹管：啟動泵站，并將泵站的輸出排量調定到15L/min，開始打壓脹管。觀察記錄泵站壓力表讀數，當壓力表讀數達到低于安全溢流壓力45Mpa的一個峰值讀數時開始脹管，司鉆應仔細觀察指重表讀數，當指重表讀數低于原始記錄4～5噸時應上提管柱，使指重表指針回到原位置。連續(xù)重復幾次，直到管柱上行1m以上。停泵，卸壓，上提10噸，管柱不動則表明膨脹管柱已懸掛在套管上。

(3)膨脹管打壓：重新啟動泵站，將泵站的輸出排量調定到25L/min，繼續(xù)打壓脹管，管柱上行(這時將上提力加到5～6噸，觀察記錄泵站壓力表讀數)。當第一個油管接箍露出鉆臺面后，上吊卡并將管柱坐放在井口。拆開高壓軟管與泵站的連接，將軟管盤起捆綁在油管管柱上。甩掉第一根油管，重新將打壓接頭連接在管柱上，接好高壓軟管繼續(xù)打壓脹管。管柱上行2m時，上提力增加到5～10噸；管柱上行膨脹管全長時。泵站壓力會突降，表明脹管結束。膨脹管完成整體膨脹，緊貼于套管，達到錨定、密封與修復要求。卸壓停泵，拆除打壓接頭與高壓管線，起出入井管柱。

施工時需注意：

1)膨脹打壓過程中無關人員遠離高壓區(qū)域。

2)打壓過程中若泵站壓力表讀數達到安全溢流壓力45MPa管柱仍然沒有上行，應停泵分析原因并采取相應措施，嚴禁隨意提高施工作業(yè)泵壓。

3)停泵前要保證徹底卸壓，以免帶壓操作出現危險。

4)在起出入井管柱時只能上提，不準下放管柱。以防止膨脹錐損壞膨脹管柱上口。

3.后期施工

(I)試壓。驗證補貼管密封情況。全井筒試壓15MPa，穩(wěn)壓30min，結論試壓合格。起鉆完。

(2)鉆通下堵頭。下垂100.m×0.21m磨鞋1個+4Ф60.3mm鉆桿6根+Ф73mm鉆桿68根，探塞H:704.87m，鉆通下絲堵，放空至H:725m。

(3)整修上口。下Ф120mm×0.65m_h修口器1個+Ф73mm鉆桿70根，下探至H:676m，修貼補管上端面完。

至此，膨脹管補貼施工全部完成。H289井于9月16日搬遷上修，至9月22日完井，歷時7天，生產一次成功率和施工質量合格率均達100％。

三、結論

實體膨脹管套管補貼技術通過冷擠擴張的方法使套管達到要求尺寸，從而達到修補損壞套管的目的。操作簡單方便，懸掛力度大，不易松動脫落，密封可靠，耐高溫，適用于套管損壞的任意井深，適用套管損壞的類型廣，如變形套管整形后的加固、破裂套管的修復、漏失井段的封堵等，實體膨脹管套管與原井套管形成雙層套管，提高了套管的強度，延長了套管的使用壽命，對套損井的修復有較強的適應性。膨脹管套管補貼技術在老君廟油田的成功應用，使我們在套損井修復方面多了一項新型手段。