液壓擴徑整形技術(shù)在套管變形井杜813－42－63中的應(yīng)用

曾立桂

(中油遼河油田公司，遼寧 盤錦 124109)

液壓擴徑整形技術(shù)在套管變形井杜813－42－63中的應(yīng)用

曾立桂

(中油遼河油田公司，遼寧 盤錦 124109)

針對常規(guī)套管整形技術(shù)在套管變形井應(yīng)用中存在的技術(shù)缺欠，研究并應(yīng)用了液壓擴徑整形技術(shù)。該技術(shù)利用小修設(shè)備及高效液壓整形工具對油水井套管變形部位進(jìn)行液壓整形，達(dá)到縮短修井周期、提高修井效率、最大限度恢復(fù)套管通徑以及提高套管變形井產(chǎn)能的目的，為套管變形井的修復(fù)提供了強有力的技術(shù)支持，并在曙光油田杜813－42－63井得到成功應(yīng)用?，F(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果表明，該技術(shù)施工簡便，使用安全，整形效果顯著，在套損井治理工作中具有較好的推廣應(yīng)用前景。

套管整形;修復(fù)技術(shù);套管變形井;杜813－42－63井;應(yīng)用

引 言

隨著油田開發(fā)時間的延續(xù)及稠油井吞吐輪次的增多，套管變形井逐年增多，制約了油氣井正常選配注、壓裂、補孔等增產(chǎn)作業(yè)工藝措施的實施，嚴(yán)重影響了油氣田的開采速度和最終采收率。由于縮徑引起的套損比例較大，是套損井修復(fù)中要重點解決的問題，而現(xiàn)有的縮徑整形技術(shù)，主要有機械墩壓及爆炸擴徑等，這些工藝施工風(fēng)險大，成本高，給作業(yè)造成很大困難，甚至?xí)a(chǎn)生不安全隱患，對套管危害無法預(yù)測，成功率較低，極有可能造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失;而采用大修手段修復(fù)該類油水井成本高、周期長。針對以上問題，結(jié)合遼河油區(qū)油井特點及國內(nèi)外套管整形現(xiàn)狀，研究開發(fā)出了套管變形井液壓擴徑整形技術(shù)，并成功應(yīng)用于現(xiàn)場。本文主要介紹了套管變形井液壓擴徑整形技術(shù)的結(jié)構(gòu)、工作原理、技術(shù)特點及在杜813稠油區(qū)塊的應(yīng)用情況，為套損井的修復(fù)提供新的技術(shù)支撐。

1 套管變形井液壓擴徑整形技術(shù)

1.1 結(jié)構(gòu)

1.1.1 液壓擴徑整形器

液壓擴徑整形器由有錐形頭部的外殼、芯軸及若干個鋼球構(gòu)成(圖1)。該整形器由數(shù)百個變徑鋼球按一定的規(guī)律排列，對套管內(nèi)壁進(jìn)行滾壓，脹頭直徑自動增加到預(yù)先設(shè)定的尺寸，將套管恢復(fù)到原有的通徑。

圖1 滾壓擴徑整形器示意圖

1.1.2 水力錨

水力錨采用多級壓裂式，主要由錨體、防砂管、彈簧片、錨牙、螺釘、密封圈以及壓條構(gòu)成。由于整形壓力較大，為確保管柱具有足夠的錨定力，必須配備多組水力錨，配備數(shù)量根據(jù)整形壓力確定，其規(guī)格按所要修復(fù)的套管尺寸來選擇。

1.1.3 液壓增壓器

液壓增壓器采用液壓增壓原理，將一定的液壓動能轉(zhuǎn)換為整形所需的機械動能，主要由上接頭、缸套、內(nèi)管、泄壓套、活塞、鋼球以及下接頭構(gòu)成。

1.2 工作原理

將整形工具下到套損位置后，地面動力經(jīng)液壓設(shè)備增壓后在脹壓設(shè)備上產(chǎn)生強大的脹壓力，使數(shù)百個鋼球擴徑后以一定的規(guī)律排列，并順勢向下滾動，將套管內(nèi)徑恢復(fù)到圓形，反復(fù)滾壓完畢后，鋼球回到初始狀態(tài)，上提管柱完成整個工藝。

1.3 技術(shù)參數(shù)

該設(shè)備在套管內(nèi)表面形成880～1 600 MPa的壓力，內(nèi)徑為 ?124 mm的套管整形后可恢復(fù)到?116～ ?118 mm，內(nèi)徑為 ?161.7 mm 的套管整形后可恢復(fù)到?146～?156 mm，內(nèi)徑為?159.4 mm的套管整形后可恢復(fù)到?144～?154 mm。

1.4 技術(shù)特點

液壓擴徑整形技術(shù)特點主要包括:①操作安全可靠，整形效果好;②可實現(xiàn)長距離連續(xù)整形;③泄壓裝置使施工過程顯示明顯，便于現(xiàn)場操作;④具有防卡、防脫、復(fù)位功能;⑤整形后可直接進(jìn)行補貼;⑥利用小修設(shè)備即可實施套管整形。

2 現(xiàn)場應(yīng)用情況及效果

2.1 現(xiàn)場應(yīng)用情況

曙光油田杜813－42－63井位于6區(qū)12號站，屬于杜813超稠油區(qū)塊，2005年6月15日投產(chǎn)。該井因套管漏失，嚴(yán)重出水及789.0 m處套管縮徑(大徑為 ?150 mm，小徑為 ?144 mm)，不能正常實施機械堵水，于2009年3月因高含水關(guān)井。2010年1月對該井實施液壓擴徑整形技術(shù)。該井套管變形位置為790.62～794.00 m，施工中選用?146、?154、?155 mm 變徑滾壓脹頭，5 次整形后?152 mm×1.2 m通井規(guī)順利通過套管變形井段，其整形管柱見圖2。

圖2 杜813－42－63井液壓擴徑整形管柱

2.1.1 整形施工過程

第1次整形施工:下入 ?154 mm整形器至790.62 m，對油管加壓為10—20—25 MPa，整形管柱從790.62 m開始經(jīng)3次反復(fù)整形至792.72 m后遇阻無進(jìn)尺，起出管柱帶出?154 mm整形器。

第2次整形施工:下入 ?146 mm整形器至793.0 m，對油管加壓為10 MPa，進(jìn)尺1 m后無遇阻情況，下探5m后起出管柱帶出?146 mm整形器。

第3次整形施工:下入 ?154 mm整形器至791.0 m，對油管加壓為10 MPa，進(jìn)尺3 m至794.0 m后無遇阻情況，下探5 m后起出整形管柱。

第4次整形施工:下入?155 mm整形器(整形最大外徑達(dá)到?159 mm)至791.0 m。對油管加壓為15—10—5 MPa，管柱漏失嚴(yán)重，整形無進(jìn)尺，起出管柱。

第5次整形施工:下入?155 mm整形器，下入深度為791.05 m，對油管加壓為10 MPa，進(jìn)尺3 m，整形至794.0 m后無遇阻情況，在整形井段反復(fù)整形12次后，下探至801 m遇阻，根據(jù)遇阻深度判斷整形器已過套管變形位置，而上部增壓器外徑大，尺寸長，未能探過套管變形位置791.05 m。分析認(rèn)為，套管彎曲，無法探視下部套管情況。

2.1.2 整形后套管驗證情況

杜813－42－63井套管內(nèi)徑為?159.42 mm，根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選用?152 mm×1.2 m通井規(guī)，通井至套管變形位置790.61～794.00 m時無遇阻顯示，后一直通至817.19 m，達(dá)到設(shè)計要求，整形后順利進(jìn)行卡封(Y211－150封隔器下深為772.57 m，Y341－150封隔器下深為809.98 m)作業(yè)。

2.2 效果評價

整形后選用機械堵水下泵生產(chǎn)，措施后，平均日產(chǎn)油為9.1 t/d，見到良好的生產(chǎn)效果。截至2011年6月16日，已累計增油3 934 t，3輪次注汽后套管仍完好，沒有出現(xiàn)套管破損扭曲等問題，且整形后未重新縮徑。該井具體生產(chǎn)情況見圖3。

圖3 杜813－42－63井整形后生產(chǎn)曲線

3 結(jié)論與建議

(1)液壓擴徑整形技術(shù)解決了以往整形技術(shù)存在的諸多問題。該技術(shù)利用小修設(shè)備及高效液壓整形工具對油水井套管變形部位進(jìn)行液壓整形，達(dá)到縮短修井周期，提高修井效率，最大限度恢復(fù)套管通徑，提高套管變形井產(chǎn)能的目的。

(2)高效脹管整形工具將液壓與機械方式相結(jié)合，在原有整形工具的基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)新，改善了普通整形工具效率低、效果差的狀況。

(3)采用液壓提供動力，整形力大小不再依賴作業(yè)設(shè)備，同時利用液壓力易于改變、易于控制的特點，可以準(zhǔn)確控制脹頭膨脹力。

(4)利用該技術(shù)對套管進(jìn)行整形，既可節(jié)省作業(yè)成本，又可減少對套管的危害。該技術(shù)突出的優(yōu)點決定了其廣闊的應(yīng)用前景。

(5)建議增壓器型號應(yīng)多樣化，并合理選擇，減少因增壓器外徑太大或套管彎曲而導(dǎo)致整形工具無法下到待整形位置。

(6)整形前要確保泄壓閥性能良好，避免整形時因泄壓閥故障而無法正常起壓。

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Application of casing reshaping by hydraulic reaming technique to casing deformation well Du813－42－63

ZENG Li－gui
(Liaohe Oilfield Company，PetroChina，Panjin，Liaoning 124109，China)

The conventional casing reshaping technique has its limitations，so a hydraulic reaming reshaping technique was developed and applied in the paper．The technique uses small－scale workover equipment and high－efficiency hydraulic reshaping tools to hydraulically reshape the deformed section of the casing in oil or water wells，shortening the workover period，improving the workover efficiency，restoring the drift diameter of casing to the greatest extent，improving the productivity of casing deformation wells and providing a strong technical support for the repair of casing deformation wells．It has been successfully used in well Du813－42－63 in Shuguang Oilfield．The results indicate that the technique is simple and safe，and has a promising future in its application．

casing shaping;repairing technology;casing deformation well;Shuguang oilfield

TE358

A

1006－6535(2011)06－0120－03

20110422;改回日期20110620

中油遼河油田公司科技攻關(guān)項目“套變井液壓整形技術(shù)”部分內(nèi)容(SGKJ2010－04)

曾立桂(1983－)，男，助理工程師，2006年畢業(yè)于長江大學(xué)石油工程專業(yè)，現(xiàn)從事修井技術(shù)研究工作。

編輯 王 昱