套管損壞的危害及修復(fù)工藝

陸衛(wèi)東

（克拉瑪依三盛有限責(zé)任公司，新疆 克拉瑪依 834000）

1 套管損壞的危害

在油田開發(fā)過程中，套管損壞現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生，近年來愈發(fā)嚴(yán)重。套管損壞除了帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失外，還給油田開發(fā)帶來許多問題:①套損井報(bào)廢后，導(dǎo)致總生產(chǎn)井?dāng)?shù)減少，使原油產(chǎn)量下降；②套損井報(bào)廢后，導(dǎo)致井網(wǎng)不完整，水驅(qū)控制程度下降，影響最終采收率；③套損井可能使得水井無法分注，導(dǎo)致層間矛盾加大，降低采收率；④套損井可能使油田增產(chǎn)措施(壓裂、分層酸化)無法進(jìn)行；⑤套管破裂或錯(cuò)斷的井可能使許多水注到非目的層，降低了注入水的有效利用率；⑥套損井因發(fā)現(xiàn)不及時(shí)或修復(fù)不及時(shí)，可能使一些水注到泥巖層，導(dǎo)致套損大面積發(fā)生；⑦有的套損井可能出現(xiàn)地面跑冒現(xiàn)象，造成環(huán)境污染。

隨著油田規(guī)模的擴(kuò)大和套損井?dāng)?shù)的增加，套管損壞對(duì)油田的影響將越來越大，因此套管損壞機(jī)理的定量研究與應(yīng)用及防護(hù)研究迫在眉睫。它對(duì)油田套損的防護(hù)與修復(fù)措施的提出、注采關(guān)系的完善與協(xié)調(diào)及油田可持續(xù)開發(fā)具有重要意義。

2 套損修復(fù)技術(shù)

2.1 對(duì)變形擠毀套管的不密封加固修復(fù)

對(duì)損壞套管進(jìn)行整形、磨銑后，下入襯管，不密封加固器由丟手、懸掛裝置和加固襯管3部分組成。襯管上部為丟手裝置，與完井管柱連接或用專門投送管柱連接，下到擴(kuò)徑復(fù)位井段后，使襯管中部與復(fù)位井段中部對(duì)中，管柱內(nèi)憋壓或投專用鋼球，使懸掛裝置中的防掉防頂卡瓦張開，緊緊咬住套管內(nèi)壁，同時(shí)丟手接頭在壓力的作用下脫開，然后上提管柱或起出專門投送管柱，加固鋼襯管則留在需加固的井段中，完成加固。這種加固工藝因鋼襯管與套管之間有一定的間隙，其上部的懸掛裝置也只是起卡瓦作用，不可能實(shí)現(xiàn)密閉環(huán)空，因此多用在套損油井的加固。

2.2 對(duì)變形擠毀套管的密封式加固修復(fù)

目前使用的密封式加固有2種，即爆炸補(bǔ)貼加固和水力密封加固。補(bǔ)貼器主要由補(bǔ)貼管、金屬錨組成，坐封后對(duì)套管損壞部位起補(bǔ)貼加固作用。

2.3 爆炸焊接加固

爆炸焊接加固是對(duì)損壞套管進(jìn)行整形、磨銑后，用油管或鉆柱將焊接炸彈下入加固井段，引爆炸藥，產(chǎn)生高溫高壓氣體，使焊管兩端與套管撞擊形成環(huán)焊，并使其中間部分?jǐn)U徑，從而完成焊接加固。

2.4 套管破損穿孔裂縫的重復(fù)擠水泥封堵修復(fù)方法

重復(fù)擠水泥封堵套管漏失是一項(xiàng)常規(guī)的主要修井方法，也是一種難度較大的擠注作業(yè)，最好是重復(fù)低壓擠水泥。

2.5 用封隔器或小直徑套管修補(bǔ)法

這種方法適用于套管內(nèi)徑受到限制無法使用套管補(bǔ)貼修復(fù)的那些套損井。它的要點(diǎn)是下封隔器把套損部位隔開，或者下入小直徑套管把損壞部位堵住。

2.6 金屬波紋管補(bǔ)貼法

這種方法主要用于套管徑向變形不大的孔洞、縫等的修補(bǔ)。施工時(shí)先將波紋管套在拉伸管上，下部接彈性脹頭和剛性脹頭，固定住波紋管后，補(bǔ)貼管外壁涂環(huán)氧樹脂，用油管將工具下到套管損壞位置，然后提鉆具將循環(huán)孔封死，油管憋壓，水力錨工作使工具與套管固定，同時(shí)高壓液體流入活塞缸，使活塞上行并帶動(dòng)活塞桿及拉伸桿上行，迫使脹頭進(jìn)入波紋管，將其波紋脹開并借助環(huán)氧樹脂緊貼于壞套管壁上。當(dāng)活塞上行一個(gè)行程后停泵，上提鉆具，將活塞恢復(fù)到下死點(diǎn)，然后第二次加油壓，使活塞上行繼續(xù)脹管，如此反復(fù)進(jìn)行、直至脹完為止。作業(yè)完畢后，起出全套工具。

2.7 套管錯(cuò)斷井?dāng)D水泥修復(fù)

擠入一定容積的水泥漿，使水泥漿能上返到錯(cuò)斷部位以上的環(huán)行空間，在水泥未凝固前就活動(dòng)并對(duì)中套管，等水泥凝固后下錐形銑鞋，銑掉套管中凝固的水泥漿恢復(fù)套管內(nèi)徑，試壓合格后油井即可恢復(fù)生產(chǎn)。

2.8 套管錯(cuò)斷井套管補(bǔ)接法修復(fù)

將錯(cuò)斷部位以上的套管撈出，修平不規(guī)則錯(cuò)斷口，然后下帶有套管補(bǔ)接器的新套管，補(bǔ)接器上的一組單向卡瓦或一組雙向卡瓦就會(huì)牢牢地咬住套管外壁，補(bǔ)接器上的密封元件也與套管外壁實(shí)現(xiàn)了壓力密封，成為套管的一個(gè)永久部分。

2.9 套管錯(cuò)斷井取、換套管工藝技術(shù)

利用套銑鉆頭、套銑筒、套銑方鉆桿等配套鉆具，在鉆壓、轉(zhuǎn)數(shù)和循環(huán)排量三參數(shù)合理匹配的情況下，以優(yōu)質(zhì)取套工作液造壁防塌，防噴、防卡、防斷脫以及組合切割，適時(shí)取套，找正等技術(shù)措施為保證，完成對(duì)套管外水泥帽、水泥環(huán)、巖壁及管外封隔器的分級(jí)套銑、鉆擴(kuò)和磨銑，取出損壞部位及以上套管，下入新套管，通過與井內(nèi)完好套管的補(bǔ)接或?qū)郏詈蠊叹虿还叹昃?/p>

3 結(jié)論

將套管損壞機(jī)理研究、預(yù)防技術(shù)、修復(fù)技術(shù)三者緊密結(jié)合起來，才能使套管損壞得到控制，使井況惡化的狀況得到根本好轉(zhuǎn)，以達(dá)到改善開發(fā)效果的目的。地層出砂是引起套管損壞的主要原因，根據(jù)不同出砂形態(tài)下套管的受力分析與變形情況，易知套管的失穩(wěn)破壞取決于2個(gè)因素：套管所受軸向力與空洞的高度。對(duì)于生產(chǎn)中的實(shí)際油井估算出套管的變形長(zhǎng)度，計(jì)算出臨界壓力并與套管可能受到的軸向載荷相比，以判斷是否會(huì)發(fā)生失穩(wěn)破壞。這些為套管的預(yù)防與修復(fù)措施也提供了理論依據(jù)。

套管損害的主要預(yù)防措施及效果，對(duì)于套管損壞井的修復(fù)，必須堅(jiān)持“預(yù)防為主、防治并重”的原則，依據(jù)油、水井的不同油藏類型、不同地質(zhì)條件、不同的開采方式，在深入研究套管損壞產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同地質(zhì)條件、不同套管損壞形式，有針對(duì)性地選擇修復(fù)方法和工具。因工程技術(shù)等人為因素導(dǎo)致的套管損壞，可以在工程設(shè)計(jì)以及新技術(shù)應(yīng)用方面加大力度，盡可能降低人為因素導(dǎo)致的套管損壞情況發(fā)生。

[1]李平全.油氣田生產(chǎn)開發(fā)期套管的損壞原因分析[J].石油管道工程，2006，12(5):1-10.

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