氣井套管漏失修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

李霞，馬圣凱

中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司井下作業(yè)分公司（黑龍江大慶163453）

氣井套管漏失修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

李霞，馬圣凱

中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司井下作業(yè)分公司（黑龍江大慶163453）

為了解決大慶油田天然氣井套管漏失、管外竄氣問(wèn)題，創(chuàng)新研究了淺部和深部套管漏失修復(fù)技術(shù)，有效解決了淺部套管漏失后管外封竄常規(guī)堵劑無(wú)法實(shí)現(xiàn)氣密封、深部套管漏失不具備管外封竄條件等技術(shù)難題，為類(lèi)似氣井的完井方案改進(jìn)、管外竄氣的預(yù)防和治理提供了借鑒。

套管漏失；管外竄氣；氣密封

氣井在生命周期內(nèi)，隨著生產(chǎn)時(shí)間的延續(xù)，發(fā)生管外氣竄的可能性越來(lái)越大；而一旦發(fā)生管外氣竄，將導(dǎo)致氣井環(huán)空壓力上升，影響氣井和油氣田的安全生產(chǎn)。管外竄氣氣井的有效治理，不僅可以直接消除安全隱患，而且對(duì)于氣井延壽、提高油氣田的采收率和降低油氣田的生產(chǎn)操作成本都至關(guān)重要。通過(guò)成功案例的分析和技術(shù)總結(jié)，可以為類(lèi)似氣井的完井方案改進(jìn)、管外氣竄的預(yù)防和治理提供借鑒。

1 氣井漏失修復(fù)技術(shù)

1.1 井口漏失修復(fù)

井口閘閥、套管絲扣、法蘭短節(jié)等部位漏失后，漏失井口彌漫可燃?xì)怏w，給后續(xù)施工帶來(lái)安全隱患。此外，壓井過(guò)程中井口刺漏，影響壓井效果。根據(jù)不同漏失部位，測(cè)繪制作專用密封夾具（圖1），箍住漏失位置，并向夾具內(nèi)注入膠體，實(shí)現(xiàn)漏點(diǎn)封堵，達(dá)到20 MPa承壓能力。

1.2 淺部套管漏失修復(fù)技術(shù)

圖1 帶壓堵漏

技套帶壓井，前期修井過(guò)程中具有以下難點(diǎn)：一是漏點(diǎn)不清晰；二是氣井取套難，油層套管-技術(shù)套管環(huán)空淺部封固段取套，可取長(zhǎng)度短；三是取套回接套管，常規(guī)堵劑無(wú)法實(shí)現(xiàn)氣密封。對(duì)此，試驗(yàn)了一種短封固段高效封堵技術(shù)，對(duì)漏點(diǎn)以上套管取換套，油層套管-技術(shù)套管環(huán)空采用Wellock水泥封堵，再重新安裝套管頭，短封固段可滿足35 MPa承壓需求。實(shí)施過(guò)程中，創(chuàng)新研制了Φ193.7 mm（758"）薄壁無(wú)接箍套銑筒、套銑頭，實(shí)現(xiàn)油層套管-技術(shù)套管環(huán)空套銑，可環(huán)空套銑30 m，時(shí)效10 m/h，與常規(guī)水泥帽套銑速度相當(dāng)，施工參數(shù)見(jiàn)表1；研究了樹(shù)脂水泥體系及封堵工藝[1]，提高了短封固段封堵性能，封堵流程見(jiàn)圖2，樹(shù)脂體系強(qiáng)度與樹(shù)脂摻量關(guān)系見(jiàn)表2。樹(shù)脂水泥具有可穿透微米級(jí)孔隙、抗氣竄、抗化學(xué)腐蝕（酸/CO2）、兼容性好、高塑性（應(yīng)變可達(dá)到20%）、固化時(shí)間可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)[2]。

根據(jù)初凝時(shí)間和固化強(qiáng)度要求，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)，確定了樹(shù)脂與水泥之間的最佳摻量（水泥75%，樹(shù)脂25%），大幅度降低了施工成本[3]。

表1 施工參數(shù)優(yōu)化

圖2 封堵工藝流程

1.3 深部套管漏失膨脹管密封加固技術(shù)

天然氣井套漏、斷脫，常規(guī)補(bǔ)貼及堵漏技術(shù)有其不適應(yīng)性，一是無(wú)法滿足氣密封要求；二是加固管柱下井過(guò)程中無(wú)法進(jìn)行循環(huán)；三是加固后磨銑底堵產(chǎn)生的碎屑堵塞壓裂通道。因此，創(chuàng)新應(yīng)用氣井膨脹管密封加固技術(shù)，具有下管柱可循環(huán)，加固后滿足氣密封、抗腐蝕、承壓高等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)改進(jìn)投送和坐封系統(tǒng)，底堵設(shè)計(jì)循環(huán)孔，投球膨脹，能夠在膨脹管下井過(guò)程中循環(huán)壓井，保證施工安全；改進(jìn)膨脹管材質(zhì)，設(shè)計(jì)長(zhǎng)密封段，提高氣密封性、抗CO2腐蝕性、膨脹率和懸掛力；采用可撈底堵，避免磨銑底堵產(chǎn)生碎屑阻塞水平段，膨脹管技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表3。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2.1 淺部套管漏失修復(fù)技術(shù)應(yīng)用案例

徐深A(yù)井是一口高產(chǎn)氣井，試氣時(shí)無(wú)阻流量達(dá)132.44×104m3。這口井治理的主要難點(diǎn)是：井口有漏點(diǎn)，但通過(guò)試壓無(wú)法確定具體漏失位置；進(jìn)行過(guò)3次堵漏，全部失敗。接到方案時(shí)，該井處于無(wú)油層套管頭狀態(tài)（B公司采用機(jī)械式割刀對(duì)雙公短節(jié)進(jìn)行切割，切割后拆掉了二級(jí)套管頭禁錮螺栓，拆卸二級(jí)套管頭），存在重大安全隱患，急需治理[4]。

為徹底消除隱患，并針對(duì)施工過(guò)程中可能遇見(jiàn)的各種難點(diǎn)，制定了兩套方案：第一套是對(duì)漏點(diǎn)以上（預(yù)判）套管取換套后管外采用新型堵劑進(jìn)行封竄；第二套是在無(wú)法保證徹底修復(fù)時(shí)對(duì)產(chǎn)層、管內(nèi)進(jìn)行徹底封堵報(bào)廢。執(zhí)行第一套方案，徐深A(yù)井即實(shí)現(xiàn)成功修復(fù)，施工過(guò)程如下：

徐深A(yù)井施工過(guò)程：利用樹(shù)脂水泥封堵Φ139.7 mm（5"）套管與Φ244.5 mm(9")技套環(huán)空（井口30 m深度）。候凝后，注N2試壓31 MPa，試壓合格，目前已恢復(fù)生產(chǎn)，技套壓力始終為0。該技術(shù)的成功應(yīng)用，為大慶油田同類(lèi)井封堵提供了借鑒方法。

2.2 深部套管漏失修復(fù)技術(shù)應(yīng)用案例

汪深A(yù)井2014年7月完鉆，2015年驗(yàn)漏發(fā)現(xiàn)插入密封處存在漏點(diǎn)。為進(jìn)行套管壓裂，2015年9月下完井封隔器一體化管柱（圖3），提前坐封，坐封點(diǎn)位于漏點(diǎn)以上，無(wú)法實(shí)現(xiàn)壓裂。

解卡打撈井筒內(nèi)卡阻管柱后，利用MIT測(cè)井技術(shù)，準(zhǔn)確定位套管漏失井段深度；利用膨脹管加固技術(shù)完成了漏點(diǎn)加固，加固后試壓45 MPa。目前，該井已成功完成壓裂，壓裂23段、最高施工壓力39 MPa，為大慶油田同類(lèi)井封堵施工提供了借鑒方法[5]。

表2 樹(shù)脂體系強(qiáng)度與樹(shù)脂摻量關(guān)系

表3 膨脹管技術(shù)指標(biāo)

表3完井封隔器一體化管柱

3 結(jié)論

1）帶壓堵漏技術(shù)滿足井口壓力小于20 MPa的氣井堵漏施工。

2）樹(shù)脂水泥可以實(shí)現(xiàn)井口30 m范圍內(nèi)管外氣竄封堵。

[1]張景富,俞慶森,徐明,等.G級(jí)油井水泥的水化及硬化[J].硅酸鹽學(xué)報(bào),2002,30(2)：167-171.

[2]羅霄.固井防竄用彈性密封水泥漿體系研究[D].南京：南京工業(yè)大學(xué),2010.

[3]高志強(qiáng),騰新興.深化監(jiān)督管理,完善監(jiān)督職能,推動(dòng)監(jiān)督健康持續(xù)發(fā)展[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2012,28(10)：1-4.

[4]郝艷春,李超,樊文忠.以“風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警”為核心的降成本修井模式[J]石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2013,29(11)：32-35

[5]張艷娜,孫金生,王倩,等.國(guó)內(nèi)外鉆井液技術(shù)新進(jìn)展[J].2011,31(7)：47-54,62.

In order to solve the problems of the casing leakage and gas channeling outside casing of natural gas wells in Daqing Oilfield, the casing leakage repair technologies for shallow and deep casing are proposed,which effectively solve the problems that the seal of the gas channeling outside casing can not be finished using conventional plugging agent when the shallow casing leakage occurs,and the gas channeling outside deep casing can not be sealed,and provide reference for the improvement of well completion program and the prevention and control of gas channeling outside casing of similar gas wells.

casing leakage;gas channeling outside casing;gas sealing

賈強(qiáng)

2016-10-26

李霞（1971-），女，工程師，長(zhǎng)期從事修井技術(shù)服務(wù)工作。