井下作業(yè)套管保護(hù)技術(shù)探討

摘 要：針對(duì)井下作業(yè)特點(diǎn)，分析了套管損壞類型，重點(diǎn)圍繞修井作業(yè)套損因素，提出了井下作業(yè)套管保護(hù)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：修井作業(yè);套管;分析;保護(hù)

油田進(jìn)入開(kāi)發(fā)后期，受出砂、高強(qiáng)度注采、頻繁作業(yè)以及井身結(jié)構(gòu)、完井質(zhì)量、套管材質(zhì)等諸多因素影響，套損井日益增多，套損問(wèn)題日趨嚴(yán)重，成為制約油田開(kāi)發(fā)的重要因素。因此，通過(guò)對(duì)油田修井作業(yè)不同工序?qū)μ坠軗p傷進(jìn)行分析，并加強(qiáng)預(yù)防措施，最大限度的保護(hù)套管，延長(zhǎng)其使用壽命，對(duì)改善和提高油田的開(kāi)發(fā)效果具有重要意義。

1 套管損壞類型

油田套管損壞類型主要有彎曲、錯(cuò)斷、破裂、縮徑、穿孔漏失等五種類型，其中彎曲、錯(cuò)斷占到套損井?dāng)?shù)的50%以上，為主要損壞類型。

2 修井作業(yè)套損因素

2.1 高壓

高壓施工。高壓施工針對(duì)套管而言，是指修井作業(yè)中施工壓力超過(guò)套管標(biāo)準(zhǔn)試壓值。但在修井作業(yè)工藝實(shí)施過(guò)程中，有很多工藝措施施工的壓力都大幅度超過(guò)這個(gè)壓力。高壓施工對(duì)套管造成損傷主要有兩個(gè)方面：一是高壓對(duì)承壓能力弱的套管造成的損傷，二是油管在高壓施工時(shí)刺漏對(duì)套管噴射造成的損傷。高壓注水。注水井油管在長(zhǎng)期的注入水腐蝕下，部分已被腐蝕穿孔，注入水會(huì)由穿孔的油管通道進(jìn)入油套環(huán)空，套管同樣被不同程度的腐蝕，腐蝕后的套管因無(wú)法進(jìn)行檢驗(yàn)和直觀的發(fā)現(xiàn)，承壓能力會(huì)逐漸減弱。擠壓充填防砂。它作為出砂油田的主要防砂工藝應(yīng)用范圍較廣。擠壓充填施工時(shí)，地面通過(guò)防砂車組泵入攜砂液，將充填砂擠入地層，因此套管在施工時(shí)同樣承受高壓。

2.2 防砂

形成油管刺漏的基本條件是油套產(chǎn)生壓差及油管漏失。當(dāng)以上兩個(gè)條件形成后，高壓攜砂液會(huì)從油管漏點(diǎn)釋放，可能像水力噴砂射孔一樣在短時(shí)間內(nèi)擊穿套管。

2.3 二次射孔

為了提高產(chǎn)能，部分油田采用大槍大彈，大直徑射孔孔眼削弱了套管抗拉抗壓強(qiáng)度。再加上腐蝕、高壓施工等因素影響，套管的抗拉抗壓強(qiáng)度會(huì)大幅度降低。射孔槍在井下是依靠磁定位系統(tǒng)進(jìn)行定位，一次射孔后射孔孔眼會(huì)均布在套管壁上，二次射孔雖然深度能準(zhǔn)確的控制，但不能在原有孔眼基礎(chǔ)上進(jìn)行準(zhǔn)確布控重復(fù)射孔孔眼，使重射孔的孔眼不規(guī)則的疊加在原射孔孔眼上，如果是縱向上疊加會(huì)導(dǎo)致套管縱向受力的降低，易產(chǎn)生裂縫彎曲;如果是橫向上疊加，會(huì)導(dǎo)致套管橫向受力的降低，易產(chǎn)生錯(cuò)斷。因此重復(fù)射孔，對(duì)套管的損傷是嚴(yán)重的。

2.4 磨銑施工

井下作業(yè)在無(wú)法正常打撈井內(nèi)損壞的魚(yú)頂落物時(shí)，常采用磨鞋將損壞的落物魚(yú)頂磨銑掉，以便于落物的打撈;在處理井內(nèi)不明落物，采用普通鉆頭無(wú)法鉆除的塞面、塞環(huán)或水泥固卡的管柱時(shí)，一般也是采用不同磨銑方法來(lái)實(shí)現(xiàn)上述作業(yè)目的。目前使用的磨鞋大圓柱體底面和側(cè)面有過(guò)水槽，在底面過(guò)水槽間焊滿耐磨材料，磨銑施工時(shí)耐磨材料在鉆壓的作用下，吃入并磨碎落物，磨屑隨循環(huán)液帶出地面。碎屑經(jīng)磨銑工具外壁與套管內(nèi)壁環(huán)空上返，因磨銑工具外壁與套管內(nèi)壁空間的限制，小顆粒碎屑被攜至地面，而大隊(duì)顆粒碎屑就會(huì)在磨鞋底部邊緣堆積或水槽中卡住，這些碎屑會(huì)隨磨銑工具一起轉(zhuǎn)動(dòng)，造成磨銑的卡阻和劃傷套管。

2.5 打撈解卡

打撈是修井作業(yè)在井下事故處理中常采用的一種措施，如果操作不當(dāng)會(huì)造成打撈失敗或使事故復(fù)雜化;若工具被卡，在活動(dòng)解卡過(guò)程中，工具本身會(huì)不斷地對(duì)套管造成刮傷，嚴(yán)重的會(huì)擠破套管。活動(dòng)解卡是解除井內(nèi)卡鉆常采用的一種手段。解卡對(duì)套管造成的損傷，主要有兩方面：一是大負(fù)荷解卡會(huì)產(chǎn)生對(duì)套管的提拉，套管便有可能被提拉發(fā)生彎曲。二是活動(dòng)解卡時(shí)油管會(huì)在套管內(nèi)被反復(fù)的拉直壓彎。

3 井下作業(yè)套管保護(hù)技術(shù)

3.1 高壓工況下的保護(hù)技術(shù)

油田進(jìn)入高含水開(kāi)發(fā)期，套管在生產(chǎn)、注水過(guò)程中已經(jīng)嚴(yán)重腐蝕老化，部分井的套管已不能承受高壓。因此，在高壓施工中對(duì)套管的保護(hù)勢(shì)在必行，方法是采用封隔器來(lái)封閉油層以上套管環(huán)空，封隔器以上套管不承受壓力，起到了保護(hù)套管的作用。

3.2 鉆磨銑工況下的保護(hù)技術(shù)

通過(guò)研究鉆磨銑施工對(duì)套管的損傷機(jī)理分析，磨銑過(guò)程中產(chǎn)生的大塊碎屑不能隨流體上返滯留在井底磨損套管是造成套管損傷的主要因素。因此通過(guò)改變碎屑上返通道來(lái)減少碎屑在井底堆積，可有效避免碎屑隨著磨鞋頭轉(zhuǎn)動(dòng)劃傷套管。采用局部反循環(huán)磨銑工具，局部反循環(huán)磨銑工具可在不改變循環(huán)水的沖刷、冷卻、攜帶作用的條件下有效防止正循環(huán)磨銑所產(chǎn)生的碎屑卡鉆、磨損套管的事故的發(fā)生，避免了對(duì)套管的損傷。合理選擇鉆磨銑施工參數(shù)，鉆磨銑施工過(guò)程中，鉆壓的大小、排量的高低、轉(zhuǎn)速的快慢，對(duì)保護(hù)套管順利施工起到了關(guān)鍵作用。磨銑施工前選擇合適尺寸的磨銑工具、弄清楚井內(nèi)魚(yú)頂形狀、材質(zhì);施工中分析返出碎屑情況，研究井內(nèi)磨銑狀況，采取合理的轉(zhuǎn)速和鉆壓。如果長(zhǎng)時(shí)間磨銑無(wú)進(jìn)尺可能是磨銑工具已經(jīng)損壞或者偏磨套管，出現(xiàn)這樣的情況不可盲目增加鉆壓、鉆速，應(yīng)該降低鉆速上提管柱緩慢下放觀察分析。

3.3 復(fù)射工況下的保護(hù)技術(shù)

套管射孔完井是一種主要的完井方式，射孔之前應(yīng)該對(duì)套管性能、材質(zhì)、產(chǎn)能進(jìn)行適應(yīng)性研究，結(jié)合地層滲透率進(jìn)行產(chǎn)能論證，選擇合理孔數(shù)、孔密，確保射孔盡可能一次完成，避免重復(fù)射孔。對(duì)于必須開(kāi)展重復(fù)射孔施工的層段，采取復(fù)射之前詳細(xì)了解上次射孔槍型、彈型、孔密、孔數(shù)，采取射孔新工藝。

同時(shí)，要通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析化學(xué)防砂及封堵用料在地層的分布情況;掌握各種化學(xué)防砂及封堵用料的膨脹量有可能對(duì)套管的損傷;各種化學(xué)防砂及封堵用料對(duì)不同井況的適應(yīng)性。要準(zhǔn)確掌握井內(nèi)落物狀況，優(yōu)選可退打撈工具，大直徑套管要使用引鞋，防止工具發(fā)生抄手事故。活動(dòng)解卡時(shí)間不易過(guò)長(zhǎng)，且沖擊力不可過(guò)大。對(duì)作業(yè)方案進(jìn)行充分論證，確保作業(yè)一次成功，減少重復(fù)作業(yè)。要提高作業(yè)一次成功率，避免多輪次施工。要優(yōu)化施工設(shè)計(jì)，在不影響作業(yè)質(zhì)量的前提下，優(yōu)化施工工序，減少管柱起下次數(shù)。

套管保護(hù)是關(guān)系到油田能否持續(xù)順利開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)重要工作，特別是油田開(kāi)發(fā)后期的套管保護(hù)工作顯得尤為重要。因此，要把修井作業(yè)過(guò)程中對(duì)套管保護(hù)作為一項(xiàng)重要工作來(lái)開(kāi)展，開(kāi)展修井作業(yè)對(duì)套管損傷機(jī)理的研究，提高認(rèn)識(shí)完善措施，使修井作業(yè)過(guò)程中的套管保護(hù)工作落地實(shí)處。

作者簡(jiǎn)介：黃紅兵（1975-），男，陜西鳳翔人，?？?，助理工程師，研究方向：油田開(kāi)發(fā)。