套管無(wú)損整形技術(shù)在套損井中的應(yīng)用

李剛 楊沖 劉月飛 趙傳軍 陳奇

摘要：針對(duì)目前套管變形井常規(guī)整形過(guò)程中遇到的實(shí)際問(wèn)題，根據(jù)機(jī)械滾壓整形原理，發(fā)明制作了鋼珠整形器，創(chuàng)新了機(jī)械整形工藝技術(shù)，通過(guò)整形器鋼珠按一定規(guī)律順次滾壓，實(shí)現(xiàn)了套管無(wú)損整形，有效解決了常規(guī)整形過(guò)程中套管錯(cuò)斷開(kāi)窗、整形效率低等問(wèn)題，是套管整形技術(shù)的一項(xiàng)突破。

關(guān)鍵詞：套損井;鋼珠整形器;無(wú)損整形技術(shù);

1. 引言

隨著大慶油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期，套損井?dāng)?shù)量逐年增加，目前解決套損的整形技術(shù)主要有爆炸整形、液壓整形、機(jī)械整形等。其中爆炸整形火藥用量很難把握，且整形方向無(wú)法控制，整形成功率偏低;液壓整形鉆具承壓要求高，需逐級(jí)整形，整形效率較低。機(jī)械整形應(yīng)用最為普遍，目前使用梨形脹管器、偏心輥?zhàn)诱纹?、旋轉(zhuǎn)震擊整形器等常規(guī)整形工具，施工過(guò)程易卡阻，存在工藝繁瑣、周期長(zhǎng)、成本高等問(wèn)題。套管無(wú)損整形技術(shù)可有效解決常規(guī)整形工藝的缺陷，可廣泛應(yīng)用于套管變形井整形。

2.套管無(wú)損整形技術(shù)的技術(shù)原理與技術(shù)優(yōu)勢(shì)

2.1套管無(wú)損整形技術(shù)的技術(shù)原理

套管無(wú)損整形技術(shù)采用鋼珠整形器對(duì)變形套管進(jìn)行滾壓整形，鋼珠整形器主要包括順次連接的上接頭、短接部、引錐部。上接頭用于連接上部鉆具;短接部包括短接部套體、短接部套體內(nèi)部的短接部芯軸，短接部套體開(kāi)有多列通孔，每個(gè)通孔內(nèi)連接有鋼珠固定套，鋼珠固定套內(nèi)裝有可滾動(dòng)的鋼珠，固定于短接部芯軸弧形凹槽內(nèi);引錐部與短接部結(jié)構(gòu)一致，成錐形結(jié)構(gòu)，整形過(guò)程中可嵌于套管變形處，起引領(lǐng)作用，防止磨銑過(guò)程中套管開(kāi)窗。

2.2 套管無(wú)損整形技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

隨著大慶油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入中后期，套損井?dāng)?shù)量逐年增加，目前解決套損的整形技術(shù)主要有爆炸整形、機(jī)械整形、液壓整形等。

機(jī)械整形應(yīng)用最為普遍，可解決大部分套管整形問(wèn)題，但對(duì)于一些特殊井況存在不適用性，目前主要使用梨形脹管器、偏心輥?zhàn)诱纹鳌⑿D(zhuǎn)震擊整形器、銑錐等常規(guī)整形工具，分為沖脹整形和磨銑整形。沖脹整形施工過(guò)程需2mm級(jí)差逐級(jí)整形，工序繁瑣，施工周期長(zhǎng)，整形效率低，且沖脹過(guò)程需要多次快速下放和拔負(fù)荷，對(duì)修井機(jī)提升系統(tǒng)損害大，且易卡鉆，存在安全隱患;對(duì)于淺層套管變形，由于鉆具懸重輕，沖脹力小，往往無(wú)法沖脹通過(guò)，整形效果差，沖脹整形存在不適用性。

磨銑整形可以解決沖脹整形效率低的問(wèn)題，但對(duì)套管損傷大，磨銑整形后造成套管破裂漏失，需采用套管補(bǔ)貼進(jìn)一步修復(fù)破損套管。采油廠一部分井需要上、下返封堵，套管補(bǔ)貼后通徑變小，無(wú)法滿足上、下返封堵需要，該類井多數(shù)報(bào)廢處理;淺層非封固段套管變形井，磨銑整形易造成套管錯(cuò)斷、脫扣，后續(xù)處理工藝復(fù)雜，甚至造成通道丟失，無(wú)法修復(fù)。

液壓整形可解決機(jī)械整形淺層套管變形適用性差和對(duì)套管損傷大的問(wèn)題，但液壓整形需使用高壓流體推動(dòng)液缸工作來(lái)實(shí)現(xiàn)套管整形，鉆具使用2 7/8加大油管，對(duì)鉆具承壓性能要求高，施工中存在鉆具斷脫風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)液壓整形需要逐級(jí)整形，工序繁瑣，整形效率低;對(duì)于套管彎曲井段整形效果差，存在不使用性。

套管無(wú)損整形技術(shù)采用鋼珠整形器，將數(shù)百個(gè)鋼球按一定規(guī)律排列，在轉(zhuǎn)盤(pán)扭矩及管循環(huán)壓力的作用下，整形鋼球以一定的排列規(guī)律向下滾動(dòng)，對(duì)套管內(nèi)壁滾壓整形，恢復(fù)至設(shè)計(jì)要求通徑。套管無(wú)損整形技術(shù)是機(jī)械整形技術(shù)的一項(xiàng)突破，有效解決了上述幾種整形工藝施工過(guò)程中存在的缺陷，鉆具使用2- 7/8反扣鉆桿，整形工具操作簡(jiǎn)單;對(duì)套管損傷小，有效避免了整形過(guò)程中套管錯(cuò)斷與開(kāi)窗;鋼珠整形器尺寸可以隨意組合，整形工序簡(jiǎn)單，施工效率高;整形后套管試壓合格，能夠滿足油藏開(kāi)發(fā)需求。該整形工藝可廣泛應(yīng)用于Φ105mm以上套管變形井。

4.施工工藝及要求

4.1下井前檢查

鋼珠整形器在下井前要做到如下檢查：（1）整形器最大外徑、引錐部最小外徑直徑及其長(zhǎng)度尺寸要達(dá)到技術(shù)參數(shù)要求;（2）全部鋼珠能夠靈活滾動(dòng);（3）短接部及引錐部尺寸由小到大逐級(jí)增加。

4.2施工步驟及要求

鋼珠整形器在施工中的具體步驟及要求為：（1）鉛模打印，初步落實(shí)套管變形部位的深度、通徑等參數(shù)，對(duì)套損類型進(jìn)行初步分析;（2）下鉆桿筆尖核實(shí)套管變形部位是否有落物夾持，如有落物將落物擊至變點(diǎn)以下進(jìn)行下一步處理;（3）十六臂測(cè)井，進(jìn)一步核實(shí)套管變形部位深度、通徑、變形段長(zhǎng)度等參數(shù);（4）根據(jù)測(cè)井結(jié)果，合理組合鋼珠整形器尺寸，將鋼珠整形器與φ73mm鉆桿連接下井，要求上緊各連接螺紋;（5）當(dāng)鋼珠整形器下至變點(diǎn)以上10m時(shí)，降低鉆柱下放速度，鉆柱下放速度不高于 0.5m/min;（6）鋼珠整形器下至變點(diǎn)，輕探遇阻，根據(jù)夾持力情況判斷引錐部分能否進(jìn)入變形點(diǎn);（7）確定引錐部分能夠進(jìn)入變形點(diǎn)，上提鉆具調(diào)整鉆壓為5kN，開(kāi)泵循環(huán)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)對(duì)變形點(diǎn)進(jìn)行滾壓整形，轉(zhuǎn)速為50-80r/min，鉆壓不超過(guò)10kN，直至整形通過(guò)變點(diǎn)。

5. 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果分析

套管無(wú)損整形技術(shù)目前在大修施工中試驗(yàn)應(yīng)用了20井次，成功17井次，整形通過(guò)后φ118*5000mm通井規(guī)順利通過(guò)變形井段，經(jīng)試壓合格，能夠滿足油藏開(kāi)發(fā)需要。前期選擇3口φ110mm以上通徑的套管變形井對(duì)工具進(jìn)行可靠性能效果評(píng)估試驗(yàn)，一次性整形至φ20mm，磨銑通過(guò)變點(diǎn)后鋼珠整形器無(wú)破損、鋼珠無(wú)掉落現(xiàn)象，證實(shí)工具結(jié)構(gòu)性能沒(méi)有問(wèn)題。在套損通徑為φ105mm至φ110mm的14口井中開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，一次性整形成功12口井，一口井整形失敗，該井套損井段4m，彎曲嚴(yán)重且變形位置有套管接箍，證實(shí)長(zhǎng)井段彎曲變形，套管接箍處變形不適合采用該整形工藝。后期選擇3口φ95mm至φ105mm套管變形井對(duì)工具進(jìn)行技術(shù)極限整形能力試驗(yàn)，整形成功1口井，失敗2口井，證實(shí)φ105mm以下套管變形井不適合采用該整形工藝，且現(xiàn)場(chǎng)施工分析5-1/2套管變形至φ105mm以下，套管基本破裂，整形前無(wú)法滿足試壓要求，沒(méi)有必要使用套管無(wú)損整形工藝。

6. 結(jié)論

結(jié)論一：針對(duì)套管變形井整形擴(kuò)徑過(guò)程中遇到的疑難復(fù)雜情況，研究應(yīng)用了鋼珠整形器，對(duì)套損井段進(jìn)行滾壓無(wú)損整形，成功解決了沖脹整形、磨銑整形以及液壓整形等常規(guī)整形工藝面對(duì)不同井況的不適用性，有效克服了常規(guī)整形施工中的缺陷，取得了良好的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果。

結(jié)論二：針對(duì)φ105mm以上套管變形井，該無(wú)損整形工藝效果明顯，對(duì)套管損傷小，整形效率高，在此類井整形施工中可推廣應(yīng)用。

結(jié)論三：套管無(wú)損整形工藝尚有不足之處，目前針對(duì)φ105mm以下的套管變形井、套損長(zhǎng)度大于4m的變形井、接箍位置套管變形井整形效果不顯著，還應(yīng)通過(guò)技術(shù)攻關(guān)進(jìn)一步改進(jìn)工具的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步增強(qiáng)該整形工藝的適用性。

參考文獻(xiàn)

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