套管的損壞與修復(fù)課件PPT

1、第章套管的損壞與修復(fù)2003年4月勝利油田10個(gè)采油廠的套損井情況統(tǒng)計(jì)2005年遼河油田五大熱采區(qū)3870口熱采井套損調(diào)查表遼河油田五大熱采區(qū)套損分類 在油田的開發(fā)過程中，生產(chǎn)井或注入井（注氣井、注水井等）發(fā)生套管損壞后會產(chǎn)生以下危害：(1) 造成井的停產(chǎn)或報(bào)廢，延長了油水井的非生產(chǎn)時(shí)間， 增加了修井作業(yè)的成本。(2) 破壞了注采井網(wǎng)的正常布置和注采層系方案的實(shí)施，降低了油氣產(chǎn)量。(3) 當(dāng)某一口井發(fā)生套管破漏或錯(cuò)斷后，往往會造成水層（注水層或水層) 與其它層系間的水竄，軟化泥巖層，形成大面積水浸域，引起 相鄰井套管成片損壞，進(jìn)而形成惡性循環(huán)。(4) 下部高壓產(chǎn)層的油氣水可能上竄至上部某一淺地

2、層，造成上步淺地層 的高壓或淺層氣，對鉆井帶來較大的安全隱患。一、套管損壞后的危害二、套管損壞的主要原因1地質(zhì)因素 (1) 鹽膏等蠕變性地層對套管產(chǎn)生很大的擠壓應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過 套管的抗外擠強(qiáng)度時(shí)發(fā)生破壞。 (2) 構(gòu)造應(yīng)力作用。在長期的生產(chǎn)過程中，由于地層斷層活動(dòng)、 地下地震活動(dòng)、地殼運(yùn)動(dòng)等損壞套管。另外，地層的傾角、 巖石的非均質(zhì)性也會因地應(yīng)力的集中損壞套管。 (3) 地層含有腐蝕性介質(zhì)，套管發(fā)生嚴(yán)重的化學(xué)和電化學(xué)腐蝕。 如H2S、CO2氣體，無機(jī)鹽類，硫酸鹽還原細(xì)菌和嗜氧細(xì)菌等。 2.工程因素套管強(qiáng)度設(shè)計(jì)和選型不合理。鹽膏層段、酸化壓裂井的套管 強(qiáng)度偏低，腐蝕性地層流體環(huán)境下的套管類型不

3、抗腐蝕，沒有采取合理的防腐措施。(2) 射孔引起套管損壞。高強(qiáng)度射孔彈射孔后孔眼附近形成微裂紋和應(yīng)力集中，在長期應(yīng)力狀態(tài)下形成應(yīng)力腐蝕開裂及疲勞裂紋擴(kuò)展，導(dǎo)致了套管的破裂和錯(cuò)斷。(3) 套管在鉆井或修井過程中發(fā)生嚴(yán)重磨損。(4) 套管本身質(zhì)量存在缺陷，下套管過程中上扣扭矩過大或過小引起套管絲扣處應(yīng)力過大或密封不嚴(yán)，造成套管絲扣處早期破裂或腐蝕性損壞。(5) 固井質(zhì)量不合格。二、套管損壞的主要原因3. 生產(chǎn)措施 (1) 注氣熱采井引起套管發(fā)生很高的內(nèi)應(yīng)力。在注蒸汽時(shí)如不加隔熱管 和封隔器，整個(gè)套管段受到高溫（溫度可達(dá)350），對水泥封固段， 套管不能自由伸長變形，在套管內(nèi)會產(chǎn)生很大的壓應(yīng)力。對未

4、封固段， 如果井口固定死，套管受壓彎曲致使破壞。 間隔高壓注蒸汽時(shí)，套管受熱脹冷縮影響使套管疲勞破壞。同時(shí)熱采井 也會破壞水泥與套管的聯(lián)結(jié)。 (2) 不合理注水開發(fā)引起地應(yīng)力的變化擠毀套管 注入水?dāng)D入油層頂部或底部的泥巖中，使水敏性強(qiáng)的蒙脫石水化膨脹， 對套管產(chǎn)生較高的擠壓力，擠壞套管；兩種巖性的界面遇以后，減小了 層間摩擦系數(shù)，致使傾角較大的地層發(fā)生滑移，錯(cuò)斷套管上下巖層相對 滑動(dòng)，將套管剪壞；注入水進(jìn)入斷層或破碎帶后使膠結(jié)物水化，導(dǎo)致 斷層或破碎帶復(fù)活，引發(fā)地層錯(cuò)動(dòng)而擠壞套管。 (3) 酸化壓裂造成的套管損壞。一般壓裂的壓力較高，并且在裂縫 內(nèi)加入支撐劑，造成地層對套管的擠壓力。(4) 地

5、層出砂是造成油層套管變形的主要因素。油層出砂形成空洞 后，由原來油層承受的重力除了空洞中流體承受一部分外， 相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)嫁給了套管,當(dāng)轉(zhuǎn)嫁力達(dá)到或超過套管的極限強(qiáng) 度時(shí)，套管失穩(wěn)，產(chǎn)生彎曲變形，嚴(yán)重的甚至造成套管錯(cuò)斷。 (5) 采油強(qiáng)度過高會使套管受到的外載增大，采油過程中的頻繁 開關(guān)井，會使套管發(fā)生疲勞破壞。 (1)對鹽膏層和高地應(yīng)力區(qū)域段采用雙層套管或高強(qiáng)度套管. API標(biāo)準(zhǔn)的鋼級通常為P110。國外已開發(fā)出比API5CT標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格、強(qiáng)度級別更高的油井管。超高強(qiáng)度套管都是特殊螺紋管。日本住友金屬工業(yè)公司的SM系列及G組、日本鋼管(NKK)公司的NK系列等均為超高強(qiáng)特殊螺紋套管。5000m以

6、上的超深井，已使用NK-V150鋼級。(2)對腐蝕性環(huán)境，在完井液中加入抑菌劑或殺菌劑；對含H2S或CO2的 油氣井，在油層段選用抗硫、抗CO2的套管類型； 對套管采取陰極保護(hù)措施。(3) 酸化時(shí)要配入緩蝕劑，酸化后要及時(shí)地排液洗井。在壓裂作業(yè)時(shí) 在壓裂部位加上、下封隔器，防止壓力傳入其它部位。 增加油層部分的套管強(qiáng)度和抗腐蝕性能。(4) 壓裂時(shí)要控制壓裂位置和壓力，防止壓裂壓力過大而壓穿地層， 將壓裂液壓入相鄰的斷層、泥頁巖層，造成蠕變、滑移。三、套管損壞的預(yù)防措施 (5) 對注氣熱采井，提高套管鋼材的熱穩(wěn)定性能和接頭處的密封 性，提高熱采井的固井質(zhì)量和兩個(gè)界面的膠結(jié)強(qiáng)度，采用預(yù)應(yīng)力 固井技

7、術(shù)或熱應(yīng)力補(bǔ)償裝置。(6) 對于斷層復(fù)雜地區(qū)，要充分了解地層破裂帶分布情況，注水網(wǎng) 合理的布局和注水壓力避免由于注水引起的斷層的滑移；嚴(yán)格 控制注水層位和注水壓力，防止注入水進(jìn)入泥頁巖地層。(7) 固完井后一定要進(jìn)行壓力試驗(yàn)，如發(fā)現(xiàn)有漏失現(xiàn)象，要及時(shí) 找出漏失點(diǎn)，及早采取補(bǔ)救措施。(8) 鉆井時(shí)采用一定的套管防磨措施，下套管過程中使用上扣扭矩 監(jiān)控裝置。(9) 對已發(fā)生套管損壞的井，進(jìn)行早期修復(fù)或封堵措施，防止引起 層間竄通。 常見的套管損壞分為五種類型：（1）套管破裂：系指套管穿孔，引起套管串漏；（2）套管錯(cuò)斷：系指套管被攔腰折斷；（3）套管腐蝕 包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種機(jī)理，通常指在套

8、管 內(nèi)外壁上形成麻點(diǎn)，嚴(yán)重到一定程度會發(fā)生破裂或錯(cuò)斷；（4）套管彎曲變形。由于地層應(yīng)力變化，致使不能形成一 個(gè)豎直的通道；（5）套管縮徑，套管橢圓變形，使井眼縮小。 四、常見的套管損壞類型（1）套管破裂：系指套管穿孔，引起套管串漏；(3) 酸化時(shí)要配入緩蝕劑，酸化后要及時(shí)地排液洗井。(3) 套管在鉆井或修井過程中發(fā)生嚴(yán)重磨損。為加固更換的生產(chǎn)套管，可采取在生產(chǎn)套管與技術(shù)套管之間擠入超細(xì)水泥的方法。此技術(shù)用7mm厚的碳鋼做焊接管下到預(yù)定位置，微型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作，產(chǎn)生高溫高壓氣體，推動(dòng)井內(nèi)液柱上移,使焊管與套管環(huán)空形成一個(gè)氣室,當(dāng)氣室壓力最低時(shí)引爆焊管炸藥,實(shí)現(xiàn)焊接目的。印模檢測方法 印模法檢測是

9、利用專用管柱或鋼絲繩下接印模類打印工具，對套管損壞程度、幾何形狀等進(jìn)行打印，然后對印痕進(jìn)行分析判斷，得出套損點(diǎn)的幾何形狀、尺寸、深度位置。(5) 對注氣熱采井，提高套管鋼材的熱穩(wěn)定性能和接頭處的密封對接到底后 ,人工轉(zhuǎn)動(dòng)套管 ,以確保補(bǔ)丁短節(jié)內(nèi)的卡瓦抓牢舊套管的頂部 , 緩慢上提 確定對接成功 ,從套管內(nèi)對補(bǔ)丁短節(jié)試壓。(2) 破壞了注采井網(wǎng)的正常布置和注采層系方案的實(shí)施，降低了油氣產(chǎn)量。地下地震活動(dòng)、地殼運(yùn)動(dòng)等損壞套管。如H2S、CO2氣體，無機(jī)鹽類，硫酸鹽還原細(xì)菌和嗜氧細(xì)菌等。(3) 套管在鉆井或修井過程中發(fā)生嚴(yán)重磨損。日本住友金屬工業(yè)公司的SM系列及G組、日本鋼管(NKK)公司的NK系列

10、等均為超高強(qiáng)特殊螺紋套管。相鄰井套管成片損壞，進(jìn)而形成惡性循環(huán)。其中倒換套工藝技術(shù)對套管內(nèi)徑?jīng)]有影響，但只適合于淺井段施工；當(dāng)套管損壞后，一般會有下述現(xiàn)象：(1) 起下鉆困難，有遇阻現(xiàn)象；(2) 洗井中洗井液大量漏失；(3) 生產(chǎn)中突然發(fā)現(xiàn)大量淡水和泥漿；(4) 生產(chǎn)中井口壓力下降，產(chǎn)量猛減；(5) 井口附近地面冒油。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象之后，需要利用相應(yīng)的方法進(jìn)一步判斷套管的損壞情況，如套管法損壞的位置、破裂的大小、形狀等。五、套損井的判斷方法六、套管損壞部位檢測 套管損壞后，在對損壞部位進(jìn)行修復(fù)前，首先要搞清套管損壞的部位以及損壞的程度。目前對損壞部位的檢測手段，主要用通井驗(yàn)套法、封隔器驗(yàn)漏法

11、、打鉛印檢測法、井徑儀測井法、井下電視檢測法等技術(shù)。 1. 通井驗(yàn)證套變技術(shù) 利用一定長度和直徑的通井規(guī)（或薄皮管）來驗(yàn)證套管的變形程度和部位，這是一種常用、簡單、實(shí)際、有效的驗(yàn)套方式。對于套管縮徑、彎曲、錯(cuò)斷等能很快的找出其變形部位，根據(jù)薄皮管的變形程度還可以大致判斷套管的彎曲程度，對于縮徑、錯(cuò)斷等還需要打印來進(jìn)一步對套管損壞進(jìn)行驗(yàn)證。 2.印模檢測方法 印模法檢測是利用專用管柱或鋼絲繩下接印模類打印工具，對套管損壞程度、幾何形狀等進(jìn)行打印，然后對印痕進(jìn)行分析判斷，得出套損點(diǎn)的幾何形狀、尺寸、深度位置。此方法可以于套管變形、錯(cuò)斷、破裂等套損程度的驗(yàn)證，并可以確定初始點(diǎn)的深度。印模按制造材料可

12、分為鉛模、膠模、蠟?zāi)：湍嗄?；按印模結(jié)構(gòu)可分為平底、錐形、環(huán)形、凹形和筒形印模。 本方法施工簡單、方便、快速，檢測結(jié)果直觀，但印模直徑選擇困難，直徑過大，印模打印出來不在變形最明顯處，不可靠；直徑過小，打印不出印痕或印痕不明顯。并且只能確定上部一點(diǎn)的套損情況。3. 薄壁管檢測法 薄壁管驗(yàn)套是用一定長度壁厚較小的空心管來檢驗(yàn)套管彎曲情況的一種方法。因薄壁管容易變形，下到檢測部位后適當(dāng)加壓即可。相對于采用測井斜和方位變化來進(jìn)行檢測套管的彎曲變形狀況來說，薄壁管驗(yàn)套具有工藝簡單，迅速直觀的優(yōu)點(diǎn)。4. 封隔器驗(yàn)套漏技術(shù) 懷疑套管有漏失或破裂時(shí)，為確定其準(zhǔn)確深度，可下封隔器來進(jìn)行套管驗(yàn)漏是方便可行的現(xiàn)場方

13、法。封隔器下至預(yù)定座封位置后用水泥車泵入壓井液試擠，上下活動(dòng)封隔器位置，即可以確定套管漏失的位置。5. 井徑儀測井技術(shù) 目前常用的是18、24、36或40臂井徑測量儀，可測量套管的變形長度及變形量。利用軟件系統(tǒng)可以繪出套管的三維圖像，形象直觀地反映出套管的變形情況，但此方法對套管的具體變形情況描述不準(zhǔn)確。6.電磁檢測技術(shù)磁測量方法包括磁井徑測量和磁壁厚測量兩種。磁井徑測量傳感器是一個(gè)工作于高頻的線圈，高頻的線圈在套管（導(dǎo)體）中產(chǎn)生渦流，渦流的產(chǎn)生使高頻交變磁通能量損耗，它使高頻線圈的電感量發(fā)生變化，從而使高頻諧振回路頻率(輸出振幅)發(fā)生變化，由于高頻趨膚效應(yīng)，此時(shí)輸出振幅是線圈與套管內(nèi)表面距離

14、的函數(shù)，這樣電壓幅度變化即反映套管內(nèi)徑的變化。 磁壁厚測量系統(tǒng)由發(fā)射線圈和接收線圈（或陣列傳感器）組成。交變磁通在套管中產(chǎn)生渦流，渦流會導(dǎo)致磁化滯后效應(yīng)，使二次磁場與原磁場間產(chǎn)生相位差。因此，用接收線圈感應(yīng)的電流與發(fā)射線圈的電流的相位差，可測量套管的壁厚。7. 井下成像檢測技術(shù) (1)超聲波成像檢測技術(shù) 井下超生探測儀發(fā)出的超生波具有較強(qiáng)的穿透性，透過介質(zhì)作用到套管內(nèi)壁并發(fā)生反射，反射波被井下儀器接收。由于不同的井徑對超生波的反射強(qiáng)度不同，因此可以測到套管內(nèi)壁任何一點(diǎn)的井徑，從而測出套管損壞部位的詳細(xì)情況，為開展套管損壞預(yù)防與綜合治理提供詳細(xì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 超聲波成像圖(2)井下攝像測井技術(shù) 如

15、美國DHV公司的油套管及井下落物的檢測系統(tǒng)，可對套管破損情況及井下落魚的魚頂情況進(jìn)行攝像及測量。該工藝具有圖像直觀、準(zhǔn)確可靠的特點(diǎn)。 間隔高壓注蒸汽時(shí)，套管受熱脹冷縮影響使套管疲勞破壞。下入后轉(zhuǎn)動(dòng)套管 ,同時(shí)旋轉(zhuǎn)緩慢下放 ,以保證斷面平穩(wěn)進(jìn)入補(bǔ)丁短節(jié)內(nèi) ,同時(shí)防止切割端面刮壞補(bǔ)丁節(jié)內(nèi)的二道鉛密封 (補(bǔ)丁短節(jié)為內(nèi)側(cè)帶二道鉛密封及卡瓦牙塊的短節(jié) ,見圖）。當(dāng)時(shí)采用的是水力膠筒式脹貼工具,補(bǔ)貼襯管斷面由外至里為橡膠密封圈、玻璃絲布、0.交變磁通在套管中產(chǎn)生渦流，渦流會導(dǎo)致磁化滯后效應(yīng)，使二次磁場與原磁場間產(chǎn)生相位差。襯帶補(bǔ)貼（最早出現(xiàn)的套管補(bǔ)貼技術(shù)）二、套管損壞的主要原因（5）套管縮徑，套管橢圓變形

16、，使井眼縮小。包括化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩種機(jī)理，通常指在套管美國HOMC0公司是一家專門生產(chǎn)補(bǔ)套波紋管,并在世界各地實(shí)施波紋管補(bǔ)貼技術(shù)的公司。封堵技術(shù)對于套管破裂井采取在破裂位置擠注水泥或化學(xué)堵劑后對破裂井段進(jìn)行再處理的方法。遼河油田五大熱采區(qū)套損分類目前主要應(yīng)用水泥和YT-1堵劑對破裂部位進(jìn)行封堵，再采取鉆塞套洗或下人銑錐等整形工具對破裂井段進(jìn)行套管整形。由于不同的井徑對超生波的反射強(qiáng)度不同，因此可以測到套管內(nèi)壁任何一點(diǎn)的井徑，從而測出套管損壞部位的詳細(xì)情況，為開展套管損壞預(yù)防與綜合治理提供詳細(xì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。直徑過小，打印不出印痕或印痕不明顯。第三部分為球座，主要起密封作用，正常下井時(shí)可以帶著

17、球下入，也可以下到位后再投球。 近年來，各油田先后開展了套損井的修復(fù)工作。套損井的修復(fù)方法主要有以下兩大類： （1）機(jī)械方式修復(fù) 機(jī)械修復(fù)方式主要有倒換套管、套管補(bǔ)貼、套管加固、小套管二次固井等。 其中倒換套工藝技術(shù)對套管內(nèi)徑?jīng)]有影響，但只適合于淺井段施工；套管補(bǔ)貼耐壓強(qiáng)度和懸掛能力較低，對套管內(nèi)徑影響較??；套管加固工藝技術(shù)耐壓強(qiáng)度和懸掛能力較好，但對套管內(nèi)徑影響較大，同時(shí)在注氣井上采用該技術(shù)有效期短，目前的技術(shù)還不能解決長井段加固的問題；小套管二次固井耐壓強(qiáng)度和懸掛能力都較好，適合各類井施工，但采用二次固井技術(shù)對套管內(nèi)徑影響較大，施工成本相對較高。五、套損井套管修復(fù)技術(shù) 近幾年，國內(nèi)開展了可

18、對接脹管式套管補(bǔ)貼、波紋管補(bǔ)貼、爆炸補(bǔ)貼、自動(dòng)力套管補(bǔ)貼、Metal SkinTM膨脹套管補(bǔ)貼工藝技術(shù)研究。（2）化學(xué)封堵 封堵技術(shù)對于套管破裂井采取在破裂位置擠注水泥或化學(xué)堵劑后對破裂井段進(jìn)行再處理的方法。目前主要應(yīng)用水泥和YT-1堵劑對破裂部位進(jìn)行封堵，再采取鉆塞套洗或下人銑錐等整形工具對破裂井段進(jìn)行套管整形。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，大慶油田套損井修復(fù)率由1996年的57.07%，到2001年上升為80.92%。通過套管修復(fù)，使死井復(fù)活，經(jīng)濟(jì)效益顯著。 該技術(shù)是對于套管破裂井采取在破裂位置擠注水泥或化學(xué)堵劑后對破裂井段進(jìn)行再處理的方法。目前主要應(yīng)用水泥和YT-1封堵劑對破裂部位進(jìn)行封堵，封堵后，再采取鉆

19、塞套洗或下入銑錐等整形工具對破裂井段進(jìn)行套管整形。 井例： 勝利油田 GD1-25-26注水井，上部套管在486m處出現(xiàn)淺層串漏，應(yīng)用YT-1封堵劑封堵后，現(xiàn)場實(shí)施后效果良好，經(jīng)鉆塞后試壓18Mpa不降，使該井順利注水。 1. 穿孔和破裂套管的封堵技術(shù) 該技術(shù)是對于一定范圍內(nèi)的變形和縮徑，可以用套管整形工具來修復(fù)，處理得當(dāng)可恢復(fù)到原內(nèi)徑的95%以上。常用的主要整形工具有梨錐型脹管器、長錐面脹管器、液壓脹管器、偏心輥?zhàn)诱纹?、三錐輥整形器、旋轉(zhuǎn)震擊式整形器、魚頂修整器等。 該技術(shù)對于地層發(fā)生塑性變形產(chǎn)生的套管變形成功率較高。 2、變形套管的機(jī)械整形技術(shù)（1）梨型脹管器 防卡式套管整形工具(見上圖

20、)屬于機(jī)械式整形工具，其原理是利用鉆桿柱、配重鉆鋌來傳遞動(dòng)力。施工時(shí)，用鉆桿連接后下放至距套管損壞位置以上適當(dāng)位置處停止，然后在井液中自由下放，依靠向下運(yùn)動(dòng)慣性，使整形工具的錐體工作面與套損部位接觸瞬時(shí)產(chǎn)生徑向分力，沖脹套損的變形部位，如此反復(fù)進(jìn)行。當(dāng)整形工具產(chǎn)生的徑向分力大于地應(yīng)力對套管的擠壓力和套管本身的彈性應(yīng)力時(shí)，變形部位的套管則逐漸被沖脹、碾壓、敲擊而恢復(fù)徑向尺寸，從而完成對變形或錯(cuò)斷部位的套管整形修復(fù) 。（2）液壓漲管工藝 液壓脹管整形工藝管柱由下列工具組成：液壓開關(guān)閥、錨定裝置、液壓脹管器和分瓣式脹頭等工具組成。其工藝管柱結(jié)構(gòu)如圖所示。 將管柱下到油井內(nèi)的預(yù)定位置，然后泵車地面打壓

21、，同時(shí)液壓缸組將液壓力轉(zhuǎn)換成軸向機(jī)械推力作用于液壓漲管器下接頭，并通過它將推力傳遞到分瓣漲管器的錐體上，錐體將軸向推力轉(zhuǎn)化成徑向的擴(kuò)張力，變形套管在分瓣式脹頭徑向擴(kuò)張力的作用下膨脹，使其復(fù)原。在上述過程中液壓漲管器液缸的反作用推力由錨定裝置承擔(dān)， 錨定裝置以上的施工管柱在漲管過程中不承受漲管力的作用。 有內(nèi)錐體、分瓣外錐體、探針等幾部分組成，分瓣漲頭由上接頭、中心內(nèi)錐體和外錐體配合，在軸向推力的作用下完成表型套管的整形。設(shè)計(jì)內(nèi)外錐體的目的是為了解決整體式漲管器容易遇卡的問題而專門設(shè)計(jì)的，在工具遇卡時(shí)，上提工具時(shí)內(nèi)錐體首先上移，外錐體失去內(nèi)部支撐而回縮，實(shí)現(xiàn)工具自動(dòng)解卡。工具前端的探針可以保證工

22、具順利引進(jìn)小通徑變形井段。 關(guān)鍵工具： 有多級組合的高強(qiáng)度、大推力液壓缸液壓脹管器是該技術(shù)的和泄壓機(jī)構(gòu)等組成。該工具有以下特點(diǎn)： （1）液壓缸的串聯(lián)使用，能產(chǎn)生較大的軸向推動(dòng)力，在保證脹管器不失穩(wěn)和滿足工具強(qiáng)度的前提下，可增加液壓缸的級數(shù)，以增大對套管修復(fù)的擠脹力。（2）設(shè)計(jì)有自動(dòng)泄壓機(jī)構(gòu)，達(dá)到工作行程后自動(dòng)泄壓，施工過程中顯示明顯，便于現(xiàn)場操作。（3）工具可以重復(fù)使用，滿足長井段整形的需要。(4) 地層出砂是造成油層套管變形的主要因素。當(dāng)發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象之后，需要利用相應(yīng)的方法進(jìn)一步判斷套管的損壞情況，如套管法損壞的位置、破裂的大小、形狀等?？刂谱⑺畬游缓妥⑺畨毫?，防止注入水進(jìn)入泥頁巖地層。第三

23、部分為球座，主要起密封作用，正常下井時(shí)可以帶著球下入，也可以下到位后再投球。注入水?dāng)D入油層頂部或底部的泥巖中，使水敏性強(qiáng)的蒙脫石水化膨脹，等水泥凝固后下錐形銑鞋，銑掉套管中凝固的水泥；（1）套管破裂：系指套管穿孔，引起套管串漏；遼河油田五大熱采區(qū)套損分類印模檢測方法 印模法檢測是利用專用管柱或鋼絲繩下接印模類打印工具，對套管損壞程度、幾何形狀等進(jìn)行打印，然后對印痕進(jìn)行分析判斷，得出套損點(diǎn)的幾何形狀、尺寸、深度位置。注入水?dāng)D入油層頂部或底部的泥巖中，使水敏性強(qiáng)的蒙脫石水化膨脹，其中倒換套工藝技術(shù)對套管內(nèi)徑?jīng)]有影響，但只適合于淺井段施工；(8) 鉆井時(shí)采用一定的套管防磨措施，下套管過程中使用上扣扭

24、矩封隔器下至預(yù)定座封位置后用水泥車泵入壓井液試擠，上下活動(dòng)封隔器位置，即可以確定套管漏失的位置。封堵技術(shù)對于套管破裂井采取在破裂位置擠注水泥或化學(xué)堵劑后對破裂井段進(jìn)行再處理的方法。近幾年，國內(nèi)開展了可對接脹管式套管補(bǔ)貼、波紋管補(bǔ)貼、 液壓脹管器的具體結(jié)構(gòu)如圖所示。工具主要有三大部分組成，上部為泄壓部分，在液缸移動(dòng)一個(gè)工作行程后能自動(dòng)泄壓而停止工作；中間為液缸，其作用是生產(chǎn)向下的軸向推力，圖中顯示的為一級液缸的示意圖，實(shí)際工具可以依據(jù)需要增加液缸的數(shù)量；第三部分為球座，主要起密封作用，正常下井時(shí)可以帶著球下入，也可以下到位后再投球。通過套管修復(fù)，使死井復(fù)活，經(jīng)濟(jì)效益顯著。國外已開發(fā)出比API5C

25、T標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格、強(qiáng)度級別更高的油井管。封堵技術(shù)對于套管破裂井采取在破裂位置擠注水泥或化學(xué)堵劑后對破裂井段進(jìn)行再處理的方法。（5）套管縮徑，套管橢圓變形，使井眼縮小。其工藝管柱結(jié)構(gòu)如圖所示。斷層或破碎帶復(fù)活，引發(fā)地層錯(cuò)動(dòng)而擠壞套管。液壓式兩端加固補(bǔ)貼技術(shù)間隔高壓注蒸汽時(shí)，套管受熱脹冷縮影響使套管疲勞破壞。交變磁通在套管中產(chǎn)生渦流，渦流會導(dǎo)致磁化滯后效應(yīng)，使二次磁場與原磁場間產(chǎn)生相位差。在水泥未凝固活動(dòng)并對中套管有陷住套管的危險(xiǎn)。如H2S、CO2氣體，無機(jī)鹽類，硫酸鹽還原細(xì)菌和嗜氧細(xì)菌等。本方法施工簡單、方便、快速，檢測結(jié)果直觀，但印模直徑選擇困難，直徑過大，印模打印出來不在變形最明顯處，不可靠；該

26、工藝具有圖像直觀、準(zhǔn)確可靠的特點(diǎn)。機(jī)械切割通過大量的現(xiàn)場使用 ,證明優(yōu)點(diǎn)較多 ,易操作、使用安全 ,是目前廣泛使用的切割工具。直徑過小，打印不出印痕或印痕不明顯。遼河研制的套管液壓整形工具 液壓整形工具利用液壓來傳遞動(dòng)力。施工時(shí)，用鉆具把整形工具下放至距套管損壞位置，遇阻停止，然后加壓50100kN，用泵車打壓，使井下液壓推進(jìn)器推動(dòng)變徑整形器對變徑套管施加整形力。同時(shí)錨定器錨定在套管上，克服液缸所產(chǎn)生的反作用力。 當(dāng)整形工具對套管的徑向分力大于地應(yīng)力對套管的擠壓力和套管本身的彈性應(yīng)力時(shí)，變形部位的套管則逐漸被恢復(fù)徑向尺寸，從而完成對變形或錯(cuò)斷部位的套管整形修復(fù)。 利用鉆桿（或油管）把整形工具下

27、入井內(nèi)，遇阻后適當(dāng)加壓，啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)碾壓整形工具（偏心輥?zhàn)雍腿F輥）轉(zhuǎn)動(dòng)，對變形部位的套管進(jìn)行連續(xù)的碾壓和擠脹，從而使變形部位的套管逐漸恢復(fù)到原徑向尺寸。除上述套管整形工具外，還有旋轉(zhuǎn)振擊整形工具、爆炸整形工具等。對需要補(bǔ)貼或封堵的損壞套管，有時(shí)也需要先整形 ，再補(bǔ)貼或封堵。（3）旋轉(zhuǎn)碾壓式整形工具偏心輥?zhàn)邮疽鈭D三錐輥?zhàn)邮疽鈭D 該技術(shù)是針對油水井淺層損壞的油層套管，先把損壞的套管取出，再通過對扣等方式進(jìn)行更換套管的修套技術(shù)。對于淺層套管采取該技術(shù)，主要是考慮應(yīng)用其他方法修復(fù)費(fèi)用較高，而采取油層套管取套換套的修復(fù)技術(shù)比較經(jīng)濟(jì)。目前主要是對于淺層損壞的套管。 為加固更換的生產(chǎn)套管，可采取在生產(chǎn)

28、套管與技術(shù)套管之間擠入超細(xì)水泥的方法。 井例：GD1-10-12水井， 2006年6月3日上作業(yè)，作業(yè)過程中發(fā)現(xiàn)套管上部漏失，然后對損壞套管進(jìn)行倒扣，倒出11根，查出一根損壞套管，后下入11根套管對扣成功。換套后，8月29日完井轉(zhuǎn)注。 3、 取套換套技術(shù)（1）切割上部損壞套管 切割類工具有很多 ,包括機(jī)械切割、化學(xué)噴射切割、聚能 (爆炸 )切割等。 其中機(jī)械割刀又包括內(nèi)割刀、外割刀、水力式割刀等。 機(jī)械切割通過大量的現(xiàn)場使用 ,證明優(yōu)點(diǎn)較多 ,易操作、使用安全 ,是目前廣泛使用的切割工具。套管切割對接（2）取舊套管 先要松掉套管井口懸掛卡瓦 ,取管過程做法和打撈類似。鉆具組合：卡瓦打撈矛+打撈

29、振擊器+鉆鋌（1-2根）+ 加速器+鉆桿（3） 修整切割斷面利用環(huán)狀端面磨鞋磨平套管端面。（4）套管對接鉆具組合：補(bǔ)丁短節(jié)+分級箍+套管 下入后轉(zhuǎn)動(dòng)套管 ,同時(shí)旋轉(zhuǎn)緩慢下放 ,以保證斷面平穩(wěn)進(jìn)入補(bǔ)丁短節(jié)內(nèi) ,同時(shí)防止切割端面刮壞補(bǔ)丁節(jié)內(nèi)的二道鉛密封 (補(bǔ)丁短節(jié)為內(nèi)側(cè)帶二道鉛密封及卡瓦牙塊的短節(jié) ,見圖）。對接到底后 ,人工轉(zhuǎn)動(dòng)套管 ,以確保補(bǔ)丁短節(jié)內(nèi)的卡瓦抓牢舊套管的頂部 , 緩慢上提 確定對接成功 ,從套管內(nèi)對補(bǔ)丁短節(jié)試壓。（5） 固井作業(yè) ,鉆固井膠塞 ,修內(nèi)徑 目前主要套管補(bǔ)貼方法有： 襯帶補(bǔ)貼（最早出現(xiàn)的套管補(bǔ)貼技術(shù)） 波紋管補(bǔ)貼 兩端加固補(bǔ)貼 膨脹管補(bǔ)貼 我國大慶、勝利、玉門、大港等

30、油田曾做過這方面的研究工作。1966-1967年大慶油田進(jìn)行了五口井六井次的科研現(xiàn)場試驗(yàn),成功率80%。當(dāng)時(shí)采用的是水力膠筒式脹貼工具,補(bǔ)貼襯管斷面由外至里為橡膠密封圈、玻璃絲布、0.3mm薄鐵皮、玻璃絲布。同時(shí)也研制出了上提管柱將脹頭拉過波紋管的補(bǔ)貼工具。4、套管補(bǔ)貼技術(shù)（1) 緊內(nèi)襯套管補(bǔ)貼技術(shù) 襯帶纏繞補(bǔ)貼技術(shù) 襯帶補(bǔ)貼是美國專利上的一項(xiàng)補(bǔ)貼技術(shù),這是最早出現(xiàn)的套管補(bǔ)貼技術(shù)。襯帶由玻璃纖維、碳纖維加強(qiáng)塑料或銅鈹合金制成。施工時(shí)在井口用繞帶裝置將襯帶繞到補(bǔ)貼器上用油管送到補(bǔ)貼位置,工具旋轉(zhuǎn)釋放襯帶,襯帶靠自身張力均勻的緊貼于套管內(nèi)壁,然后熱水循環(huán)加熱襯帶上的粘合劑使其固化,完成補(bǔ)貼過程。

31、金屬波紋管補(bǔ)貼技術(shù) 波紋管補(bǔ)貼技術(shù)的原理是:用高塑性的鋼材做為補(bǔ)貼管,為了使補(bǔ)貼管容易下入井眼內(nèi),將波紋管沿縱向做成一定數(shù)量的褶子(補(bǔ)貼管有了棱角,波紋管因此而得名),補(bǔ)貼管縮小了直徑,可以通過較小的井眼,但到了補(bǔ)貼位置,再將波紋管的“波紋”脹開,脹開后的補(bǔ)貼管外徑大致等于要補(bǔ)套管的內(nèi)徑,這時(shí)波紋管恢復(fù)成圓鋼管,緊緊的內(nèi)襯在套管壁上,與套管形成一體。 美國HOMC0公司是一家專門生產(chǎn)補(bǔ)套波紋管,并在世界各地實(shí)施波紋管補(bǔ)貼技術(shù)的公司。該公司生產(chǎn)的波紋管規(guī)格齊全,可補(bǔ)貼管徑在73mm-339.7mm的60余種尺寸規(guī)格的油水井套管及生產(chǎn)管柱。已在世界各地成功的補(bǔ)貼數(shù)千井次,成功率高達(dá)98%,HOMC

32、0公司用波紋管補(bǔ)貼修復(fù)多種原因引起的套管漏失,如接箍滲漏、套管破裂、射孔炮眼,井下工具摩擦造成的套管穿孔、腐蝕穿孔等。對擠水泥不成功的井也進(jìn)行過補(bǔ)貼。印模檢測方法 印模法檢測是利用專用管柱或鋼絲繩下接印模類打印工具，對套管損壞程度、幾何形狀等進(jìn)行打印，然后對印痕進(jìn)行分析判斷，得出套損點(diǎn)的幾何形狀、尺寸、深度位置。井徑儀測井技術(shù) 目前常用的是18、24、36或40臂井徑測量儀，可測量套管的變形長度及變形量。遼河油田五大熱采區(qū)套損分類錨定裝置以上的施工管柱在漲管過程中不承受漲管力的作用。襯帶補(bǔ)貼（最早出現(xiàn)的套管補(bǔ)貼技術(shù)）同時(shí)錨定器錨定在套管上，克服液缸所產(chǎn)生的反作用力。(2) 破壞了注采井網(wǎng)的正常

33、布置和注采層系方案的實(shí)施，降低了油氣產(chǎn)量。（1）套管破裂：系指套管穿孔，引起套管串漏；1966-1967年大慶油田進(jìn)行了五口井六井次的科研現(xiàn)場試驗(yàn),成功率80%。一般壓裂的壓力較高，并且在裂縫（1）套管破裂：系指套管穿孔，引起套管串漏；對于淺層套管采取該技術(shù)，主要是考慮應(yīng)用其他方法修復(fù)費(fèi)用較高，而采取油層套管取套換套的修復(fù)技術(shù)比較經(jīng)濟(jì)。工具主要有三大部分組成，上部為泄壓部分，在液缸移動(dòng)一個(gè)工作行程后能自動(dòng)泄壓而停止工作；通過套管修復(fù)，使死井復(fù)活，經(jīng)濟(jì)效益顯著。(5) 對注氣熱采井，提高套管鋼材的熱穩(wěn)定性能和接頭處的密封 用同類或不同類的金屬結(jié)合的過程。原理是將兩金屬實(shí)現(xiàn)高速斜碰撞,使兩金屬板之

34、間形成一股速度高達(dá)5-7km/s的金屬射流,使金屬板內(nèi)側(cè)表面有5%-7%的金屬層從表面剝離,這種剝離過程使金屬板之間清潔表面在高壓下互相結(jié)合。此技術(shù)用7mm厚的碳鋼做焊接管下到預(yù)定位置，微型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作，產(chǎn)生高溫高壓氣體，推動(dòng)井內(nèi)液柱上移,使焊管與套管環(huán)空形成一個(gè)氣室,當(dāng)氣室壓力最低時(shí)引爆焊管炸藥,實(shí)現(xiàn)焊接目的。大大提高了補(bǔ)貼管的強(qiáng)度。該方法90年代初曾在大慶油田補(bǔ)過幾口井。 爆炸焊接補(bǔ)貼技術(shù) 自掛式套管補(bǔ)貼工具1-上接頭；2-剪釘；3-液缸套；4-密封圈；5-密封圈；6-螺釘；7-液缸；8-液缸套；9-液缸套；10-密封圈；11-連接管；12-托管； 13-密封圈；14-上脹管；15-接箍

35、；16-中心管；17-密封管18-密封圈；19-補(bǔ)貼管；20-下管；21-密封圈；22-下漲管；23-活塞；24-鎖塊；25-擋環(huán)；26-剪釘； 27-剪切環(huán)；28-引鞋 當(dāng)工具下入井內(nèi)時(shí)，引鞋扶正下部錯(cuò)斷的套管，使補(bǔ)貼工具順利通過錯(cuò)斷位置，到達(dá)補(bǔ)貼位置，投球打壓使液缸產(chǎn)生作用，推動(dòng)脹管器使密封器沿著脹管器的錐面脹大，從而使密封器接觸井內(nèi)套管的內(nèi)壁，當(dāng)液缸內(nèi)的壓力達(dá)到預(yù)期的壓力時(shí)，液缸剪釘剪斷，液缸繼續(xù)下移，直至球座上剪切環(huán)剪斷。球座的下移使滑塊滑落到活塞內(nèi)腔，補(bǔ)貼工具泄壓，從而解卡，上提管柱完井。留在井內(nèi)的脹管器、密封器、補(bǔ)貼管構(gòu)成完整的補(bǔ)貼管柱。自掛式套管補(bǔ)貼工具工作原理 主要由液壓密封加固器完成對套損井段的加固補(bǔ)貼。液壓密封加固器由伸縮