遼河套管整形技術(shù)研究與發(fā)展

套管整形技術(shù)的

研究與發(fā)展

中油遼河油田分公司鉆采工藝研究院

目錄一、前言二、套損井損壞狀況調(diào)查分析三、套管整形技術(shù)

機(jī)械式整形工藝炸藥爆炸擴(kuò)脹法整形工藝

水力機(jī)械整形工藝四、結(jié)論與建議一、前言

隨著油田開發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，特別是到油田開發(fā)的中、后期，油水井井下套管的損壞將越來越嚴(yán)重，套管故障井的數(shù)目將越來越多。這已成為各油田普遍存在的嚴(yán)重問題，特別是稠油熱采井。套管損壞，不僅使油水井無法正常生產(chǎn)，給井下作業(yè)造成困難，甚至無法進(jìn)行，而且直接降低井的使用壽命，影響油田開發(fā)井網(wǎng)的完善和最終采收率。如何提高套損井修復(fù)率、完善注采井網(wǎng)、減少更新井?dāng)?shù)、節(jié)約開發(fā)資金和提高經(jīng)濟(jì)效益，已成為亟待解決的生產(chǎn)問題。套管整形技術(shù)是用機(jī)械方法或化學(xué)方法對(duì)套管變形部位進(jìn)行沖擊擠脹、碾壓擠賬、高能氣體擴(kuò)脹復(fù)位修復(fù)，使變形部位的套管或錯(cuò)斷部位的套管得以恢復(fù)原來徑向尺寸和通徑。對(duì)于中淺層套管損壞采取取換套修復(fù)，工藝要求需整形（打開套管通道）；中深層套管損壞采取套管補(bǔ)貼修復(fù)，工藝要求有的需整形（打開套管通道），套管整形配套技術(shù)為其提供了有力的技術(shù)保障。1、套損井損壞類型統(tǒng)計(jì)841621792001年度遼河油田對(duì)所屬的7個(gè)采油廠、3個(gè)油公司共計(jì)425口上報(bào)待修套損井進(jìn)行了調(diào)查。2、套損井類型（2002年度）2002年11月，遼河油田對(duì)全油田范圍內(nèi)共計(jì)15835口生產(chǎn)井進(jìn)行了全面調(diào)查，其中有1607口待大修井。

三、套管整形技術(shù)

本文針對(duì)遼河油田目前套管損壞的現(xiàn)狀，結(jié)合套損井的實(shí)際情況與修復(fù)技術(shù)的實(shí)踐，研究出以下3種套管整形技術(shù)，并進(jìn)行了推廣與應(yīng)用。

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、機(jī)械式整形工藝技術(shù)2、炸藥爆炸擴(kuò)脹法整形工藝技術(shù)3、水力機(jī)械整形工藝技術(shù)

（一）、機(jī)械式整形工藝

機(jī)械式整形技術(shù)原理是利用鉆桿柱及配重鉆鋌傳遞動(dòng)力，如快速下放的重力及加速度產(chǎn)生的沖擊力，轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)鉆具的扭轉(zhuǎn)動(dòng)力等，使沖脹式整形工具、旋轉(zhuǎn)碾壓整形工具、旋轉(zhuǎn)震擊沖脹整形工具等產(chǎn)生上下往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)碾壓擠脹式、旋轉(zhuǎn)震擊擠脹式動(dòng)作，對(duì)變形或錯(cuò)斷部位的套管作功。當(dāng)整形工具作功足以克服或大于地應(yīng)力對(duì)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(duì)變形或錯(cuò)斷部位的套管整形修復(fù)。（一）、機(jī)械式整形工藝技術(shù)指標(biāo)：

梨形整形器、旋轉(zhuǎn)震擊式整形器、偏心輥?zhàn)诱纹鳌⑷F輥套管整形器，整形級(jí)差一般不大于2mm。適用范圍：

適用于套管變形ΔФ≤5mm采用機(jī)械式脹管整形技術(shù)（二）、炸藥爆炸擴(kuò)脹法整形工藝

爆炸整形技術(shù)是在套管錯(cuò)斷口處或變形井段放置炸藥，炸藥爆炸后在套管內(nèi)表面迅速受到一個(gè)“滑移爆炸沖擊波”使套管在較短的時(shí)間里迅速向外擴(kuò)脹。從引爆開始，爆炸沖擊波以每秒3500-7500m的速度依次通過套管及與其接觸面，其作用點(diǎn)壓力可達(dá)1.23×103-1.55×104MPa，大大超過套管材料及套管外巖石的本身動(dòng)態(tài)屈服極限，使套管在爆炸沖擊波有效作用范圍內(nèi)向外擴(kuò)徑，達(dá)到打通井筒通道的目地。（二）、炸藥爆炸擴(kuò)脹法整形工藝

2.1技術(shù)關(guān)鍵：炸藥藥量控制爆速控制2.2適用范圍：爆炸整形復(fù)位最適應(yīng)于變形、套管縮徑量Δφ≤25mm，機(jī)械式整形無法實(shí)施的井況（三）、水力機(jī)械整形工藝工作原理：

在工作時(shí)，依次將分瓣式脹管器、液缸、和防頂扶正裝置連接好用油管將其下到套管的變形井段頂部，通過地面泵車向油管內(nèi)打壓，液缸的反向推力由防頂扶正裝置和油管承擔(dān)。在向油管內(nèi)打壓的同時(shí)，液體壓力也同時(shí)驅(qū)動(dòng)防頂扶正裝置的錐體將卡瓦撐開并錨定在套管上，壓力越高錨定力越大。連接在分瓣式脹管器上的液缸將動(dòng)力液的壓力轉(zhuǎn)換成軸向機(jī)械推力推動(dòng)分瓣式脹管器擠脹套管的變形部位（作用原理與梨形脹管器相同），使其復(fù)原。當(dāng)液缸走完一個(gè)行程，則變形部位被修復(fù)一個(gè)行程的長(zhǎng)度。如果變形部位較長(zhǎng)，則需要在修復(fù)一個(gè)行程的長(zhǎng)度之后，重新提放管柱，將其放到?jīng)]被修好的部位重新打壓擠脹，直到脹管器能夠順利通過變形部位為止。油管防頂扶正裝置液缸分瓣式脹管器套管（三）、水力機(jī)械整形工藝

技術(shù)特點(diǎn)：防卡功能錨定力大多級(jí)液缸使用，徑向整形量大技術(shù)指標(biāo)：?jiǎn)未巫畲笳伍L(zhǎng)度：400mm單次最大整形量：10mm（三）、水力機(jī)械整形工藝

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用施工8井次成功率96%（四）、結(jié)論與建議

套管整形工藝技術(shù)滿足遼河油田套變井、錯(cuò)斷井的大修復(fù)產(chǎn)要求。是油田中后期套管損壞修復(fù)主要技術(shù)措施，對(duì)于降低成本、增加效益將起到積極的作用。由于遼河油田分公司套損井仍在不斷增多的現(xiàn)狀，該項(xiàng)技術(shù)將有廣泛的應(yīng)用