油水井大修學(xué)習(xí)

油水井大修學(xué)習(xí)第1頁(yè)/共136頁(yè)

前言

世界各國(guó)油田開(kāi)發(fā)進(jìn)程表明，隨著開(kāi)采年限的增長(zhǎng)，受工程和地質(zhì)因素的影響，油水井套管將出現(xiàn)不同程度的損壞。為此，油田工作者應(yīng)本著“預(yù)防為先，防修并重”的方針，一是研究套管損壞的機(jī)理，制定防護(hù)措施；二是研究套損井修復(fù)技術(shù)，提高大修井修復(fù)能力。由此減緩套管損壞速度，盡可能的延長(zhǎng)油水井的使用壽命，降低油田維護(hù)的操作成本，提高油田后期開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。

第2頁(yè)/共136頁(yè)目錄第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施第二節(jié)套管損壞的類(lèi)型第三節(jié)大修設(shè)計(jì)第四節(jié)套管整形第五節(jié)套管加固第六節(jié)套管取換第七節(jié)技術(shù)要點(diǎn)第3頁(yè)/共136頁(yè)第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

套損的原因是相當(dāng)復(fù)雜的，國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者進(jìn)行了多方面的研究，雖然觀點(diǎn)各異，但也具有一定的共性，這就為制定套損預(yù)防措施提供了必要的條件。一、套損的原因分析造成油、水井套管損壞的因素是多方面的，概括性地分為地質(zhì)因素和工程因素兩大類(lèi)。第4頁(yè)/共136頁(yè)第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

(一）地質(zhì)因素地層（油層）的非均質(zhì)性、油層傾角、巖石性質(zhì)、地層斷層活動(dòng)、地下地震活動(dòng)、地殼運(yùn)動(dòng)、地層腐蝕等情況是導(dǎo)致油水井套管技術(shù)狀況變差的客觀存在條件，這些內(nèi)在因素一經(jīng)引發(fā)，產(chǎn)生的應(yīng)力變化是巨大的，將使油、水井套管受到損害，甚至導(dǎo)致成片套管損壞，嚴(yán)重地干擾開(kāi)發(fā)方案的實(shí)施，影響油田的穩(wěn)產(chǎn)。第5頁(yè)/共136頁(yè)第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

１、地層的非均質(zhì)性

陸相沉積的砂巖、泥質(zhì)粉砂巖油田，由于沉積環(huán)境不同，油藏滲透性在層與層、層內(nèi)平面之間都有較大的差別。在注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中，油層的非均質(zhì)性將直接導(dǎo)致注水開(kāi)發(fā)的不均衡性，這是引發(fā)地層孔隙壓力場(chǎng)不均勻分布的基本地質(zhì)因素。第6頁(yè)/共136頁(yè)

２、地層（油層）傾角

陸相沉積的油田，一般儲(chǔ)油構(gòu)造多為背斜和向斜構(gòu)造，由于背斜構(gòu)造是受地層側(cè)壓應(yīng)力擠壓為主的褶皺作用，一般在相同條件下，受巖體重力水平分力的影響，地層傾角較大的構(gòu)造軸部和陡翼部比傾角較小的部位更容易出現(xiàn)套損。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

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3、巖石性質(zhì)

在沉積構(gòu)造的油、氣藏中，儲(chǔ)存油、氣的多為砂巖、泥砂巖、泥質(zhì)粉砂巖。注水開(kāi)發(fā)時(shí)，當(dāng)油層中的泥巖及油層以上的頁(yè)巖被注入水浸蝕后，一是泥頁(yè)巖膨脹擠壓套管；二是巖石抗剪強(qiáng)度和摩擦系數(shù)大幅度降低，一定傾角的巖石將上覆巖層壓力轉(zhuǎn)移至套管，使套管受到剪切損壞。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

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４、斷層活動(dòng)

在沉積相構(gòu)造的油田中，由于地球不斷運(yùn)動(dòng)，各地區(qū)地殼沉降速度不盡相同,促使斷層活動(dòng)化，使上下盤(pán)產(chǎn)生相對(duì)滑移，剪擠套管，從而導(dǎo)致套管?chē)?yán)重?fù)p壞。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

第9頁(yè)/共136頁(yè)5、地震活動(dòng)

地球是一個(gè)不停運(yùn)動(dòng)的天體，地下地質(zhì)活動(dòng)從未間斷，根據(jù)微地震監(jiān)測(cè)資料，每天地表、地殼的微震達(dá)萬(wàn)次，較嚴(yán)重的地震可以產(chǎn)生新的構(gòu)造斷裂和裂縫，也可使原生構(gòu)造斷裂和裂縫活化。地震后，大量注入水通過(guò)斷裂帶或因固井膠結(jié)問(wèn)題進(jìn)入油頂泥頁(yè)巖，泥頁(yè)巖吸水后膨脹，又產(chǎn)生粘塑性，巖體產(chǎn)生緩慢的水平運(yùn)動(dòng)，使套管被剪切錯(cuò)斷或嚴(yán)重彎曲變形。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

第10頁(yè)/共136頁(yè)6、地殼運(yùn)動(dòng)

地球在不停的運(yùn)動(dòng)，地殼也在不停的緩慢運(yùn)動(dòng)中，其運(yùn)動(dòng)方向一般有兩個(gè)：一是水平運(yùn)動(dòng)（板塊運(yùn)動(dòng)）；二是升降運(yùn)動(dòng)。地殼緩慢的升降運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的應(yīng)力可以導(dǎo)致套管被拉伸損壞。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

第11頁(yè)/共136頁(yè)7、地面腐蝕

地表地層腐蝕是因?yàn)闇\層水（300m以上）在硫酸鹽還原菌的作用下產(chǎn)生硫化物，硫化物在淺層水中氧化反應(yīng)引起套管腐蝕。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

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（二）工程因素引起套管損壞的主要工程因素有：鉆井完井過(guò)程中的完井質(zhì)量，套管本身材質(zhì)、固井質(zhì)量，采油工程中的注水、壓裂、酸化，以及油水井日常管理作業(yè)等。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

第13頁(yè)/共136頁(yè)1、套管材質(zhì)問(wèn)題

套管本身存在微孔、微縫，螺紋不符合要求及抗剪、抗拉強(qiáng)度低等質(zhì)量缺陷問(wèn)題，完井后，由于在采油生產(chǎn)壓差或注水壓差長(zhǎng)期的影響下，導(dǎo)致管外氣體、流體從不密封處滲流進(jìn)入井內(nèi)或進(jìn)入套管與巖壁的環(huán)空，一是流體流動(dòng)過(guò)程損傷套管；二是流體聚集在環(huán)空上部，形成腐蝕性很強(qiáng)的硫化氫氣塞，將逐漸腐蝕套管。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

第14頁(yè)/共136頁(yè)2、固井質(zhì)量問(wèn)題

固井質(zhì)量直接關(guān)系到完鉆井的壽命和以后的注采關(guān)系，影響固井質(zhì)量的主要因素有：井眼不規(guī)則、井斜、固井水泥不達(dá)標(biāo)、頂替水泥漿的頂替液不符合要求、水泥漿的密度低或高、注水泥后套管拉伸載荷過(guò)小或過(guò)大等等，都將影響固井質(zhì)量。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

第15頁(yè)/共136頁(yè)3、完井質(zhì)量

完井質(zhì)量對(duì)套管影響很大，特別是射孔完井。射孔工藝選擇不當(dāng)，一是會(huì)出現(xiàn)管外水泥環(huán)破裂，甚至出現(xiàn)套管破裂；二是射孔深度誤差過(guò)大，或者誤射泥頁(yè)巖隔層(尤其是開(kāi)發(fā)薄互層的二、三次加密井尤為重要)，將使泥頁(yè)巖水浸膨脹，擠壓套管。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

第16頁(yè)/共136頁(yè)三是射孔密度選擇不當(dāng)，將會(huì)影響套管強(qiáng)度。比如在特低滲透的泥砂巖油層采用高密度射孔完井，長(zhǎng)期注水或油井油層酸化、壓裂改造，短時(shí)間的高壓也會(huì)將套管損壞。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

第17頁(yè)/共136頁(yè)4、井位部署的問(wèn)題斷層附近部署注水井，容易引起斷層滑移而導(dǎo)致套管?chē)?yán)重?fù)p壞。注水井成排部署，容易加大區(qū)塊孔隙壓差，形成應(yīng)力集中，最終導(dǎo)致成片套損井的出現(xiàn)。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

第18頁(yè)/共136頁(yè)第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

5、開(kāi)發(fā)單元內(nèi)外地層壓力大幅度下降問(wèn)題

注水開(kāi)發(fā)的油田，由于開(kāi)采方式的轉(zhuǎn)變，加密、調(diào)整井網(wǎng)的增多，對(duì)低滲透、特低滲透提高壓力注水以及控制注水、停注、放溢流降壓等措施，使地層孔隙壓力大起大落,巖體出現(xiàn)大幅度升降。第19頁(yè)/共136頁(yè)使具有一定彈性的地層孔隙骨架產(chǎn)生不均勻的膨脹或收縮，造成局部應(yīng)力集中而出現(xiàn)零星套損井。當(dāng)區(qū)塊之間形成足夠大的孔隙壓差時(shí)，特別在行列注水開(kāi)發(fā)條件下，泥頁(yè)巖和斷層面大面積水浸時(shí)，將導(dǎo)致成片套損井的出現(xiàn)。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

第20頁(yè)/共136頁(yè)6、注入水浸入泥頁(yè)巖的問(wèn)題在注水壓力較高（一般13.5MPa）條件下，注入水可從泥巖的原生微裂縫和節(jié)理浸入，也可沿泥砂巖界面處浸入，形成一定范圍的浸水域，這種浸水域在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，將導(dǎo)致巖體膨脹、變形、滑移，最終導(dǎo)致套管的損壞。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

第21頁(yè)/共136頁(yè)7、注水不平穩(wěn)問(wèn)題

在籠統(tǒng)注水條件下，高滲透區(qū)吸水能力大，成為高壓區(qū)；低滲透區(qū)吸水能力差，成為低壓區(qū)，致使非均質(zhì)油層層間壓差增大，分層注水差的層間壓差也較大。在層間、區(qū)塊之間注采不平衡，有的超壓超注或低壓欠注,縱向上加大層間壓差，平面上區(qū)塊壓力不平衡，造成成片套損井的出現(xiàn)。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

第22頁(yè)/共136頁(yè)另外，由于井下作業(yè)開(kāi)發(fā)調(diào)整等情況，注水井時(shí)關(guān)時(shí)開(kāi)，開(kāi)關(guān)不平衡。鉆調(diào)整井時(shí)關(guān)停注水井，這樣成片集中停注，之后又集中齊注，使套管瞬時(shí)應(yīng)力變化幅度過(guò)大，這些都將影響巖體的穩(wěn)定，最終將導(dǎo)致套管損壞。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

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8、注水井日常管理問(wèn)題

注水井日常管理是非常重要的，按“六分四清”要求,應(yīng)做到注水量清、注水壓力清、分層產(chǎn)液量清、分層含水清，但由于日常對(duì)注水井管理不嚴(yán),管閥配件損壞，管線(xiàn)漏水且維護(hù)不及時(shí)，全井注水時(shí)或分層注水量不清，異常注水井發(fā)現(xiàn)不及時(shí)、發(fā)現(xiàn)后未采取措施或采取措施不當(dāng)，造成非油層部位長(zhǎng)期進(jìn)水水浸，誘發(fā)新的套損井。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

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二、套損預(yù)防措施

根據(jù)上述套損原因，提出以下預(yù)防措施，以便有效地減緩套損速度的上升。（一）防止注入水竄入泥頁(yè)巖隔層

1、提高固井質(zhì)量保證層間互不相竄

為保證固井質(zhì)量，采取的主要措施有：一是使用套管扶正器，保證套管在固井時(shí)居中，二是設(shè)計(jì)合理的固井工藝和施工參數(shù)，實(shí)現(xiàn)紊流頂替；第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

第25頁(yè)/共136頁(yè)三是采用適宜的水泥漿體系，保證膠結(jié)強(qiáng)度和水泥石強(qiáng)度。四是在油層頂部下入管外封隔器，保證水泥漿在壓穩(wěn)狀態(tài)下候凝，防止淺氣層或高壓水層竄槽。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

第26頁(yè)/共136頁(yè)2、注水壓力限制在地層微破裂壓力以下

注水壓力應(yīng)以滿(mǎn)足注水量，防止套管損壞為合理注水壓力。如果這兩項(xiàng)發(fā)生矛盾時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮后者。這主要由于當(dāng)注水壓力高于地層最小水平地應(yīng)力（即破裂壓力）時(shí)，很容易溝通原始裂縫或開(kāi)啟新裂縫，吸水量猛增的同時(shí)孔隙壓力增大，一是注入水竄入夾層，二是加大層間或區(qū)塊壓差。因此一個(gè)油田開(kāi)發(fā)前，應(yīng)開(kāi)展地層地應(yīng)力測(cè)試，根據(jù)地應(yīng)力測(cè)試結(jié)果，把注水壓力控制在最小主應(yīng)力以下。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

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3、壓裂改造時(shí)防止垂直裂縫延伸到夾層垂直裂縫的縫高與壓裂施工排量有關(guān)，排量越大，其縫越高。因此，對(duì)于一個(gè)油田進(jìn)行壓裂方案設(shè)計(jì)時(shí)，一定要認(rèn)真的了解壓裂層、隔層的巖性及彈性模量、泊松比、抗張強(qiáng)度等力學(xué)參數(shù)，根據(jù)這些力學(xué)參數(shù)設(shè)計(jì)合理的排量，防止裂縫上下延伸到蓋層。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

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4、合理地設(shè)計(jì)注采井網(wǎng)

高含水井先于低含水井發(fā)生套管損壞，這主要是由于水過(guò)早通過(guò)裂縫或固井的竄槽進(jìn)入了泥巖夾層造成的結(jié)果。因此選擇合理注采井網(wǎng)、延遲油井水淹是防止套管損壞的一種方法。為此，注水開(kāi)發(fā)裂縫性油田時(shí)，采取兩種注采井網(wǎng)有利于防止套管損壞：第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

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a）行列注采井網(wǎng)。油水井排方向與油層主裂縫方向平行，利用注入水沿裂縫突進(jìn)特點(diǎn)，使相鄰水井之間很快拉成水線(xiàn)，均衡地滲透到油井排去，這可防止因裂縫水過(guò)早串到軟弱層。

b）菱形注采井網(wǎng)。在采用面積注水方式時(shí),油水井排的方向與油層主裂縫錯(cuò)開(kāi)一個(gè)角度,這可延遲處于裂縫方向上油井過(guò)早水淹。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

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（二）維持合理的注采壓差

現(xiàn)在人們認(rèn)識(shí)到，由于油層中流體被開(kāi)采出來(lái)，一段時(shí)間（或很長(zhǎng)時(shí)間）不注水補(bǔ)充能量，形成一個(gè)低的應(yīng)力異常區(qū)，周?chē)邏簯?yīng)力區(qū)推動(dòng)巖體向低壓區(qū)運(yùn)動(dòng)，造成大量套管損壞。相反，注水強(qiáng)度大，注水量過(guò)多，則可形成高應(yīng)力異常區(qū)，也會(huì)推著巖體向低應(yīng)力區(qū)運(yùn)動(dòng)，使套管成片損壞。因此，油田開(kāi)發(fā)應(yīng)適時(shí)、適量、低于破裂壓力注水，保持適當(dāng)孔隙壓力，并使油田內(nèi)部各區(qū)塊孔隙壓力保持基本平衡，以避免套管損壞。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

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（三）防止油層出砂油井出砂，水井吐砂，一方面影響油水井生產(chǎn)；另一方面在出砂層位形成空洞?？斩次恢玫奶坠苁鷫海谧鳂I(yè)和生產(chǎn)過(guò)程中很容易造成套管損壞，因而在開(kāi)采過(guò)程中應(yīng)防止地層出砂。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

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（四）防止套管腐蝕隨著油田持續(xù)開(kāi)發(fā)，因腐蝕所致的油水井套管損壞問(wèn)題也日趨嚴(yán)重，給油田生產(chǎn)帶來(lái)極大危害。目前在防止套管腐蝕上，比較成熟方法如下：

1、提高封固質(zhì)量，以隔絕腐蝕介質(zhì)與套管之間的通道。

2、采用陰極保護(hù)技術(shù)。

3、使用抗H2S套管。

4、加殺菌劑殺死有腐蝕的細(xì)菌。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

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（五）防止射孔對(duì)套管損害

射孔對(duì)套管損壞程度主要與使用的射孔彈類(lèi)型及射孔槍型有關(guān)。因此，減輕射孔對(duì)套管損壞程度，可以通過(guò)合理地選擇射孔彈射孔槍來(lái)實(shí)現(xiàn)。就聚能射孔原理而言，不論彈型設(shè)計(jì)得如何合理，其有效炸藥量總不能達(dá)到百分之百，有些射孔的有效炸藥量只占全部炸藥量的40%，無(wú)效藥量對(duì)套管有直接或間接的損害作用。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

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（六）對(duì)完井套管要進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)量檢驗(yàn)套管下井前均應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，檢驗(yàn)內(nèi)容如下：

1、管體部分包括有：丈量長(zhǎng)度，外觀目測(cè)檢驗(yàn)，管體尺寸精度檢驗(yàn)，如通內(nèi)徑、量外徑、測(cè)壁厚和稱(chēng)單重、壁厚不均系數(shù)、內(nèi)外橢圓度、模擬射孔檢查、機(jī)械性能檢驗(yàn)、化學(xué)成份檢驗(yàn)，還要進(jìn)行宏觀低倍數(shù)及微觀金相組織檢驗(yàn)。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

第35頁(yè)/共136頁(yè)2、螺紋部分包括：外觀目測(cè)檢查，用綜合螺紋量規(guī)檢查緊密距，用螺紋單項(xiàng)檢測(cè)儀檢查螺紋要素的單項(xiàng)精度，如錐度、齒高和齒形角。

3、強(qiáng)度檢驗(yàn)包括：抗內(nèi)壓、抗擠、抗拉及殘余應(yīng)力等對(duì)抗擠臨界壓力的影響。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

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（七）改進(jìn)套管柱設(shè)計(jì)方法

傳統(tǒng)保守設(shè)計(jì)套管抗擠強(qiáng)度是采用上覆層的壓力來(lái)確定套管抗最大外擠力，事實(shí)上證明用這個(gè)方法確定最大外擠力是不完全合適的。應(yīng)參考泥頁(yè)巖蠕變形成不均勻“等效外擠力”作為套管抗最大抗擠強(qiáng)度。因此，油田開(kāi)發(fā)前要準(zhǔn)確測(cè)定地應(yīng)力值，以該值進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇適合的套管等級(jí)和壁厚。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

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（八）提高套管抗擠強(qiáng)度

1、使用高強(qiáng)度套管

應(yīng)用高強(qiáng)度P-110、V-150套管顯然可以提高套管抵抗擠毀能力，減少套管損壞。使用高強(qiáng)度套管優(yōu)點(diǎn)可以使套管抗擠能力增強(qiáng)，因此，在設(shè)計(jì)抵抗較大外擠力時(shí)是首先被選用對(duì)象。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

第38頁(yè)/共136頁(yè)2、采用厚壁和小直徑的套管

厚壁套管對(duì)點(diǎn)載荷的承受能力與鋼的強(qiáng)度成正比，與壁厚平方成正比。顯然，為提高承受點(diǎn)載荷的能力，增加壁厚比增加強(qiáng)度更為有效。當(dāng)載荷、壁厚均相同時(shí)，管徑對(duì)變形有很大影響，小管徑套管有較高的抗變形能力。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

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3、在易發(fā)生套管損壞巖層段下雙層組合套管

雙層組合套管就是在套管內(nèi)下入小套管，然后往環(huán)形空間內(nèi)注水泥，形成一個(gè)整體組合結(jié)構(gòu)，內(nèi)層套管可由井口下至目的層，也可采用尾管形式。理論和實(shí)踐表明，只要雙層組合套管內(nèi)外管尺寸及水泥品種選擇適當(dāng)，它具有極強(qiáng)的抵抗擠毀能力，其擠毀強(qiáng)度至少等于各層套管強(qiáng)度之和。因此，在超高壓、高蠕變的地層中雙層組合套管就起到防止套管損壞的明顯效果。第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施

第40頁(yè)/共136頁(yè)目錄第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施第三節(jié)大修設(shè)計(jì)第四節(jié)套管整形第五節(jié)

套管加固第六節(jié) 套管取換第二節(jié)套管損壞的類(lèi)型第七節(jié)技術(shù)要點(diǎn)第41頁(yè)/共136頁(yè)第二節(jié)套管損壞的類(lèi)型

根據(jù)多年修井施工積累的資料，結(jié)合套損原因，將套管損壞的類(lèi)型分成以下六種類(lèi)型。

一、徑向凹陷變形

由于套管本身局部位置質(zhì)量差，強(qiáng)度不夠，固井質(zhì)量差及在長(zhǎng)期注采壓差作用下，套管局部處產(chǎn)生縮徑，使套管在橫截面上呈內(nèi)凹橢圓形，如圖1所示。第42頁(yè)/共136頁(yè)

圖1徑向凹陷變形示意圖A-A截面上已不再是基本圓型，長(zhǎng)軸D>d，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，一般長(zhǎng)短軸差在14mm以上，當(dāng)差值大于20mm以上時(shí)，套管可能發(fā)生破裂第二節(jié)套管損壞的類(lèi)型第43頁(yè)/共136頁(yè)

二、套管腐蝕孔洞、破裂由于地表淺層水的電化學(xué)反應(yīng)長(zhǎng)期作用在套管某一局部位置，或者由于螺紋不密封等長(zhǎng)期影響，套管某一局部位置將會(huì)因腐蝕而穿孔，或因注采壓差及作業(yè)施工壓力過(guò)高而破損。如圖2所示：

第二節(jié)套管損壞的類(lèi)型第44頁(yè)/共136頁(yè)圖2腐蝕孔洞、破裂型示意圖

腐蝕孔洞、破裂等情況多發(fā)生在油層頂部以上，特別是無(wú)水泥環(huán)固結(jié)井段往往造成井筒周?chē)孛婷坝?、漏氣，?yán)重的還會(huì)造成地面塌陷。第二節(jié)套管損壞的類(lèi)型第45頁(yè)/共136頁(yè)

三、多點(diǎn)變形由于套管多處受到水平應(yīng)力作用（包括泥巖膨脹或地層滑移等），致使套管徑向內(nèi)凹形多點(diǎn)變形，如圖3所示。圖3多點(diǎn)變形示意圖第二節(jié)套管損壞的類(lèi)型第46頁(yè)/共136頁(yè)

四、嚴(yán)重彎曲變形

由于大段泥巖、頁(yè)巖在長(zhǎng)期水浸作用下，巖體發(fā)生膨脹，產(chǎn)生巨大應(yīng)力變化或巖層相對(duì)滑移剪切套管，使套管出現(xiàn)嚴(yán)重彎曲變形，如圖4所示。圖4嚴(yán)重彎曲變形示意圖第二節(jié)套管損壞的類(lèi)型第47頁(yè)/共136頁(yè)

嚴(yán)重彎曲變形的套管基本呈橢圓形狀，長(zhǎng)短軸差不太大，但兩點(diǎn)或三點(diǎn)變形間距小，近距點(diǎn)一般3m以?xún)?nèi)，若兩點(diǎn)距離過(guò)小則形成硬性急彎，2m長(zhǎng)的通井規(guī)不能通過(guò)。這是較多見(jiàn)的復(fù)雜套損井況，也是較難修復(fù)的高難井況。第二節(jié)套管損壞的類(lèi)型第48頁(yè)/共136頁(yè)

五、套管錯(cuò)斷（非坍塌型）

泥巖、頁(yè)巖經(jīng)長(zhǎng)期水浸膨脹而發(fā)生巖體滑移,導(dǎo)致套管被剪斷，發(fā)生橫向（水平）錯(cuò)位。由于套管在固井時(shí)受拉伸載荷及鋼材自身收縮力作用，在套管產(chǎn)生橫向錯(cuò)斷后，便向上、向下即各自軸向方面收縮，錯(cuò)斷及位移情況如圖5所示。圖5套管錯(cuò)斷示意圖第二節(jié)套管損壞的類(lèi)型第49頁(yè)/共136頁(yè)

六、坍塌形套管錯(cuò)斷

地層滑移、地殼升降等因素導(dǎo)致套管錯(cuò)斷，其地應(yīng)力首先作用在管外水泥環(huán)上，使水泥環(huán)脫落、巖壁坍塌，泥、砂和脫落的水泥環(huán)及巖壁碎屑、小直徑的碎塊等則在地層壓力流體作用下由錯(cuò)斷口處涌入井筒，堆落井底并向上不斷涌集,卡埋井內(nèi)管柱及工具,如圖6所示。坍塌型錯(cuò)斷是目前極難采取修復(fù)或報(bào)廢處理的復(fù)雜套損類(lèi)型。第二節(jié)套管損壞的類(lèi)型第50頁(yè)/共136頁(yè)

圖6坍塌型錯(cuò)斷示意圖

第二節(jié)套管損壞的類(lèi)型第51頁(yè)/共136頁(yè)目錄第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施第二節(jié)套管損壞的類(lèi)型第四節(jié)套管整形第五節(jié)

套管加固第六節(jié) 套管取換第三節(jié)大修設(shè)計(jì)第七節(jié)技術(shù)要點(diǎn)第52頁(yè)/共136頁(yè)第三節(jié)大修設(shè)計(jì)

修井設(shè)計(jì)是修井施工的重要依據(jù)。主要包括地質(zhì)方案、工藝設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)。修井設(shè)計(jì)應(yīng)由有資質(zhì)單位編寫(xiě)，并履行審批手續(xù)。一、設(shè)計(jì)編寫(xiě)原則

1、地質(zhì)方案地質(zhì)方案提供的修井目的、施工要求等應(yīng)切實(shí)可行，有關(guān)的井下技術(shù)狀況、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、目前生產(chǎn)情況等應(yīng)齊全、準(zhǔn)確。第53頁(yè)/共136頁(yè)

2、工藝設(shè)計(jì)

1）依據(jù)井下技術(shù)狀況及修復(fù)目的，選擇相應(yīng)的修復(fù)工藝。

2）選擇的修復(fù)工藝應(yīng)與現(xiàn)有設(shè)備、設(shè)施、工具用具相配套。

3、施工設(shè)計(jì)

1）施工設(shè)計(jì)應(yīng)由有資質(zhì)單位編寫(xiě)。

2）應(yīng)依據(jù)油水井大修地質(zhì)方案和現(xiàn)有大修工藝技術(shù)水平，在摸清井況及修井目的的基礎(chǔ)上編寫(xiě)。第三節(jié)大修設(shè)計(jì)第54頁(yè)/共136頁(yè)3）按工序發(fā)生的先后及時(shí)間安排施工步驟。

4）各工序可能發(fā)生的事故或意外，應(yīng)有相應(yīng)的預(yù)防、處理方案并隨時(shí)可以實(shí)施。

5）關(guān)鍵工序、重要工序應(yīng)有相應(yīng)的質(zhì)量保證措施。

6）重要的工序亦應(yīng)提出必要的要求。第三節(jié)大修設(shè)計(jì)第55頁(yè)/共136頁(yè)4、審批程序

1）修井設(shè)計(jì)應(yīng)在修井前指定專(zhuān)人編寫(xiě)完成并報(bào)上級(jí)技術(shù)管理部門(mén)，按程序?qū)徟旰筇崆敖皇┕挝弧?/p>

2）修井設(shè)計(jì)由技術(shù)管理部門(mén)技術(shù)負(fù)責(zé)人審批。

3）重點(diǎn)井工程設(shè)計(jì)由技術(shù)管理部門(mén)負(fù)責(zé)人審核,報(bào)公司總工程師審批。第三節(jié)大修設(shè)計(jì)第56頁(yè)/共136頁(yè)

4）特殊井工程設(shè)計(jì)由公司總工程師審核、報(bào)局主管技術(shù)部門(mén)負(fù)責(zé)人審批。

5）施工方案變更應(yīng)重新編寫(xiě)補(bǔ)充設(shè)計(jì)并履行審批手續(xù)。

6）經(jīng)審批后的設(shè)計(jì)書(shū)應(yīng)打印發(fā)送。施工單位備存兩份，審批單位存檔一份，原稿由設(shè)計(jì)單位存檔，其它按需要處理。第三節(jié)大修設(shè)計(jì)第57頁(yè)/共136頁(yè)

二、設(shè)計(jì)編寫(xiě)主要內(nèi)容

1、施工目的按方案提出的施工目的。

2、主要數(shù)據(jù)與施工直接有關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)用表格形式列出。

3、目前生產(chǎn)情況目前生產(chǎn)情況用表格形式列出。第三節(jié)大修設(shè)計(jì)第58頁(yè)/共136頁(yè)4、綜合調(diào)查情況目前井下技術(shù)狀況及調(diào)查情況用圖表形式及文字簡(jiǎn)述形式列出。

5、施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備是設(shè)計(jì)中重要組成部分，應(yīng)對(duì)修井設(shè)施、專(zhuān)用工具、鉆具、原材料、計(jì)量器具等提出具體的規(guī)格、數(shù)量、性能指標(biāo)、精度等級(jí)等要求。第三節(jié)大修設(shè)計(jì)第59頁(yè)/共136頁(yè)6、工序步驟

1）工序步驟是設(shè)計(jì)中的重要部分，應(yīng)首先考慮安全、可靠、合理、可行。

2）各工序間的銜接應(yīng)緊湊。

3）重要的、關(guān)鍵的工序質(zhì)量應(yīng)能經(jīng)檢驗(yàn)核實(shí)。

4）有關(guān)的計(jì)算應(yīng)列出相應(yīng)的計(jì)算公式，公式中的符號(hào)、代號(hào)應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。第三節(jié)大修設(shè)計(jì)第60頁(yè)/共136頁(yè)5）打撈解卡、套管補(bǔ)貼等工序步驟要求應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

6）整形加固、取換套管、工程報(bào)廢、電潛泵事故處理等工序步驟應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

7）有關(guān)的壓井、通井、沖砂、替噴等工序要求應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定.8）完井方式應(yīng)符合地質(zhì)方案要求.第三節(jié)大修設(shè)計(jì)第61頁(yè)/共136頁(yè)7、施工要求及注意事項(xiàng)

1）資料錄取應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。在設(shè)計(jì)中應(yīng)提出不同工藝的不同錄取內(nèi)容。

2）施工要點(diǎn)應(yīng)明確。

3）消防器材及防范措施應(yīng)具體明確。

4）防噴、防掉、防卡、防傷亡等措施要求清楚、明確、可行。第三節(jié)大修設(shè)計(jì)第62頁(yè)/共136頁(yè)5）施工特殊要求與一般要求應(yīng)分開(kāi)。

6）提醒施工人員及其它有關(guān)人員注意的問(wèn)題應(yīng)清楚、明了。

8、環(huán)保、井控要求認(rèn)真執(zhí)行HSE及井控相關(guān)管理體系文件的規(guī)定。第三節(jié)大修設(shè)計(jì)第63頁(yè)/共136頁(yè)目錄第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施第二節(jié)套管損壞的類(lèi)型第三節(jié)大修設(shè)計(jì)

第四節(jié)套管整形第五節(jié)

套管加固第六節(jié) 套管取換第七節(jié)技術(shù)要點(diǎn)第64頁(yè)/共136頁(yè)

第四節(jié)套管整形

套管變形或錯(cuò)斷后，內(nèi)通徑減小，針對(duì)變形和錯(cuò)斷點(diǎn)以下的各種工藝技術(shù)措施無(wú)法實(shí)施，導(dǎo)致油氣水井停產(chǎn)或報(bào)廢，而且能引發(fā)成片套損。因此，套管變形和錯(cuò)斷后，應(yīng)采取一定的技術(shù)措施進(jìn)行整形擴(kuò)徑，撈出井下落物后，根據(jù)井況進(jìn)行密封加固修復(fù)或取套修復(fù)，也可徹底報(bào)廢后側(cè)鉆修復(fù)。第65頁(yè)/共136頁(yè)

套管整形擴(kuò)徑技術(shù)是套管變形和錯(cuò)斷井修復(fù)的前提和基礎(chǔ)。

套管整形擴(kuò)徑的常用工具有梨形脹管器、旋轉(zhuǎn)碾壓法整形器、旋轉(zhuǎn)震擊式整形器、偏心輥?zhàn)诱纹?、三錐輥套管整形器和各種形狀的銑錐。

第四節(jié)套管整形

第66頁(yè)/共136頁(yè)一、梨形脹管器１、基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖10。圖10梨形脹管器結(jié)構(gòu)示意圖a—直槽式b—螺旋槽式c—脹管器整形擠脹力示意F—側(cè)向分力（擠脹力）N—垂直分力α—脹管器前端錐角P—向下重力

第四節(jié)套管整形

第67頁(yè)/共136頁(yè)

脹管器工作面外部車(chē)有循環(huán)用水槽，水槽分直式和螺旋式兩種?？筛鶕?jù)變形井段變形形狀和尺寸選用。

脹管器的斜錐體前端錐角一般應(yīng)大于30°,與擠脹力F和半錐角α/2成反比。當(dāng)錐角小于25o時(shí)，大量現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)證明脹管器錐體與套管接觸部位易產(chǎn)生擠壓粘連而發(fā)生卡鉆事故。因此一般前端錐角大于30°。

第四節(jié)套管整形

第68頁(yè)/共136頁(yè)2、作用原理

脹管器工作面部分為錐體大端，當(dāng)鉆柱施加給脹管器工作面大端以P力時(shí)，其錐體大端與套管變形部位接觸的瞬間所產(chǎn)生的側(cè)向分力F直接作用擠脹、沖脹變形部位。鉆柱施加給工具的P與鉆柱質(zhì)量、下放速度和下放距離、井內(nèi)介質(zhì)密度有關(guān)。

第四節(jié)套管整形

第69頁(yè)/共136頁(yè)

梨型整形示意圖

第四節(jié)套管整形

第70頁(yè)/共136頁(yè)

二、旋轉(zhuǎn)震擊式整形器

1、基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖11。由錘體（上接頭）、整形頭、鋼球、整形頭螺旋曲面等組成。旋轉(zhuǎn)震擊式整形器是仿造前蘇聯(lián)的修井工具而又優(yōu)于其工具。此整形器可不用提放鉆柱沖擊，只需旋轉(zhuǎn)鉆柱而使工具產(chǎn)生向下的震擊力，對(duì)套管變形部位有較好的保護(hù)。

第四節(jié)套管整形

第71頁(yè)/共136頁(yè)圖11旋轉(zhuǎn)震擊式整形器結(jié)構(gòu)式意圖a—工具結(jié)構(gòu)示意；b—工具螺旋形震擊曲面

第四節(jié)套管整形

第72頁(yè)/共136頁(yè)

整形體內(nèi)孔壁上有環(huán)形槽，裝有鋼球并被螺釘鎖住而不外竄，鋼球?qū)㈠N體與整形頭連為一體，錘體和整形頭接觸面有凸凹螺旋形凸輪曲線(xiàn)面配合，可以轉(zhuǎn)動(dòng)一次管柱（工具）發(fā)生三次震（敲）擊。工具外面有三條螺旋形水槽，可以循環(huán)洗井。

第四節(jié)套管整形

第73頁(yè)/共136頁(yè)

２、作用原理

旋轉(zhuǎn)式震擊整形器在鉆柱旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下，整形器的錘體同整形頭間的凸輪面產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，錘體帶動(dòng)鋼球沿環(huán)形槽抬起。經(jīng)旋轉(zhuǎn)一定角度后，凸輪曲面出現(xiàn)陡降，被抬起的錘體下降，砸在整形頭上，給變形部位以擠脹力。由于錘體、整形頭端面的凸輪輪廓面為三個(gè)等分的螺旋面，所以鉆柱每旋轉(zhuǎn)一周可發(fā)生震擊三次。

第四節(jié)套管整形

第74頁(yè)/共136頁(yè)

震擊力的大小由鉆柱本身質(zhì)量、凸輪螺旋曲面高度決定。高度越大、鉆柱向下沖擊行程越大。在工具不變情況下，增加鉆柱質(zhì)量（即增加配重鉆鋌數(shù)量）可增大沖擊力。加快鉆柱旋轉(zhuǎn)圈數(shù)也能起到較好的沖擊整形效果。

第四節(jié)套管整形

第75頁(yè)/共136頁(yè)旋轉(zhuǎn)震擊整形示意圖

第四節(jié)套管整形

第76頁(yè)/共136頁(yè)

三、偏心輥?zhàn)诱纹?/p>

偏心輥?zhàn)诱纹鲗?duì)套管變形通徑較大（51/2“套管變形通徑一般φ100mm以上）的套損井，一次整形可恢復(fù)徑向尺寸98%以上。如選擇工具尺寸得當(dāng)、整形方法步驟恰當(dāng)，則可恢復(fù)尺寸達(dá)100%。與沖脹類(lèi)工具相比該工具的最大優(yōu)點(diǎn),是起下鉆柱次數(shù)大大減少。對(duì)比工作程序相對(duì)安全穩(wěn)定，無(wú)卡鉆和頓井口等危險(xiǎn)和麻煩。

第四節(jié)套管整形

第77頁(yè)/共136頁(yè)1、基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖12。

圖12偏心輥?zhàn)诱纹魇疽鈭D

第四節(jié)套管整形

第78頁(yè)/共136頁(yè)

偏心輥?zhàn)诱纹饔善妮S（上接頭）、上輥、中輥、下輥、錐輥、鋼球、絲堵等零件組成。偏心軸上端為連接鉆柱的螺紋，下端為四階不同尺寸不同軸線(xiàn)的臺(tái)階。其中上接頭、上輥、下輥三軸為同一軸線(xiàn)，中輥與錐輥為另一軸線(xiàn)，兩軸線(xiàn)的偏心距為e。

第四節(jié)套管整形

第79頁(yè)/共136頁(yè)

輥?zhàn)臃譃樯稀⒅?、下錐輥四件、為整形器的整形擠脹關(guān)鍵零件。錐輥起引鞋導(dǎo)向作用，同時(shí)其內(nèi)孔有半球面的槽與芯軸配合，裝入鋼球后并被固定，在旋轉(zhuǎn)時(shí)起上、中、下三輥的限位作用。錐輥在入井后，對(duì)變形部位有初始整形作用。

第四節(jié)套管整形

第80頁(yè)/共136頁(yè)偏心輥?zhàn)诱问疽鈭D

第四節(jié)套管整形

第81頁(yè)/共136頁(yè)2、作用原理

當(dāng)鉆柱沿自身軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)時(shí)，上、下輥?zhàn)陨磔S線(xiàn)作圓周運(yùn)動(dòng)，而中輥軸線(xiàn)由于與上、下軸線(xiàn)有一偏心距e（見(jiàn)圖12），必繞鉆柱中心線(xiàn)以1/2D中+e為半徑作圓周運(yùn)動(dòng)，見(jiàn)圖13所示。這樣就形成一組曲軸凸輪機(jī)構(gòu)，形成以上、下輥為支點(diǎn)，中輥為旋轉(zhuǎn)擠壓的形式對(duì)變形部位套管進(jìn)行碾壓整形。圖13整形原理示意圖

第四節(jié)套管整形

第82頁(yè)/共136頁(yè)

四、三錐輥套管整形器

三錐輥套管整形器是在偏心輥?zhàn)诱纹髟碇希鶕?jù)變形部位套管及管外水泥環(huán)破損程度而研制、發(fā)展、完善起來(lái)的新型整形工具，特別適用于變形通徑較小（51/2“套管變形φ85mm以上）的套管整形施工。

第四節(jié)套管整形

第83頁(yè)/共136頁(yè)

該工具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、不傷害套管內(nèi)壁，套管外水泥環(huán)不被震擠破碎。

2、一次整形量較大，一次整形級(jí)差可達(dá)6mm以上。如51/2"套管變形量φ100mm，選用錐輥尺寸φ106mm，φ112mm、φ118mm、φ122mm,4~5次即可整形恢復(fù)至φ122mm以上。

第四節(jié)套管整形

第84頁(yè)/共136頁(yè)圖14三錐輥套管整形器結(jié)構(gòu)式意圖

三錐輥套管整形器由芯軸（上接頭）、鎖定銷(xiāo)、墊圈、錐輥、銷(xiāo)軸、引鞋等零件組成。1、基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖14。

第四節(jié)套管整形

第85頁(yè)/共136頁(yè)

芯軸上部為鉆桿接頭螺紋，中部為圓錐體，其上有三個(gè)梯形槽，安裝錐輥，由銷(xiāo)軸在中間穿過(guò)限定而只能繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)。芯軸下部為引鞋，用以引入工具進(jìn)入變形井段。錐輥是工具整形的關(guān)鍵零件，分長(zhǎng)、短錐面兩部分。長(zhǎng)錐面對(duì)變形部位有擠脹、碾壓兩個(gè)作用。短錐面對(duì)恢復(fù)通徑的變形部位有克服彈性變形、保持并固定通徑尺寸的輥壓作用。工作循環(huán)水眼一般大于20mm。

第四節(jié)套管整形

第86頁(yè)/共136頁(yè)2、作用原理

三錐輥套管整形器隨鉆柱旋轉(zhuǎn)和所施加的鉆壓進(jìn)入套管變形部位，錐輥隨芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)并繞銷(xiāo)軸自轉(zhuǎn)，對(duì)變形部位套管進(jìn)行擠脹、碾壓，在鉆壓和鉆柱轉(zhuǎn)動(dòng)作用下，套管變形部位不斷被擠脹、碾壓而逐漸恢復(fù)通徑。

第四節(jié)套管整形

第87頁(yè)/共136頁(yè)

因套管材質(zhì)原因，套管變形段對(duì)工具有彈性反力，錐輥?zhàn)畲笾睆酵ㄟ^(guò)變形段后，對(duì)長(zhǎng)錐面反彈作用力因距離大而不起作用，而對(duì)短錐面有反彈力。但鉆柱不斷轉(zhuǎn)動(dòng)和錐輥的自轉(zhuǎn)，對(duì)恢復(fù)段繼續(xù)輥壓，在工作液的循環(huán)冷卻下，彈性反力逐漸消失被整形復(fù)位的通徑則保持不變。鉆柱、工具不斷轉(zhuǎn)動(dòng)和下壓，整形效果則越來(lái)越明顯。

第四節(jié)套管整形

第88頁(yè)/共136頁(yè)

五、銑錐

1、原理在扶正管柱的作用下，利用銑錐強(qiáng)制磨銑套管彎曲變形和錯(cuò)斷的井段，使套損段井眼軸線(xiàn)與全井的井眼軸線(xiàn)重合，為下步各種工藝技術(shù)的實(shí)施提供必要的條件，該方法適用于通徑大于50mm以上非坍塌的套管錯(cuò)斷井和彎曲的變形井整形。

第四節(jié)套管整形

第89頁(yè)/共136頁(yè)2、操作方法、要求

1）打鉛印落實(shí)套損情況和狀況。

2）根據(jù)套損情況選擇磨銑工具。

3）管柱下至套損點(diǎn)以上2m開(kāi)泵循環(huán)，旋轉(zhuǎn)下放。

4）遇阻后磨銑，鉆壓5-10KN。

5）根據(jù)進(jìn)尺情況及其它情況判斷是否開(kāi)窗.6）如判斷在套管內(nèi)則正常磨銑。如不正常則立即起鉆、檢查磨銑工具的磨損情況打印決定下步措施。

第四節(jié)套管整形

第90頁(yè)/共136頁(yè)目錄第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施第二節(jié)套管損壞的類(lèi)型第三節(jié)大修設(shè)計(jì)

第四節(jié)套管整形第五節(jié)套管加固第六節(jié) 套管取換第七節(jié)技術(shù)要點(diǎn)第91頁(yè)/共136頁(yè)

對(duì)變形、錯(cuò)斷的套管經(jīng)整形擴(kuò)徑打開(kāi)通道，撈出井內(nèi)落物后進(jìn)行加固修復(fù)有以下優(yōu)點(diǎn)：一是防止套損井段再次變形；二是保持套管井眼有一基本通道；三是密封加固能防止套損井段進(jìn)水成為成片套損源。缺點(diǎn)是加固修復(fù)后，井眼內(nèi)通徑減少。目前加固的方法有不密封丟手加固和液壓密封加固。

第五節(jié)套管加固

第92頁(yè)/共136頁(yè)

一、不密封式丟手加固

1、原理加固管上部連接丟手懸掛裝置，用投送管柱送至整形擴(kuò)徑井段后，投球打壓，使懸掛裝置中的防掉防頂卡瓦張開(kāi)，緊緊咬住套管內(nèi)壁，同時(shí)丟手接頭在壓力作用下脫開(kāi)，與投送管柱起出，加固管及懸掛裝置則留在需加固的井段中。

第五節(jié)套管加固

第93頁(yè)/共136頁(yè)2、操作方法（1）用模擬筒進(jìn)行模擬通井，在整形擴(kuò)徑的套損部位無(wú)夾持力，保證加固裝置的順利下入。（2）下入加固裝置至井下，使加固管位于套損井段正中。（3）投球打壓12-15MPa，使加固器卡瓦張開(kāi),緊緊咬住套管內(nèi)壁,升壓至20MPa剪斷銷(xiāo)釘，起出丟手接頭和投送管柱。

第五節(jié)套管加固

第94頁(yè)/共136頁(yè)3、適用范圍

丟手不密封加固因加固管與套管壁之間有一定的間隙，其上部的懸掛裝置也是卡瓦起作用，不能實(shí)現(xiàn)環(huán)空密封，因此，該方法多用在套管變形井的加固和油層部位套損井的加固。注水井錯(cuò)斷整形擴(kuò)徑后，不使用該方法加固，因注入水仍將會(huì)從加固處漏失，成為新的套損源。

第五節(jié)套管加固

第95頁(yè)/共136頁(yè)

二、液壓密封加固

1、原理利用液壓傳遞原理將地面泵車(chē)提供的壓力，通過(guò)動(dòng)力工具內(nèi)的導(dǎo)壓孔作用于其活塞上，活塞向上運(yùn)動(dòng)，缸體相對(duì)向下運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生兩個(gè)大小相等、方向相反的作用力，推動(dòng)上下脹頭工作，將加固管兩端的特制鋼體擠貼到套管完好處，達(dá)到密封加固的目的。上提管柱拉斷連接套，完成丟手工作。

第五節(jié)套管加固

第96頁(yè)/共136頁(yè)第97頁(yè)/共136頁(yè)打壓第98頁(yè)/共136頁(yè)第99頁(yè)/共136頁(yè)加固第100頁(yè)/共136頁(yè)

2、操作方法

1）模擬通井：下入φ118mm×3000m或φ114mm×8000m通徑規(guī)模擬加固器通井，在整形擴(kuò)徑的套損部位無(wú)夾持力，保證加固裝置的順利下入。

2）測(cè)井：對(duì)套損井段進(jìn)行X—Y井徑測(cè)井，根據(jù)測(cè)井曲線(xiàn)選擇上下加固點(diǎn)和加固器。

3）校深：用管柱將加固器送至加固井段后，進(jìn)行磁性定位測(cè)井，校正加固點(diǎn)的位置。

第五節(jié)套管加固

第101頁(yè)/共136頁(yè)4）加固：清水打壓緩慢升至13MPa，穩(wěn)壓10分鐘進(jìn)行密封加固并拉斷丟手連接套。下放管柱，鉆壓至20-30KN，如管柱遇阻，證明丟手成功。

5）試壓：對(duì)加固井段進(jìn)行試壓，管柱結(jié)構(gòu)為；油管+K344-95封隔器+油管+噴砂器+K344-95封隔器+尾管+絲堵，清水試壓15MPa，穩(wěn)壓30分鐘壓力不降為合格。

第五節(jié)套管加固

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三、長(zhǎng)井段密封加固

前述的液壓密封加固技術(shù)對(duì)于提高修井質(zhì)量，防止套損蔓延起到了積極作用,但受工具結(jié)構(gòu)的限制，加固長(zhǎng)度一般只有10m，對(duì)于損壞井段達(dá)10m以上，中間沒(méi)有完好套管或找不到良好加固點(diǎn)的多點(diǎn)套損井和大段腐蝕井不能實(shí)施密封加固。對(duì)于部分二點(diǎn)或二點(diǎn)以上的多點(diǎn)套損井則需要進(jìn)行多次加固，周期長(zhǎng)、成本高。為解決上述問(wèn)題研究了長(zhǎng)井段密封加固技術(shù)。

第五節(jié)套管加固

第103頁(yè)/共136頁(yè)1、長(zhǎng)井段密封加固原理該密封加固器采用上、下分體器結(jié)構(gòu)，替代現(xiàn)有密封加固器的液壓座封器及拉桿等，中間可以根據(jù)實(shí)際井況連接長(zhǎng)度在10-100m范圍內(nèi)的加固管，從而實(shí)現(xiàn)10-100m內(nèi)任意井段的密封加固。

第五節(jié)套管加固

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長(zhǎng)井段密封加固原理第105頁(yè)/共136頁(yè)目錄第一節(jié)套損的原因及預(yù)防措施第二節(jié)套管損壞的類(lèi)型第三節(jié)大修設(shè)計(jì)

第四節(jié)套管整形第五節(jié)套管加固第六節(jié) 套管取換第七節(jié)技術(shù)要點(diǎn)第106頁(yè)/共136頁(yè)第六節(jié)套管取換

取換套技術(shù)較早是用來(lái)修復(fù)淺層部位套管外漏、破裂和變形的，用于修復(fù)深部套管變形、錯(cuò)斷、破裂和外漏井，修復(fù)井完成的指標(biāo)與新井相同，能夠滿(mǎn)足分采、分注措施的要求，是最徹底的一種套損井修復(fù)方法。第107頁(yè)/共136頁(yè)

一、工藝原理套管取換的工藝原理是采用專(zhuān)用的套銑工具（套銑鉆頭、套銑筒等配套工具），鉆銑套管周?chē)乃喹h(huán)及部分巖石，使之自由，下入套管內(nèi)割刀，磨銑工具及打撈工具將套損點(diǎn)以上及其以下適當(dāng)部位的套管取至地面，然后下入新套管利用補(bǔ)接專(zhuān)用工具進(jìn)行新舊套管的對(duì)接。第六節(jié)套管取換第108頁(yè)/共136頁(yè)取換套過(guò)程示意圖第六節(jié)套管取換第109頁(yè)/共136頁(yè)

二、取換套工具

1、套銑頭

1）基本結(jié)構(gòu)形式套鉆頭有二種結(jié)構(gòu)形式。一種是套銑水泥環(huán)專(zhuān)用銑頭，另一種是套銑管外封隔器、扶正器及下斷口專(zhuān)用銑頭，基本結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖15。第六節(jié)套管取換第110頁(yè)/共136頁(yè)圖15套銑鉆頭第六節(jié)套管取換第111頁(yè)/共136頁(yè)2）基本技術(shù)參數(shù)套銑頭基本技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表6。第六節(jié)套管取換第112頁(yè)/共136頁(yè)2、套銑筒

1)基本結(jié)構(gòu)形式

基本結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖16所示。

圖16套銑筒1—上接頭；2—筒體；3—下接頭第六節(jié)套管取換第113頁(yè)/共136頁(yè)2）基本技術(shù)參數(shù)套銑筒基本技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表7第六節(jié)套管取換第114頁(yè)/共136頁(yè)3、套銑方鉆桿

1）基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖17所示。圖17套銑方鉆桿1—上接頭；2—六方本體；3—下接頭第六節(jié)套管取換第115頁(yè)/共136頁(yè)2）基本參數(shù)基本技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表8。第六節(jié)套管取換第116頁(yè)/共136頁(yè)4、套管切割打撈工具適時(shí)割取被套銑套管，以免因套銑筒內(nèi)套管過(guò)長(zhǎng)造成彎曲后增大摩擦力，影響循環(huán)而堵塞套銑筒，使套銑筒被卡阻而扭斷，或套銑筒內(nèi)堵塞而無(wú)進(jìn)尺。所以適時(shí)切割和打撈套管是非常重要的，切割套管一般常用機(jī)械式內(nèi)割刀，套管打撈和倒扣一般常用可退式撈矛、三滑塊撈矛、公錐、母錐。第六節(jié)套管取換第117頁(yè)/共136頁(yè)5、套管補(bǔ)接工具套管補(bǔ)接工具是套銑完成后，新舊套管串之間的連接專(zhuān)用工具。目前有封隔器式套管補(bǔ)接器和鉛封注水泥式套管補(bǔ)接器。第六節(jié)套管取換第118頁(yè)/共136頁(yè)

三、施工方法取換套管的施工操作一般可分前期準(zhǔn)備、套銑取套、補(bǔ)接完井三大部分。

1、取換套前期準(zhǔn)備取換套前期準(zhǔn)備工作包括壓井、起原井管柱、核定套損點(diǎn)、整形擴(kuò)徑、打撈落物、通井、丟手填砂、打井口導(dǎo)管、安裝鉆臺(tái)、配制套銑工作液等工序內(nèi)容。第六節(jié)套管取換第119頁(yè)/共136頁(yè)1）壓井按SY/T5587.3-93標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。2）起原井按SY/T5587.3-93標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。3）打印按SY/T5587.3-93標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。4）打通道根據(jù)印痕情況，選用銑錐或梨形整形器整形復(fù)位。5）通井鉛模通井至人工井底，按SY/T5587.3-93標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。6）驗(yàn)漏井段井口-射孔井段上界，按SY/T5587.3-93標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。第六節(jié)套管取換第120頁(yè)/共136頁(yè)7）丟手填砂下入φ114mm×5m加固管對(duì)套損點(diǎn)進(jìn)行加固示蹤。加固管串結(jié)構(gòu)自下而上為：φ114mm×5m加固管+球座+油管短接+Y344-114封隔器+正反扣丟手接頭+油管。管串下至預(yù)定位置后，打壓座封封隔器，正轉(zhuǎn)管柱丟手填砂。

8）準(zhǔn)備固導(dǎo)管、安裝鉆臺(tái)、沖鼠洞、配泥漿、準(zhǔn)備好一切材料及各種工用具。第六節(jié)套管取換第121頁(yè)/共136頁(yè)2、套銑取套

1）套銑套銑深度為套損點(diǎn)以下第2根套管接箍以上2m（如果采取對(duì)扣補(bǔ)接，套銑深度應(yīng)在套損點(diǎn)以下第2根套管接箍以下2m）。第六節(jié)套管取換第122頁(yè)/共136頁(yè)

套銑要求：

（1）如果水泥帽中有放氣管，應(yīng)下入專(zhuān)用細(xì)牙套銑頭將水泥帽及放氣管套掉后，換普通套銑頭套銑；接單根重新啟泵時(shí)必須先轉(zhuǎn)動(dòng)鉆盤(pán)2-5圈后再啟泵，排量逐漸加大，避免壓力激動(dòng)；套銑至預(yù)計(jì)深度后，停鉆循環(huán)，至出口含砂<2%后停泵。

（2）取套下入內(nèi)割刀和打撈工具分次切割打撈套管，最后將套損點(diǎn)以上套管全部取出。第六節(jié)套管取換第123頁(yè)/共136頁(yè)2）取套操作要求：（1）每套銑進(jìn)尺80-120m取套一次。

（2）鉆具丈量準(zhǔn)確，割刀下至預(yù)定位置后正轉(zhuǎn)鉆具，以10-20r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)4-5圈（有效圈數(shù)）停轉(zhuǎn)下放鉆具，驗(yàn)證是否坐卡，坐卡后上提管柱0.1m，繼續(xù)正轉(zhuǎn)管柱，轉(zhuǎn)速同上，切開(kāi)為止。然后下入套管打撈工具，將切斷的套管全部撈出。

（3）若作業(yè)時(shí)間超過(guò)4h，必須進(jìn)行循環(huán)，以防卡鉆。第六節(jié)套管取換第124頁(yè)/共136頁(yè)3）沖砂打撈

沖砂撈出丟手管柱。

4）打撈套管

切割并打撈出套損點(diǎn)至補(bǔ)接點(diǎn)井段之