液压变径滚压套管整形技术

,液压多级无损伤套管整形器研发与应用,前言,在辽河油田，套变多集中发生在稠油注气热采区块，套变率高达80%以上，因套变严重而影响生产的井约为20%左右，套变的部位主要发生在油层的射孔井段上部，采油管柱和采油工具下井时会出现遇阻现象，甚至不能正常采油生产。在常规修井工具无法达到理想的修套效果的背景下，多级串联液压套变整形器应时而生。多级串联液压套变整形技术是一种用于修整油井套管变形的组合成套设备，采用它可以将油井套管的缩径变形部位修整好，达到基本完好状态。,介绍内容,技术背景基本原理基本结构与尺寸技术指标技术特点选井条件对井况的要求所需设备效益分析在中原油田现场施工情况可能不成功的几种情况及其原因,技术背景,目前解决套变主要有爆炸整形和机械整形两类技术。爆炸整形技术中，其用药量很难把握准，变形处的套管往往伴有壁厚不均，爆炸的无方向性使得不可避免的对套管造成极大的破坏。机械整形中梨形器扩胀技术、套管磨铣技术、偏心辊子整形技术、旋转震击技术、滚珠整形技术等，普遍存在着损伤套管，牺牲套管厚度，难以恢复原通径，施工周期长，投资大等问题。与上述整形技术关联的套管补贴和侧钻技术，也存在着井筒内径变小使下井工具受限、施工周期长、成本高等缺点，特别是侧钻井，生产管柱和抽油杆偏磨严重。,*,套损类型（变形、错断为主）,图4多点变形示意图,图6坍塌型错断井示意图,图5套管错断示意图,技术背景,套管损坏实物,技术背景,从井下起出的51/2套管局部缩径变形实物,技术背景,对于弯曲、不对称变形，易使铣锥、磨鞋被逼向开窗，破坏套管，铣锥被扭断扭弯，无进尺等现象。,技术背景,铣锥,梨形器对理想的对称缩径，单点较小的缩径有效果，但对多点、不对称变形，弯曲，变形大的套管无作用。,梨形器,技术背景,上述铣、磨等机械整形工具均以牺牲套管厚度为代价，很容易重新变形、错断等现象。而且施工周期长,费用高.易卡钻.,技术背景,机械整形,上述机械整形工具长度受到限制，即使整形通过，也无法保证井下工具通过,技术背景,机械整形,炸药的无方向性，用药量难以把握，壁厚不均匀，对套管易造成致命的破坏。并且成功率极低.,爆炸整形,技术背景,套管变形+落物,常规修井技术对“套管变形落物井”没有有效的修井办法，如果修井方法不当，大量井无法修复，以中途完井居多。,技术背景,液压变径滚压套管整形新技术，克服了上述缺陷，采用变径滚压技术，由数百个变径钢球按一定的规律排列，对套管内壁进行滚压，胀头直径自动增加到预先设定的尺寸，将套管彻底恢复到原有的通径。不但套管不受损坏，反而会增强套管。,基本原理,该系统由枪身及数百个变径钢球组成，遇阻时，地面动力经多级增压后在胀压设备上产生一千多吨的胀压力，使数百个钢球变径后以一定的规律排列并顺势向下滚动，将套管内壁滚压回121-124的圆形状态，反复滚压完毕后，钢球回到初始状态，上提管柱完成。,基本原理,整形器下到套管变形位置,加压遇阻.,基本原理,整形过程：1、整形器下到预定位置后，用水泥车打压15-40MPa。2、近千个钢球胀压套管。,基本原理,泄压后钢球收回，起出管柱,该设备在套管内表面形成880-1600MPa压强。将通径80mm的变形套管胀压到118-124mm的圆形状。处理后套管弹性回弹，最终通径：124mm套管大于116mm或118mm，121套管大于114mm或116mm。将7吋套管可以恢复到146-158mm。可处理任意长度的多点套变。有效解决套管弯曲。,技术指标,技术特点,恢复套管圆形状态。保护套管、增加套管强度，多数井整形后不需要再加固。大修变小修。施工周期短。解决“套变落物”整形后可直接进行膨胀管补贴确保环保、安全。,技术特点,恢复套管圆形状态。圆形是最稳定状态。这个圆形是恢复套管固有的圆形(如121)，与机械整形达到的圆形114相比直径大mm采用机械整形和爆炸整形后无法形成原有的圆形,采用变径滚压新技术在地面的实验结果,处理前,处理后,技术特点,处理后,实测通径114mm,技术特点,技术特点,保护套管、增加套管强度，多数井整形后不需要再加固。它实际上利用了在军事工业和超高压设备上经常使用的一种技术滚压技术,技术特点,保护套管、增加套管强度，多数井整形后不需要再加固。,技术特点2,在上千个钢球反复滚压套管内壁的过程中,钢球与套管的接触点及其附近,机械能转化为热能,产生上千度的高温,然后又在油水中急速降温,产生“淬火”现象。提高硬度。,技术特点,大修变小修.用普通小修架子即可完成.在其它小修过程中发现套变时，直接处理，节省搬家费用,技术特点,施工周期短一般整形(套变长度在20m以内)只需12天，缩短工期9,提供“套变+落物”新的修井方法,第一步：配套我公司大推力液压缸，可产生150吨180吨的下推力，把被卡的落物下推井底。第二步：采用液压变径滚压技术，修复变形套管。第三步：打捞井下落物。,技术特点,技术特点,套管整形后，可直接套管补贴124mm套管整形后大于118mm121mm套管整形后大于116mm可直接满足美国补贴管要求,技术特点7,确保环保、安全。准备了各种情况下的应急预案确保安全和环保,选井条件,套管无严重错断、坍塌、严重破裂；套管变形处最小通径80mm*1.8m；51/2套管钢级不大于P110；套变处深度一般小于3500m。,对井况的要求,必须清理水泥环.或用我们提供的水泥环清理器清理。必须刮削并洗井。对有溢流的出砂井，需适当增加液体比重，使整形过程中不因溢流而出砂油水井井漏不可过快，正洗井有返水不能有严重开窗情况,所需设备,一台小修架子；一台400或700型水泥车；,效益分析,以中原油田为例：常规修套工艺修井周期少则20天，甚至一个月以上。平均单井费用在75万元。使用我们的液压变径套管整形技术，连同配套小修费用，总费用一般不超过15万元。单井可节约：60万元。（节约80%）,卫229-2油井修套总结,井况，全井124套管,在1300米处套管破裂，井漏，洗井无出口。1668米以下套管缩径变形，变形段长度不知道。2007年8月20日，20:30-4:00下114*7.6米液压变径整形器,在1658.48米遇阻。8月21日8:30-13:00,水泥车开始打压整形,到1667.37米通过变形段,起出工具.8月23日,因井漏严重,进行堵漏作业.8月26日,由于此井要进行套管补贴作业,要求套管通径大于118,要求厂家再次进行套管整形.8月26日,20:00-3:30,下118*7.6米液压变径整形器.8月27日,5:00,开始整形.到12:30通过变形段.起出管柱后,进行了测井径和118*2米通径规通径验套作业.通径规通过了变形段,修套成功.,濮城油田濮2-461油井修井日志,2007年9月6日搬家、开工准备8:0016:30起油管16:3019:30起泵一套19:3020:00送油管20:004:00下刮削器，下73笔尖一个及114mm*1.50刮削器一个，迂阻2229m，起出。9月7日8:0014:00起油管，带出刮削器和笔尖。14:0020:00下油管，下116*0.4m磨鞋一个。20:008:00磨铣：井段22292229.5m进尺0.5m泵压为0，无出口。9月8日8:0010:00洗井：清水45方，泵压为0，出口无水10:0020:00磨铣：清水75方，磨铣井段2229.52229.6m，进尺0.1m，泵压为0，无出口。20:0023:00磨铣：污水45方，磨铣无进尺，无出口，泵压为0。23:002:30挤堵剂：用暂堵剂4方反挤，泵压为0，顶替量15方，排量250升/min，无出口。,2:306:00磨铣：用污水45方磨铣，进尺0.1m，井段2229.62229.7m泵压为0，排量250升/min，无出口。6:008:00磨铣：用污水30方磨铣，无进尺。9月9日8:0011:00磨铣：用污水45方磨铣无进尺，无出口。11:0012:00卸转盘。12:0019:00起油管。19:0020:00等铅印。9月10日20:0024:00下油管，打铅印。24:008:00起油管。等措施。9月11日20:002:00下胀管器，114*6.27，下油管234根遇阻，未根方入1.0，加压20KN，遇阻：2230.25m。2:008:0030MPa连续扩张10次，进尺1.5m，深度2231.75m。8:0020:00修套扩张26次进尺4.5m，深度2236.35m。20:008:00扩张23次，进尺3m，深度2239.35m。通过了变形段。9月12日8:0014:00起管。9月13日下分隔器完井。修井成功。以上从修井15队施工日志摘录,主要型号及适用套管,可能不成功的几