辽河套管整形技术研究与发展

套管整形技术的

研究与发展

中油辽河油田分公司钻采工艺研究院

目录一、前言二、套损井损坏状况调查分析三、套管整形技术

机械式整形工艺炸药爆炸扩胀法整形工艺

水力机械整形工艺四、结论与建议一、前言

随着油田开发时间的延长，特别是到油田开发的中、后期，油水井井下套管的损坏将越来越严重，套管故障井的数目将越来越多。这已成为各油田普遍存在的严重问题，特别是稠油热采井。套管损坏，不仅使油水井无法正常生产，给井下作业造成困难，甚至无法进行，而且直接降低井的使用寿命，影响油田开发井网的完善和最终采收率。如何提高套损井修复率、完善注采井网、减少更新井数、节约开发资金和提高经济效益，已成为亟待解决的生产问题。套管整形技术是用机械方法或化学方法对套管变形部位进行冲击挤胀、碾压挤账、高能气体扩胀复位修复，使变形部位的套管或错断部位的套管得以恢复原来径向尺寸和通径。对于中浅层套管损坏采取取换套修复，工艺要求需整形（打开套管通道）；中深层套管损坏采取套管补贴修复，工艺要求有的需整形（打开套管通道），套管整形配套技术为其提供了有力的技术保障。1、套损井损坏类型统计841621792001年度辽河油田对所属的7个采油厂、3个油公司共计425口上报待修套损井进行了调查。2、套损井类型（2002年度）2002年11月，辽河油田对全油田范围内共计15835口生产井进行了全面调查，其中有1607口待大修井。

三、套管整形技术

本文针对辽河油田目前套管损坏的现状，结合套损井的实际情况与修复技术的实践，研究出以下3种套管整形技术，并进行了推广与应用。

1

、机械式整形工艺技术2、炸药爆炸扩胀法整形工艺技术3、水力机械整形工艺技术

（一）、机械式整形工艺

机械式整形技术原理是利用钻杆柱及配重钻铤传递动力，如快速下放的重力及加速度产生的冲击力，转盘旋转带动钻具的扭转动力等，使冲胀式整形工具、旋转碾压整形工具、旋转震击冲胀整形工具等产生上下往复式、旋转碾压挤胀式、旋转震击挤胀式动作，对变形或错断部位的套管作功。当整形工具作功足以克服或大于地应力对套管的挤压力和套管本身的弹性应力时，变形部位的套管则逐渐被冲胀、碾压、敲击而恢复径向尺寸，从而完成对变形或错断部位的套管整形修复。（一）、机械式整形工艺技术指标：

梨形整形器、旋转震击式整形器、偏心辊子整形器、三锥辊套管整形器，整形级差一般不大于2mm。适用范围：

适用于套管变形ΔФ≤5mm采用机械式胀管整形技术（二）、炸药爆炸扩胀法整形工艺

爆炸整形技术是在套管错断口处或变形井段放置炸药，炸药爆炸后在套管内表面迅速受到一个“滑移爆炸冲击波”使套管在较短的时间里迅速向外扩胀。从引爆开始，爆炸冲击波以每秒3500-7500m的速度依次通过套管及与其接触面，其作用点压力可达1.23×103-1.55×104MPa，大大超过套管材料及套管外岩石的本身动态屈服极限，使套管在爆炸冲击波有效作用范围内向外扩径，达到打通井筒通道的目地。（二）、炸药爆炸扩胀法整形工艺

2.1技术关键：炸药药量控制爆速控制2.2适用范围：爆炸整形复位最适应于变形、套管缩径量Δφ≤25mm，机械式整形无法实施的井况（三）、水力机械整形工艺工作原理：

在工作时，依次将分瓣式胀管器、液缸、和防顶扶正装置连接好用油管将其下到套管的变形井段顶部，通过地面泵车向油管内打压，液缸的反向推力由防顶扶正装置和油管承担。在向油管内打压的同时，液体压力也同时驱动防顶扶正装置的锥体将卡瓦撑开并锚定在套管上，压力越高锚定力越大。连接在分瓣式胀管器上的液缸将动力液的压力转换成轴向机械推力推动分瓣式胀管器挤胀套管的变形部位（作用原理与梨形胀管器相同），使其复原。当液缸走完一个行程，则变形部位被修复一个行程的长度。如果变形部位较长，则需要在修复一个行程的长度之后，重新提放管柱，将其放到没被修好的部位重新打压挤胀，直到胀管器能够顺利通过变形部位为止。油管防顶扶正装置液缸分瓣式胀管器套管（三）、水力机械整形工艺

技术特点：防卡功能锚定力大多级液缸使用，径向整形量大技术指标：单次最大整形长度：400mm单次最大整形量：10mm（三）、水力机械整形工艺

现场应用施工8井次成功率96%（四）、结论与建议

套管整形工艺技术满足辽河油田套变井、错断井的大修复产要求。是油田中后期套管损坏修复主要技术措施，对于降低成本、增加效益将起到积极的作用。由于辽河油田分公司套损井仍在不断增多的现状，该项技术将有广泛的应用