小套管固井技術在吐哈油田套損井中的應用

王志平何 鋒陳 平馬 立石明江

1.吐哈油田分公司 井下技術作業公司 （新疆 鄯善 838200）

2.吐哈油田 鄯善采油廠 （新疆 鄯善 838200）

3.西南石油大學 電子信息工程學院 （四川 成都 610500）

小套管固井技術在吐哈油田套損井中的應用

王志平1何 鋒1陳 平1馬 立2石明江3

1.吐哈油田分公司 井下技術作業公司 （新疆 鄯善 838200）

2.吐哈油田 鄯善采油廠 （新疆 鄯善 838200）

3.西南石油大學 電子信息工程學院 （四川 成都 610500）

吐哈油田分公司丘陵油田地層復雜，且普遍采用高壓注水、壓裂、酸化等增產措施，導致套管變形較嚴重，并且部分套損井變形點較多、變形段較長，嚴重影響了油田的開發。油田采用小套管懸掛固井技術成功解決了深井套管變形段長，多點變形而無法修復的難題，現場應用效果好，為油田套損井治理探索出一套新工藝。

小套管 固井 套變 修復

引言

吐哈丘陵油田屬于典型的低滲透砂巖斷塊油藏，油層埋藏深。在開發過程中，針對儲層物性差的特點，普遍采用了高壓注水、壓裂、酸化等增產增注措施，加劇了套管損壞，并且部分套管變形嚴重，變形點多、變形段長，無法進行開采，嚴重影響了油田開發。

目前吐哈油田深井套變井治理主要采用以下修復技術：對于套管變形較小，且無破損的套變井采用液壓脹套、滾壓脹套等機械整形技術；對于套管錯斷、破損、變形段較短的套損井采用套管補貼技術；對部分高產井采用側鉆技術；而對于套管多點變形，變形段較長的套變井，采用上述修復方法，無法滿足施工要求。

這類套變井修復主要存在以下難點：①套管變形程度和損壞方式確定困難；②地層情況復雜、套管變形段長、套管變形嚴重，通道修復難度大、風險高，容易將井眼丟失；③采用套管補貼、機械整形技術修復后套管很快又產生變形。吐哈油田針對這類套變井研究出了小套管懸掛固井技術，在現場應用中取得了較好的效果，成功解決了吐哈油田深井套管多點變形、長段變形而無法修復的難題,并且有成本低，成功率高等優勢。

工藝原理

針對油田的實際情況，采用通井、打印、多臂井徑測井儀測井等工藝，確定出套管變形情況和變形位置，然后根據套管變形尺寸的大小，依次選用大于最小通徑4～6mm的復式銑錐對變形段通道進行修復至懸掛套管串所需求的通徑，再采用套管懸掛器、管外封隔器、壓差式分級注水泥器等輔助工具，將小于原井套管尺寸的套管懸掛在變形段或需要封堵的高壓水層的位置，最后采用水泥固井，實現修復套損井的目的。

施工工藝

1 確定套管情況

采用鉛模檢測技術、多臂井徑儀測井技術、鷹眼成像測井技術等套管診斷技術，確定出套管變形的具體位置和變形長度。

2 修復變形段通道

采用密度相對較高、穩定性好的泥漿做循環液，防止修復通道過程中地層出砂、地層坍塌和在套管通道修復后在起下過程中變形段再次縮徑。根據井內不同情況采用不同的鉆具組合方式。對于有通道存在的套損井主要采用領眼桿+復式銑錐+鉆桿的導向型鉆具組合；該鉆具組合保證了磨銑工具在套管內磨銑，能有效防止套管開窗。對于套管變形嚴重或者措斷的套變井，這類套變井大部分存在破口，為了防止磨銑工具順著套管破口或變形部位磨出套管，主要采用復式銑錐+扶正器+鉆鋌+扶正器+鉆桿的強制扶正鉆具組合，該鉆具組合保證了鉆具磨銑的直線性，有效降低了修復通道時井眼丟失的風險。最后進行施工參數的優選，依次選用大于變形段最小通徑4～6mm的復式銑錐，鉆盤轉速控制在20～40r/min，鉆壓控制在5～20kN，將變形段通徑修復至固井管串所需通徑。每次選用銑錐外徑不能過大，嚴格執行施工參數防止套管開窗，造成井眼丟失。

3 小套管懸掛固井

以Φ139.7mm為例說明套管串的設計如圖1所示，為了滿足施工的要求可以采用以下3種組合形式。組合一:喇叭口+Φ114mm套管1根+盲板+HLT管外封隔器+Φ114mm套管1根+分級注水泥器+ Φ114mm套管短節 1根+浮箍+Φ114mm套管+ Φ114mm套管短節+空心膠塞+XG-YQ尾管懸掛器+送入鉆桿。使用該套管串組合，修復后套管通徑可達Φ102mm，但對變形段通道修復要求高，套管下入困難，施工難度大，主要用于變形段長度小于100m、地層穩定的套變井。組合二：喇叭口+Φ89mm套管1根+盲板+HLT管外封隔器+Φ89mm套管1根+分級注水泥器+Φ89mm套管短節1根+浮箍+ Φ89mm套管+Φ89mm套管短節+空心膠塞+XG-YQ尾管懸掛器+送入鉆桿。該套管串組合，套管外徑較小，對變形段通道的修復要求不高，但修復后通徑較小。主要用于通道修復難度大的套變井。組合三：喇叭口+Φ95.25mm套管1根+盲板+HLT管外封隔器+ Φ95.25mm套管1根+分級注水泥器+Φ95.25mm套管短節1根+浮箍+Φ95.25mm套管+Φ95.25mm套管短節+空心膠塞+XG-YQ尾管懸掛器+送入鉆桿。該套管串組合，套管接箍外徑為Φ108mm，對變形段的通道修復要求不是很高；套管修復后通徑為Φ84mm，可以滿足修復后各種增產措施要求。

為了在老井套管內實現固井，設計使用套管彈性扶正器，在套損井段每1根套管安裝1個扶正器，其余部位每3根套管安裝1個扶正器。在直井中不考慮在重合段加鋼性扶正器，避免因流通通道減小而增大環空施工阻力。懸掛器和管外封隔器入井前要認真檢查坐封銷釘，管外封隔器的坐封壓力大于懸掛器坐封壓力2～3MPa。套管串下至設計深度，上提鉆具 1.0～1.5m，從油管正打壓 6～8MPa，穩壓5min，緩慢下放鉆具，加壓6～8t，將重量坐到懸掛器上，完成套管懸掛器懸掛；若掛不住，每次增加打壓0.5～1.0MPa，然后下放管柱，直到管柱掛好為止。再從鉆桿內部打壓9～10MPa，穩壓5min，完成管外封隔器坐封。繼續正打壓至18MPa，打開分級注水泥器，如果此時壓力突然下降，套管返液，證明分級注水泥器打開，試拔插管做固井準備。

圖1 套管串結構圖

由于套管之間間隙較小，固井后水泥環較薄，選用流變性較好、強度較高的水泥體系的水泥漿。固井時頂替完水泥漿后，拔插管時，必須先正轉鉆具2～3圈，防止在水泥沒有凝固前將尾管拔出懸掛位置。

4 鉆塞完井

下入磨鞋鉆掉小套管內部水泥塞、膠塞、浮箍及盲板，形成完井通道。小套管懸掛固井修復后套管通徑較小，鉆塞時嚴格控制鉆壓和轉速，防止井內復雜情況。

現場實例

L616井是吐哈油田的一口套損井，套管在2 621.9～2 627.86m和2 785.76～2 790.948m發生嚴重變形，套管內徑由Φ121mm縮小到最小通徑為Φ94mm，并且套管在2 788m處發生破裂，生產工藝要求生產油層X11-2（3 061m-3 068.4m）和X13-2 (3 113m-3 119.8m)在變形段，封堵X11-2以上所有層位。由于該井2個變形段之間距離較長、變形段埋藏較深，并且該區塊注水壓力高，縱向上油水層位較多，采用套管補貼、取換套、液壓脹套等修復工藝無法滿足工藝要求，采用側鉆成本較高，因此決定采用小套管懸掛固井技術對其修復。根據該井地層壓力特性選 1.25g/cm3泥漿作為循環液，依次選用Φ106mm、Φ110mm、Φ115mm、Φ118mm復式銑錐和導向型鉆具將變形段通道修復至Φ118mm后，采用Φ118mm×4m通井規通井，確定井眼通道暢通后，下入結構Φ108mm喇叭口0.135m+Φ89mm套管短節2.02m+Φ108mm盲板0.2m+HXT-114套管外封隔器2.85m+Φ89mm套管9.58m+Φ108mm分級注水泥器1.30m+Φ89mm套管短節2.02m+Φ108mm浮箍0.25m+Φ89mm套管 517.70m+Φ89mm套管短節2m+Φ113mm空心膠塞0.47m+XG139.7mm(52■in)× 89mm(32■in)尾管懸掛器2.884m套管串固井，懸掛器深度為2 460.88m，懸掛長度為538.5m，恢復了該井的生產。

結論

小套管懸掛固井技術成功解決了吐哈油田油水井長變形段、多點變形的套損井無法修復的難題。采用小套管懸掛固井技術修復后，修復段套管抗外擠和抗剪能力高于套管補貼、套管整形等套損修復工藝，適用地層壓力高、地層復雜的套變井。

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[4]宋生奎，石永春，朱坤鋒，等.輸油管道修復業現狀及其發展趨勢[J].石油工程建設，2006（3）:7-11.

The hill oilfield in Turpan-Hami Oilfield Company has the complex strata,so it was exploited by the measures of high pressure water injection,fracturing,acidification.And this led to more severe casing deformation,numerous deformed points in some of casing damage wells and longer deformed segments,all of which affect the oilfield development.Therefore,Turpan-Hami Oilfield has successfully solved some difficult problems like the longer deformed segments in deep wells and difficult repairs at multi-point surface by the application of the cementing techniques of small casing.The site application of the technique has achieved good effect, and explored a new process for oilfields to deal with the deformation of oil casing wells.

small casing;cementing;casing deformation;restoration

王志平（1980-），男，工程師，大學本科，從事井下技術作業工作。

2010-03-22