油水井高效修井技術探索

高文龍

(中國石油遼河油田公司沈陽采油廠，遼寧 新民 110316)

1999年以前，在Φ139.7mm套管井中Φ70mm以下的小通徑套損井打通道技術的成功率很低，分析原因是Φ70mm的通徑已經達到井眼直徑的一半，找通道工具及找到通道后的后續整形擴徑工具和工藝不配套。針對小通徑套損井數逐年增加，而大修工具和大修工藝不配套，以致于使擴徑成功率很低的問題，從1999年開始，開發研制了偏心脹管器、頓擊器、活動肘節、活動式導引磨鞋、探針式銑錐、復式磨銑筒、滾動扶正器、鉆壓控制器和滾珠整形器9種小通徑套損井整形擴徑工具，以及6種鉆具組合和相應的施工工藝。在現場應用中，通過不斷完善找通道工藝方法，改進頓擊頭的材質，設計找偏磨銑筒，優選合適的工藝參數，形成了比較配套的小通徑套損井擴徑工藝技術。通過這6種修井鉆具的單獨或組合應用，打開錯斷井段的通道，為通徑Φ40mm以上的錯斷井修復和實現無落物報廢創造前提條件。

1 修井工藝的研究

對于小通徑套損井段，由于通道小，套損部位形態各異，又可能存在落物魚頂與之平齊等復雜情況，所以用一種工具來處理往往不能奏效，需要幾種工具組合，分步處理。針對不同的套損形態，采用不同的工藝措施

（1）活動性錯斷：以脹為主；

（2）非活動性錯斷：以磨為主；

（3）嚴重變形：以套銑為主。

1.1 定向法打通道技術

通過對機械打通道技術的攻克，大幅度地提高了小通徑套損井打通道的成功率。但是在現場試驗中，發現仍然存在以下問題:

①探測手段簡單，只能根據鉛模印痕判斷錯斷口通徑的大小，無法確定其形態和方位；

②方法不科學，找通道時采用旋轉試探的方法，認為方入較深處既是插進了下斷口，具有一定的盲目性，有時造成誤導，使工具磨銑出套管外而失敗。根據以往小通徑錯斷井旋轉試探法磨銑打通道技術存在的缺點和不足，開展了定向磨銑打通道研究。將打通道工序分為定向找通道、擴通道和校直通道3個階段。

1.2 聚能切割打通道技術

為了進一步提高小通徑套損井打通道成功率和施工效率，針對通徑小于Φ70mm套損并開展了聚能切割打通道技術研究。該技術是小通徑套損井打通道的一項匹配技術，是對小通徑套損井打通道已有技術的補充。

1.3 套管段銑技術

錯斷通徑較小的套損井打通道成功率較低，找通道十分困難，但錯斷井段只是套管在一段很短的范圍內發生彎曲變形乃至錯斷，設想研制一種工具，將發生彎曲變形或錯斷的套管完全銑掉，并擴大井眼的直徑，使找通道變得容易，然后采用密封加固技術修復套損井段。

通過應用段銑工具銑掉彎曲變形或錯斷的套管，同時擴大井眼的直徑，使錯斷井段上、下未損壞的原始狀態的套管處在找通道工具能夠順利通過的狀態，解決錯斷通徑較小的套損井段打通道問題，進一步提高修井水平及修復率，為后續實現加固修復措施奠定基礎。

1.4 水泥環修復技術

目前的修井工藝多種多樣，但無論是脹管整形、磨銑，還是爆炸整形等打通道擴徑工藝，都是利用機械力或爆炸所產生的壓力對已損壞套管進行修復的一種修復手段；在外力的作用下，損壞的套管被盡量恢復至原通徑，而套管外的水泥環也將受到外力的作用。通過近年來在大修中測得的41口井聲波變密度資料證實可知：套損井段的水泥環有不同程度的損壞，而磨銑、脹管和爆炸整形對水泥環也有進一步的破壞，而且在整形部位上下也出現大段固井質量變差的現象。

水泥環的損壞會引發管外竄槽，使密封加固作用減弱。對比近年修前和修后聲變資料，油水井的水泥環破壞率在50%以上，水泥環的損壞為套損井的修后生產留下了不穩定因素，由于水泥環損壞，造成管外竄槽，水竄入泥巖層而引發新的套損。

針對水泥環損壞嚴重且修復難度大的現象，工程技術人員對水泥環修復技術進行了研究。水泥環修復技術主要包括兩方面的技術：一是對堵劑的優選；二是對堵劑注入技術的研究。

1.5 堵劑的注入技術

為保證不污染正常生產層，并且封堵有效和施工安全，現場采用如下工藝措施對水泥環進行修復。

根據大修后測得的聲波變密度（或扇區水泥膠結）資料，確定損壞井段的位置；下入驗竄管柱對損壞井段上下隔層進行驗竄；下入由兩級封隔器組成的平衡式丟手管柱，丟手管柱的上一級封隔器卡在距損壞井段底界以下15m左右的不竄槽的隔層上，下一級封隔器卡在射孔底界以下；填入廢壓裂砂10～15m；下入由752-7封隔器組成的注入管柱，752-7封隔器卡在距損壞井段頂界以上15～20m左右的不竄槽的隔層上；坐封封隔器后，計算在一定壓力下單位時間內注入量；據此注入前置液，注入超細水泥漿（按封堵半徑0.5m計算用漿盤），注入隔離液；投入膠塞；替入清水；當膠塞到達管柱的塞檔時壓力驟然升高，達到20MPa時關井，候凝48h以上；下入三牙輪式套管銑鞋，銑掉水泥塞；試壓；測聲變；確認達到修復要求后，沖砂；撈出丟失管柱；對套損井段密封加固；完成水泥環修復的全過程。

應用超細水泥漿作為堵劑的水泥環修復技術，因超細水泥漿具有良好的懸浮性、流變性和固化性能，使修復后的水泥環膠結指數大幅度提高，修后扇區水泥膠結指數可達到0.8以上，水泥石優良的抗滲透性、層間密封性和凝固性都增強了套管抵抗外力的能力。此技術的成功應用既修復了破損的水泥環，改善了固井質量，加大了安全生產的穩定性，又不污染油層，減弱或消除了竄槽現象。降低了由于水浸入泥巖地層而引發新套損的隱患。

2 高效修井技術措施

2.1 應用有效性系統管理方法提高油水井作業施工質量

有效性系統管理方法主要包括管理體制、管理方式、管理結構、管理思想、管理方法。因此，工作中我們大膽嘗試這一新的管理方法，強化油水井大修作業管理，從而達到提高修復率的目的。

（1）運用有效性系統管理法，指導油水井作業管理工作實踐。樹立五個觀念：樹立管理和價值觀念、樹立有效的系統觀念、樹立有效的分配觀念、樹立有效的動態觀念、樹立反向思維、逆反觀念。

（2）堅持五個追求。追求有效的工作成果、追求有效的質量、追求有效的協調、追求有效的激勵、追求有效的運行。這種運行優劣的評價體現在管理事件或者是整體決策的有效性上。

（3）建立六個體系。有效性的決策體系、有效性的分配體系、有效性的經濟核算體系、有效性的基礎工作體系、有效性的研究與開發體系、有效性的民主管理體系。

2.2 精細井下工具管理

為確保油水井大修施工質量，在修井工具管理上做到嚴把"兩關"。一是嚴把修井工具質量關。對自制和購進的修井工具做到每件都提前進行檢測，合格的工具才能使用；二是嚴把修井工具使用關。

結語

在油水井的修井過程中，人的因素是關鍵的，一定要加強現場跟蹤力度，實現關鍵工序全過程監督，一般工序抽查監督，有效提高作業施工質量。根據《油水井大修作業管理辦法》，規范使用現場施工質量監督卡。盡最大努力解決修井施工中出現的問題，確保修井施工順利進行，保證修井施工質量。

[1]宋治.《油井管與管柱技術及應用》.2007.

[2]《中國石油鉆井》編輯委員會.《中國石油鉆井 綜合卷》.2007.

[3]劉東升.《油氣井套損防治新技術》，石油工業出版社 ，2008.