套管補貼技術在切12-10-11井中的應用

程斌（青海油田井下作業公司 青海 茫崖 816400）

一、可膨脹管套管補貼原理及關鍵技術

1.可膨脹管工作原理

膨脹管是一種由特殊材料制成 具有良好塑性的金屬鋼管，下入井內后可通過機械或液壓的方法在直徑方向膨脹10%-30%左右，以滿足不同的工藝要求，同時，在冷作硬化效應下，管材強度和剛性得到提高，針對不同井況，膨脹變形后的機械性能可達到 API J55套管鋼級的同等水平，甚至達到或超過API N80套管鋼級對膨脹管實施膨脹的工藝過程，實際上是改變了膨脹管的組織結構和機械性能，強度指標得到了提高，而塑性指標下降通過選擇或調整膨脹管管材、控制膨脹率等技術手段，可以在完成膨脹后獲得滿意的機械性能指標，從而滿足石油工程的使用要求。

可膨脹管膨脹的工作過程簡單描述如圖 1所示，首先對套損井段進行整形或磨銑處理，通過油管將膨脹管管柱下至需補貼加固的井段，在地面用高壓泵向油管內打壓，當達到一定壓力后，膨脹錐推動油管上行，當膨脹錐上行至膨脹管上端時，油套連通，泵壓下降，膨脹管完成整體膨脹，緊貼于套管，達到錨定與密封，然后起出油管，鉆通膨脹管柱下絲堵，完成修復。

2.可膨脹管管柱結構及膨脹錐

可膨脹管管柱主要由下封頭、膨脹器、連接桿、膨脹管、密封環、油管、打壓接頭等部分組成（見圖 2），其中膨脹器是由膨脹管尾和膨脹錐組成膨脹工具最主要的是膨脹錐，目前膨脹錐主要分為固定式和變徑式兩種，膨脹錐在作業時將受到很大的界面壓力，因此在設計制造膨脹錐的時候需要考慮機構形式、材質和潤滑等問題，要求制造的膨脹錐具有足夠的強度 耐沖擊性 耐磨損 耐腐蝕等。

二、可膨脹管技術的應用

近年來，國內多家大油田先后引進或研發了可膨脹管技術，可膨脹管也已經應用于補貼、完井等各種井型，大深度井、水平井都已經成功進行了實踐。2011年9月青海鉆井公司在青海油田第一次運用并成功完成了切12-10-11井完井中套管脫落的補貼工作。

1.切12-10-11井的基本技術參數

井名：切12-10-11井

地理位置：青海省海西州茫崖行署委花土溝鎮切克里克地區

構造位置：青海省柴達木盆地西部凹陷區昆北斷階帶切十二號構造

井位坐標：X：4194866.30 Y:16316598.80

井型：直井

人工井底：1995.00m

油補距：5.40m

表層套管管串：244.50mm×J55×8.93mm×202.30m

﹥油層套管管串：139.7mm×N80L/BG110TT×9.17/10.54mm×2010.00m

﹥短套位置：1868.31-1872.00m（長3.69m）

﹥故障原因：固井施工替漿過程中，套管滑扣脫落

2.切12-10-11井套管斷脫點

該井根據完井后聲幅固井質量檢測，在井深993.50-997.50m處套管脫落。

3.切12-10-11井套管補貼方案

經過對切12-10-11井井況進行分析，采用可膨脹管對該井993.50-997.50m套管斷脫段段進行補貼加固，完成鉆完井工程。

本次封堵加固采用的YJZG11型可膨脹管，管柱（見表1圖3）總長度達到10.00m，共計 1根膨脹管，管柱壁厚6mm，最大外徑117mm，漲后通徑107mm，補貼段上點在990.80m處，補貼段下點在1000.00 m處，此處原套管壁厚為9.17mm。

表1膨脹管柱技術參數

圖3 可膨脹管柱結構圖

4.施工工序

①打通道：Φ114mm×1.50m復合銑錐+Φ121mm鉆鋌6根+Φ116mm撈杯+Φ73mm反扣鉆桿磨銑；②通井：下Φ118mm×8.00m模擬通徑規+Φ73mm外加厚油管（新油管）；

③刮削：下入定徑刮削器對預補貼井段993.50-997.50m及上下5.00m井段進行刮削，刮削后進行充分洗井，保證通徑及井壁干凈，便于膨脹管順利下到補貼位置。

④試壓：下入深度1050.00m的油管并打壓40.00Mpa，穩壓10min,壓降不大于0.50Mpa。

⑤校核數據：根據地質數據，測井數據對該井井斜、狗腿度、油層套管下乳深度、壁厚、補貼井段等數據進行詳細核對。

⑥下補貼管、校深：按順序下入整個入井管柱（Φ73mm外加厚油管），使膨脹管管柱下端準確位于設計補貼井段，即1000.00m處，下入過程中，每下入200m將管柱內灌滿清水。磁定位校對膨脹管的位置。

⑦補貼、試壓：做好膨脹打壓準備，完成對膨脹管的座封。啟動泵站，將泵站的輸出排量調定到30L/min,繼續打壓脹管，管柱上行（將上提力加到30-50KN,保持上提力，觀察記錄泵站壓力表讀數）。管柱上行8.50m時，上提力增加到50KN，管柱上行至9.20m時,泵站壓力會突降，管柱有上竄現象，表明脹管結束。卸壓停泵，拆除打壓接頭與高壓管線，起出入井管柱。

⑧磨底堵：用Φ100磨鞋+Φ89mm鉆鋌4根+Φ73mm鉆桿進行磨銑。

5.施工結果

脹管補貼結束后，試壓20兆帕30分鐘不漏，合格，驗證該井套管補貼成功。

本井與2011年9月與甲方成功交接。

三、認識和體會

可膨脹管套管補貼加固技術是一項適用性強,能夠滿足各類套管脫扣、斷落等套管事故的補貼加固要求,是國內領先的補貼加固修井技術,達到國際先進水平。整套工序穩定成熟,施工工藝簡單,操作安全可靠,比傳統全井段套管磨銑重下套管作業，有節省工期和施工成本等優勢，在鉆井施工中對于套管事故的處理中具有廣闊的應用前景。