多級串聯(lián)液壓套變整形技術在高升油田的應用

王樹強

摘 要：油水井套管起著支撐井壁，滿足油氣開采條件的作用。套管的損壞變形直接影響著油水井的正常生產，甚至導致油水井停產、報廢。高升油田應用多級串聯(lián)液壓套變整形技術取得了較好的效果，其套變整形成功率達到80%以上，為油水井的后續(xù)生產提供了技術保障，具有較好的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：套管損壞；修復；縮徑；鉛印；套變

1 前言

高升油田油水井從地理位置上來講，處于十分復雜的復式油氣區(qū)內，而且又存在著注汽、注水、火驅等多種開發(fā)方式，同時又是生產開發(fā)了40多年的老油田，套管損壞問題十分嚴重。據統(tǒng)計，目前該油田共有各類油水井1300余口，套管變形損壞的有449口，套損井占總井數的1/3左右。截至2018年6月份，正在生產的油水井有745口，生產井中存在各類套管損壞的有250口，占生產井總數的1/3，帶病生產的問題嚴重，套損問題造成部分井生產層產能受限，潛力層無法動用，精細注水無法實現。據不完全統(tǒng)計，每年因套損井影響整個油田原油產量3.5萬噸，影響注水量12萬立方米，嚴重影響油水井的正常生產。

2 技術應用

2.1 技術原理

多級串聯(lián)液壓套變整形技術主要由滑道提拉式泄壓器、液壓式錨定器組、多級串聯(lián)液壓推進器、加長桿和輥柱整形器等設備構成。當整形器下放到套變位置時，套變點阻擋了整形器的下行，這時整形器及上部管柱的重量全部作用在套變點上，隨著油管內注入水壓力的增加，液壓式錨定器上的錨爪伸出，座封在套管內壁上，使整套管柱固定，當壓力繼續(xù)增大，多級串聯(lián)液壓推進器的三組活塞，形成疊加合力，作用在活塞桿上向下緩慢推出，進而推動加長桿和輥柱整形器的中芯桿向下運移，輥柱整形器外套不動，中芯桿向外擠壓輥柱，使整形器的外徑增大，當擴漲到最大直徑時，整形器隨著輥柱的滾動向下推進，對套變點形成滾動擠壓，將套管縮徑修復，當整形器移動最大行程后，上提管柱通過滑道提拉式泄壓器，使油管內液體壓力釋放，液壓式錨定器的錨爪和整形器的輥柱復位，整體直徑恢復到初始狀態(tài)，完成一次整形，重新下放，即可對下一套變點修復。

2.2 套變修井選井條件

①套管經過打鉛印，確定套變位置，準確無誤定性為縮徑變形；②套管變形處無明顯S形彎、狗腿子形彎、無明顯措斷，保證整形工具不蹩勁能夠順利通過；③套變井段附近保證無異物，在套變部位以下有3-5米井段的空間無砂子、無落物，確保修井工具能夠可靠下到套變位置；④稠油井應當先洗井，將井內死油沖出，避免管柱下井時遇阻；⑤套管縮徑變形處以上無如補貼管等小于套管內徑的剛性異物。

2.3 主要技術參數

①總體外形長度：15000mm；②最大剛性外徑：Φ152mm；③最大工作壓力：40MPa（根據實際可增加或減小）；④最大推進力：150噸（根據實際情況可增加或減小）；⑤使用溫度：m≤150℃；⑥套管修整后通徑：Φ154mm；⑦上聯(lián)接尺寸：mΦ89平式油管螺紋。

2.4 作業(yè)施工程序

①起出油井內的生產或測試管柱；②井底有沉積砂時，需沖砂作業(yè)，將修井段以下3-5米內的砂子沖凈，保證修井工具可靠下到位置；③下入修井工具：下入順序為： 整形器、加長桿、多級串聯(lián)液壓推進器、雙向開關、錨定器組、提拉式泄壓器、油管柱；④下入油管，下入要求與普通生產管柱相同。當下端工具遇到套管變形部位后，管柱遇阻，說明整形器已經接觸到了套變部位；⑤調整管柱長度，使管柱上端方便的與泵車水管接頭方便聯(lián)接；⑥將油管的上端與泵車水管接頭連接；⑦管柱上端由作業(yè)機吊住并適當放松，避免管柱掉入井內；⑧往油管內注滿清水，緩慢加壓至20-30MPa，穩(wěn)壓3-5分鐘；⑨提拉管柱，打開泄壓開關，泄掉油管柱內的水，再提拉管柱，關閉泄壓開關；⑩卸壓后管柱下落約500mm，則說明套變已經修復了500mm；然后重復上述程序，一直將套變部位全部修整好為止，起出管柱和工具。

2.5 技術特點

多級串聯(lián)液壓套變整形技術是在總結了現有技術和經驗的基礎上，對幾種關鍵技術進行了革新，經過多次修改設計、不斷完善和逐步改進所完成。本技術從幾個方面具有重大的突破， 解決了數項關鍵性技術難題。

①對套管無損傷。套管修整過程緩慢，無明顯撞擊，不傷害套管，是其它方法所不能比擬的；②整形頭部可伸縮，修井尺寸大。本技術中在向下入管柱時，整形器的直徑為152mm（Φ177.8套管） ，遇到套變處整形時，整形器的直徑增大到Φ159 mm（壁厚9.19㎜）或直徑增大到Φ161 mm（壁厚8.05㎜），上提起出時整形器的直徑變小到152mm，直徑縮小7mm，經過地面多次試驗表明，套管回彈后，內徑大于156 mm，因此可以可靠的將工具可靠取出；③整形動力富余量大。30-40MPa的壓力下，輸出動力可達到150噸以上，遠遠大于修整套變所需要的動力，具有比較高的可靠性和富余量；④小修隊伍干大修活。具體作業(yè)施工由小修作業(yè)隊實施，程序簡單，與一般小修作業(yè)方法基本相同，技術容易掌握；⑤作業(yè)施工程序簡單，修井時間短。修井時間短，正常情況下，一個作業(yè)班次即可完成。

3 現場應用及效益評價

多級串聯(lián)液壓套變整形技術于2011年開始在高升油田應用。據統(tǒng)計，截至2018年6月，高升油田應用該技術實施套管整形158口井，其中整形成功的135口井，不成功的有23口井，成功率達到85.4%，與傳統(tǒng)的套變整形方式相比，成功率較高。該技術對于注汽、注水、撈油、點火等大直徑工具下不去的套變井實施整形，具有非常好的效果。該技術具有整形后通徑大、對套管無損傷、施工簡單等優(yōu)勢，套變井通過整形后，就可以進行一系列生產措施，對油氣生產提供了非常大的幫助。