井下作業套管保護技術探討

摘 要：針對井下作業特點，分析了套管損壞類型，重點圍繞修井作業套損因素，提出了井下作業套管保護技術。

關鍵詞：修井作業;套管;分析;保護

油田進入開發后期，受出砂、高強度注采、頻繁作業以及井身結構、完井質量、套管材質等諸多因素影響，套損井日益增多，套損問題日趨嚴重，成為制約油田開發的重要因素。因此，通過對油田修井作業不同工序對套管損傷進行分析，并加強預防措施，最大限度的保護套管，延長其使用壽命，對改善和提高油田的開發效果具有重要意義。

1 套管損壞類型

油田套管損壞類型主要有彎曲、錯斷、破裂、縮徑、穿孔漏失等五種類型，其中彎曲、錯斷占到套損井數的50%以上，為主要損壞類型。

2 修井作業套損因素

2.1 高壓

高壓施工。高壓施工針對套管而言，是指修井作業中施工壓力超過套管標準試壓值。但在修井作業工藝實施過程中，有很多工藝措施施工的壓力都大幅度超過這個壓力。高壓施工對套管造成損傷主要有兩個方面：一是高壓對承壓能力弱的套管造成的損傷，二是油管在高壓施工時刺漏對套管噴射造成的損傷。高壓注水。注水井油管在長期的注入水腐蝕下，部分已被腐蝕穿孔，注入水會由穿孔的油管通道進入油套環空，套管同樣被不同程度的腐蝕，腐蝕后的套管因無法進行檢驗和直觀的發現，承壓能力會逐漸減弱。擠壓充填防砂。它作為出砂油田的主要防砂工藝應用范圍較廣。擠壓充填施工時，地面通過防砂車組泵入攜砂液，將充填砂擠入地層，因此套管在施工時同樣承受高壓。

2.2 防砂

形成油管刺漏的基本條件是油套產生壓差及油管漏失。當以上兩個條件形成后，高壓攜砂液會從油管漏點釋放，可能像水力噴砂射孔一樣在短時間內擊穿套管。

2.3 二次射孔

為了提高產能，部分油田采用大槍大彈，大直徑射孔孔眼削弱了套管抗拉抗壓強度。再加上腐蝕、高壓施工等因素影響，套管的抗拉抗壓強度會大幅度降低。射孔槍在井下是依靠磁定位系統進行定位，一次射孔后射孔孔眼會均布在套管壁上，二次射孔雖然深度能準確的控制，但不能在原有孔眼基礎上進行準確布控重復射孔孔眼，使重射孔的孔眼不規則的疊加在原射孔孔眼上，如果是縱向上疊加會導致套管縱向受力的降低，易產生裂縫彎曲;如果是橫向上疊加，會導致套管橫向受力的降低，易產生錯斷。因此重復射孔，對套管的損傷是嚴重的。

2.4 磨銑施工

井下作業在無法正常打撈井內損壞的魚頂落物時，常采用磨鞋將損壞的落物魚頂磨銑掉，以便于落物的打撈;在處理井內不明落物，采用普通鉆頭無法鉆除的塞面、塞環或水泥固卡的管柱時，一般也是采用不同磨銑方法來實現上述作業目的。目前使用的磨鞋大圓柱體底面和側面有過水槽，在底面過水槽間焊滿耐磨材料，磨銑施工時耐磨材料在鉆壓的作用下，吃入并磨碎落物，磨屑隨循環液帶出地面。碎屑經磨銑工具外壁與套管內壁環空上返，因磨銑工具外壁與套管內壁空間的限制，小顆粒碎屑被攜至地面，而大隊顆粒碎屑就會在磨鞋底部邊緣堆積或水槽中卡住，這些碎屑會隨磨銑工具一起轉動，造成磨銑的卡阻和劃傷套管。

2.5 打撈解卡

打撈是修井作業在井下事故處理中常采用的一種措施，如果操作不當會造成打撈失敗或使事故復雜化;若工具被卡，在活動解卡過程中，工具本身會不斷地對套管造成刮傷，嚴重的會擠破套管。活動解卡是解除井內卡鉆常采用的一種手段。解卡對套管造成的損傷，主要有兩方面：一是大負荷解卡會產生對套管的提拉，套管便有可能被提拉發生彎曲。二是活動解卡時油管會在套管內被反復的拉直壓彎。

3 井下作業套管保護技術

3.1 高壓工況下的保護技術

油田進入高含水開發期，套管在生產、注水過程中已經嚴重腐蝕老化，部分井的套管已不能承受高壓。因此，在高壓施工中對套管的保護勢在必行，方法是采用封隔器來封閉油層以上套管環空，封隔器以上套管不承受壓力，起到了保護套管的作用。

3.2 鉆磨銑工況下的保護技術

通過研究鉆磨銑施工對套管的損傷機理分析，磨銑過程中產生的大塊碎屑不能隨流體上返滯留在井底磨損套管是造成套管損傷的主要因素。因此通過改變碎屑上返通道來減少碎屑在井底堆積，可有效避免碎屑隨著磨鞋頭轉動劃傷套管。采用局部反循環磨銑工具，局部反循環磨銑工具可在不改變循環水的沖刷、冷卻、攜帶作用的條件下有效防止正循環磨銑所產生的碎屑卡鉆、磨損套管的事故的發生，避免了對套管的損傷。合理選擇鉆磨銑施工參數，鉆磨銑施工過程中，鉆壓的大小、排量的高低、轉速的快慢，對保護套管順利施工起到了關鍵作用。磨銑施工前選擇合適尺寸的磨銑工具、弄清楚井內魚頂形狀、材質;施工中分析返出碎屑情況，研究井內磨銑狀況，采取合理的轉速和鉆壓。如果長時間磨銑無進尺可能是磨銑工具已經損壞或者偏磨套管，出現這樣的情況不可盲目增加鉆壓、鉆速，應該降低鉆速上提管柱緩慢下放觀察分析。

3.3 復射工況下的保護技術

套管射孔完井是一種主要的完井方式，射孔之前應該對套管性能、材質、產能進行適應性研究，結合地層滲透率進行產能論證，選擇合理孔數、孔密，確保射孔盡可能一次完成，避免重復射孔。對于必須開展重復射孔施工的層段，采取復射之前詳細了解上次射孔槍型、彈型、孔密、孔數，采取射孔新工藝。

同時，要通過實驗分析化學防砂及封堵用料在地層的分布情況;掌握各種化學防砂及封堵用料的膨脹量有可能對套管的損傷;各種化學防砂及封堵用料對不同井況的適應性。要準確掌握井內落物狀況，優選可退打撈工具，大直徑套管要使用引鞋，防止工具發生抄手事故。活動解卡時間不易過長，且沖擊力不可過大。對作業方案進行充分論證，確保作業一次成功，減少重復作業。要提高作業一次成功率，避免多輪次施工。要優化施工設計，在不影響作業質量的前提下，優化施工工序，減少管柱起下次數。

套管保護是關系到油田能否持續順利開發的一項重要工作，特別是油田開發后期的套管保護工作顯得尤為重要。因此，要把修井作業過程中對套管保護作為一項重要工作來開展，開展修井作業對套管損傷機理的研究，提高認識完善措施，使修井作業過程中的套管保護工作落地實處。

作者簡介：黃紅兵（1975-），男，陜西鳳翔人，專科，助理工程師，研究方向：油田開發。