郝成志 烏文力 劉剛 王杰

（新疆油田公司工程技術(shù)公司，新疆克拉瑪依 834000）

小修作業(yè)施工對套管的損害機理與保護措施研究

郝成志 烏文力 劉剛 王杰

（新疆油田公司工程技術(shù)公司，新疆克拉瑪依 834000）

隨著油田進入高含水開發(fā)的后期，出砂、高強度注采、頻繁作業(yè)以及井身結(jié)構(gòu)、完井質(zhì)量、套管材質(zhì)等諸多因素影響，套損井日益增多，套損問題日趨嚴(yán)重，而目前套損井修復(fù)工藝復(fù)雜、難度大，多數(shù)只能工程報廢處理或帶病生產(chǎn)，成為制約油田開發(fā)效益進一步提高的重要因素。油田作業(yè)在采取防砂、稠油熱采、三次采油、頻繁的改層生產(chǎn)等工藝措施實施中，單井作業(yè)頻率及作業(yè)工序相對其它油田都居高不下，加劇了作業(yè)過程中對套管的損傷，修井作業(yè)已成為油田套損井逐年增多的一項重要原因。

修井作業(yè) 套管損傷機理 保護措施

1 不同修井作業(yè)工況形成套損機理分析

1.1 高壓施工對套管損傷機理分析

高壓施工對套管造成損傷主要有：高壓對承壓能力弱的套管造成的損傷，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(huán)空，套管同樣被不同程度的腐蝕。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。油管在高壓施工時刺漏對套管噴射造成的損傷，形成油管刺漏的基本條件是油套產(chǎn)生壓差及油管漏失，當(dāng)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(nèi)擊穿套管。

1.2 二次射孔對套管的損壞

為了提高產(chǎn)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(tǒng)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(zhǔn)確的控制，但不能在原有孔眼基礎(chǔ)上進行準(zhǔn)確布控重復(fù)射孔孔眼，使重射孔的孔眼不規(guī)則的疊加在原射孔孔眼上，如果是縱向上疊加會導(dǎo)致套管縱向受力的降低，易產(chǎn)生裂縫彎曲；如果是橫向上疊加，會導(dǎo)致套管橫向受力的降低，易產(chǎn)生錯斷。因此重復(fù)射孔，對套管的損傷是嚴(yán)重的。

1.3 磨銑施工中套損機理分析

磨銑碎屑對套管的損傷。目前使用的磨鞋大圓柱體底面和側(cè)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(huán)液帶出地面。碎屑經(jīng)磨銑工具外壁與套管內(nèi)壁環(huán)空上返，造成磨銑的卡阻和劃傷套管。

磨銑工具本身對套管的損傷。包括磨銑工具磨偏后對套管造成的損傷，工具在井筒中會隨意擺動，偏磨套管壁，導(dǎo)致套管壁變薄、甚至磨穿。磨銑工具本體磨銑材料對套管造成的損傷，磨銑工具磨銑材料一般采用高強度合金材料，在磨銑的同時也會對套管造成劃傷，當(dāng)磨銑進尺緩慢這種劃傷會對套管造成很大當(dāng)傷害。

1.4 打撈解卡對套管的損傷

打撈對套管的損傷。打撈是修井作業(yè)在井下事故處理中常采用的一種措施，如果操作不當(dāng)會造成打撈失敗或使事故復(fù)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(yán)重的會擠破套管。

解卡對套管的損傷。大負(fù)荷解卡會產(chǎn)生對套管的提拉，套管便有可能被提拉發(fā)生彎曲。活動解卡時油管會在套管內(nèi)被反復(fù)的拉直壓彎，從管柱頂端到管柱底端，管柱受壓程度逐漸增大，相對套管的沖擊力自上而下逐漸增大，其后果是造成對水泥環(huán)的損傷。

1.5 高頻率起下管柱作業(yè)對套管的的損傷

油管在套管內(nèi)的起下，會對套管產(chǎn)生不斷的磨損，磨損的程度與井的斜度與頻率有關(guān)，斜度越大頻率越高則磨損程度越大。

2 修井作業(yè)對套管損壞的預(yù)防

2.1 針對高壓施工對套管的保護

油田進入高含水開發(fā)期，套管在生產(chǎn)、注水過程中已經(jīng)嚴(yán)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(huán)空，封隔器以上套管不承受壓力，起到了保護套管的作用。

2.2 鉆磨銑施工過程中的保護

磨銑過程中產(chǎn)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(zhuǎn)動劃傷套管。局部反循環(huán)磨銑工具可在不改變循環(huán)水的沖刷、冷卻、攜帶作用的條件下有效防止正循環(huán)磨銑所產(chǎn)生的碎屑卡鉆、磨損套管的事故的發(fā)生，避免了對套管的損傷。鉆磨銑施工過程中，鉆壓的大小、排量的高低、轉(zhuǎn)速的快慢，對保護套管順利施工起到了關(guān)鍵作用。磨銑施工前選擇合適尺寸的磨銑工具、弄清楚井內(nèi)魚頂形狀、材質(zhì)；施工中分析返出碎屑情況，研究井內(nèi)磨銑狀況，采取合理的轉(zhuǎn)速和鉆壓。如果長時間磨銑無進尺可能是磨銑工具已經(jīng)損壞或者偏磨套管，出現(xiàn)這樣的情況不可盲目增加鉆壓、鉆速，應(yīng)該降低鉆速上提管柱緩慢下放觀察分析。

2.3 復(fù)射對套管損壞的保護

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

2.4 優(yōu)化作業(yè)方案，提高作業(yè)質(zhì)量，降低作業(yè)施工頻率

對作業(yè)方案進行充分論證，確保作業(yè)一次成功，減少反復(fù)該層生產(chǎn)；提高作業(yè)一次成功率，避免多輪次施工；優(yōu)化施工設(shè)計，在不影響作業(yè)質(zhì)量的前提下，優(yōu)化施工工序，減少管柱起下次數(shù)。

2.5 封堵、化學(xué)防砂造成套管損壞的預(yù)防保護

通過實驗分析化學(xué)防砂及封堵用料在地層的分布情況；掌握各種化學(xué)防砂及封堵用料的膨脹量有可能對套管的損傷；各種化學(xué)防砂及封堵用料對不同井況的適應(yīng)性。

2.6 合理確定打撈解卡工藝措施

要準(zhǔn)確掌握井內(nèi)落物狀況，優(yōu)選可退打撈工具。大直徑套管要使用引鞋，防止工具發(fā)生抄手事故?；顒咏饪〞r間不易過長，且沖擊力不可過大。

3 結(jié)論與認(rèn)識

套管保護是關(guān)系到油田能否持續(xù)順利開發(fā)的一項重要工作，特別是油田開發(fā)后期的套管保護工作顯得尤為重要。因此，要把修井作業(yè)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(yè)對套管損傷機理的研究，提高認(rèn)識完善措施，使修井作業(yè)過程中的套管保護工作落地實處。

［1］劉合，金巖松；套損井最佳修井時機和修井策略研究［J］.石油鉆采工藝，2004年05期.

［2］姜民政.套損井修復(fù)過程中修復(fù)力的確定及水泥環(huán)損傷機理研究［D］.哈爾濱工程大學(xué)，2003年.