于惠明（遼河油田遼河工程技術(shù)處，遼寧盤錦124010）

分級防卡液壓套管整形技術(shù)在修井作業(yè)中的應(yīng)用

于惠明（遼河油田遼河工程技術(shù)處，遼寧盤錦124010）

油氣田開發(fā)到中后期，油井套管由于長期受地層壓力作用，套管變形、損壞現(xiàn)象非常普遍，直接影響油井的正常運轉(zhuǎn)和生產(chǎn)，嚴重時會導(dǎo)致油井停產(chǎn)甚至報廢，造成重大經(jīng)濟損失。本文重點介紹分級防卡液壓套管整形技術(shù)在修井作業(yè)中的應(yīng)用。

液壓整形;技術(shù);修井作業(yè)

1 套管變形的概念及類型

1.1 套管變形的概念

凡是因為地應(yīng)力軸向應(yīng)力發(fā)生變化以及套管外擠壓力大于內(nèi)壓力等因素的作用所造成的套管一處或多處縮徑、擠扁或彎曲等變化，統(tǒng)稱為套管變形。

1.2 套管變形的類型

1.2.1 套管縮徑

由于套管本身局部位置質(zhì)量差，強度不夠及在長期注采壓差作用下，套管局部產(chǎn)生內(nèi)徑變小，使套管在橫截面上呈內(nèi)凹橢圓形。

1.2.2 套管腐蝕孔洞、破裂

由于地表淺層水的電化學(xué)反應(yīng)長期作用在套管某一局部位置，或者由于螺紋不密封等長期影響，套管某一局部位置將會因腐蝕而穿孔，或因注采壓差及作業(yè)施工壓力過高而破損。

1.2.3 多點變形

由于套管受水平地應(yīng)力作用，在長期注采不平衡條件下，地層滑移迫使套管受多向水平力剪切，致使套管向內(nèi)凹形多點變形。多點變形井是一種極其復(fù)雜的套損井況。

1.2.4 嚴重彎曲變形

由于泥巖、頁巖在長期水侵作用下，巖體發(fā)生膨脹，產(chǎn)生巨大地應(yīng)力變化，巖層相對滑移剪切套管，使套管按水平地應(yīng)力方向彎曲，并在徑向上出現(xiàn)嚴重變異。嚴重彎曲變形的套管，內(nèi)徑已不規(guī)則，多呈基本橢圓變形，長短軸關(guān)不太大，但兩點或三點變形間距小，近距點一般3m以內(nèi)。若兩點距離過小則形成硬性急彎，2m長的通井規(guī)不能通過，這是較多見的復(fù)雜套損井況，也是較難修復(fù)的高難井況。

1.2.5 套管錯斷

泥巖、頁巖經(jīng)長期水侵膨脹而發(fā)生巖體滑移，導(dǎo)致套管被剪斷，發(fā)生模向（水平）錯位。由于套管在固井時受拉伸載荷及鋼材自身收縮力作用，在套管產(chǎn)生橫向錯斷后，便向上、向下即各自軸向方向收縮。

2 常規(guī)套管整形技術(shù)

2.1 沖脹碾壓整形

常用工具有梨形脹管器、旋轉(zhuǎn)震擊整形器、偏心輥子整形器、三錐輥套管整形器?；驹矶际菍@柱的重力或工具旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的力作用在套管變形位置，使套管逐步恢復(fù)原尺寸。

2.2 磨銑整形

在一定轉(zhuǎn)速和鉆壓下，利用各種形狀的磨鞋、銑錐的硬質(zhì)合金切削掉套管變形或錯斷部位通徑較小的部分，使套管暢通，達到整形擴徑的目的。

2.3 爆炸整形

將具有一定綜合性能的炸藥藥柱用管柱劃電纜送到井內(nèi)預(yù)整形復(fù)位井段后，引爆雷管炸藥。炸藥爆炸后產(chǎn)生的高溫高壓氣體及強勁的沖擊波在套管內(nèi)的介質(zhì)中傳播，當沖擊波和高溫高壓氣體達到套損部位套管內(nèi)表面時，則產(chǎn)生徑向向外的壓力波，這種壓力波使套損井段的套管向外擴張，從而達到整形復(fù)位的目的。

以上整形技術(shù)的實施都需要大修隊伍配合完成，且普遍存在整形管柱卡鉆風險，磨銑整形對套管還有損傷，使套管壁變薄，降低了套管的承壓能力，分級防卡液壓套管整形技術(shù)則克服了以上不足。

3 分級防卡液壓套管整形技術(shù)介紹

分級防卡液壓套管整形技術(shù)是通過液壓整形裝置產(chǎn)生強勁的整形動力，作用在可變徑整形器上，對套管變形部位實施擠脹和滾壓，使套管恢復(fù)原有通徑。該技術(shù)可用于直井、斜井及水平井套管整形。

4 液壓整形技術(shù)的優(yōu)勢

4.1 作業(yè)成本低，操作簡單,小修作業(yè)隊伍即可配合施工，且施工周期短，一般1天就能完成整形施工，最多不超過3天，能在最短時間內(nèi)恢復(fù)油井正常生產(chǎn)

修井過程中發(fā)現(xiàn)套管變形后，因小修作業(yè)隊伍施工能力受限，需要轉(zhuǎn)大修處理，因大修成本高，且施工周期長（從三項設(shè)計編制至大修完井一般需要1個月左右），嚴重影響了油井的正常生產(chǎn)。而液壓整形技術(shù)根據(jù)井下狀況需要1-3天即可完成施工，通過小修作業(yè)隊伍下入常用修井管柱即可實施，大幅度降低作業(yè)成本，大大縮短施工周期，能快速恢復(fù)油井生產(chǎn)。

4.2 液壓動力足，整形成功率高

液壓整形動力裝置由多級液缸加壓系統(tǒng)組成，能提供1500-2000KN的強勁動力，通過可變徑整形器作用在變形套管內(nèi)壁，產(chǎn)生1000-1800MPa的壓強，整形成功率高，有效防止整形后回彈。整形成功后，可利用整形工具直接通井，減少后期通井工序，而且一趟管柱可對多個套變位置進行多次整形，大大縮短了施工周期，提高了施工效率。

4.3 整形過程中保護套管。

常規(guī)機械整形，通過磨銑犧牲套管壁厚，達到擴充套管內(nèi)徑，存在套管因壁厚減薄修復(fù)后易再次變形的風險。而液壓整形對套管無損傷，有效保護了套管，降低了油井后期套管變形的幾率。

4.4 防卡鉆

可變徑整形器完成套管整形在泄壓后外徑自動變小，可有效避免發(fā)生整形管施工過程中發(fā)生卡鉆事故，降低了施工風險，保證了施工安全。

5 液壓整形技術(shù)適用的范圍

（1）套管變形后內(nèi)徑不小于Ф100mm的井。

（2）適用于直井、大斜度井及水平井。

（3）對于套管接箍處變形、彎曲變形及套管破裂的井，不建議采用該整形技術(shù)。

6 現(xiàn)場應(yīng)用情況及結(jié)論

現(xiàn)場應(yīng)用22口井，一次成功率100%，施工周期均未超過3天，一般幾個小時即可完成套管整形，與常規(guī)套管整形施工相比，縮短了施工周期，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了安全風險和工人的勞動強度，施工質(zhì)量也得到了甲方的認可，具有廣泛的推廣應(yīng)用價值。

[1]吳奇王林陳顯進，等。井下作業(yè)監(jiān)督（第二版）。2003.

[2]陸益萍林三仁王寶江，等。最新石油修井工程師（主管）完全技術(shù)實用手冊。2011.

于惠明（1970-），女，河北定州人，工程師，本科，研究方向:井下作業(yè)。