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1、,作者：杨 平 阁,主要内容,在辽河油区，稠油油藏在上产、稳产及临界稳产储量的比例为39.5%，而目前产量比例已上升到62.3%，因此稠油热采开发是辽河油田最基本的生产措施。在热采开发的稠油井中，注蒸汽热采井已占总井数的2/3以上。注蒸汽热采稠油对于提高稠油产量有很好的效果，但同时热蒸汽在井下形成的高温温度场也会对套管的正常使用构成很大的威胁。目前辽河油区发生套损的热采井已占总井数的10%以上。 辽河油田油水井大修工艺技术随着油田开发过程的不断发展完善，已由简单的打捞、堵封窜、冲砂防砂等发展到目前的解卡打捞、整形加固、套管补贴、取换套管、套管内侧钻等十几项修复与报废工艺技术。,引 言,2.1.
2、1衬管补接工艺技术原理 衬管补接工艺技术是使用一套补接工具完成。其中有磨铣工具、模拟通井规，动力密封工具，密封加固（衬管），小直径大膨胀率封隔器等配套使用。 该套工具由地面泵（水泥车或泥浆泵），提供给井下动力密封工具的动力源，投球打压后，使动力密封工具开始动作，由此带动动力密封加固器两端的上、下胀管器，进行相对运动（下面胀管器先动，上面胀管器后动）。达到一定的额定压力（8-12MPa），运动至一定程度后上、下胀管撑胀开上、下套管密封器，迫使套管密封器锚定在套管壁上。由于套管密封器金属材料的特殊性，使其不仅能牢固地锚定在管内壁上，而且能产生密封作用。使被损坏的套管能重新承受起原来能承受的压力，并
3、形成一个完整的通道。当地面压力达到额定压力值后（16-20MPa），动力密封工具与密封加固器（补贴管）丢手，从而完成套损井的衬管补接工艺。,2.1热采井套管补接工艺技术,由临界强度公式： (1) 得: (2) 惯性矩： (3) 将(2)式代入(3)式得： (4) 根据目前使用的衬管和动力密封工具的压力可得出：L8m 这说明衬管长度超过8m，可导致衬管失稳，为长井段的衬管补接提供对接的理论依据。为了使衬管在井下不失稳，只能采取8m长衬管对接的方式，进行长井段套损井的衬管补接。可根据实际情况将套损井衬管对接至所需长度。,2.1.2衬管补接工艺技术衬管对接的理论依据,1).套管打通道磨铣工具的研制
4、利用高效复合铣锥、领眼铣鞋、套管修整器，针对套管损坏井段进行磨铣，形成一个完整的通道，以便补贴工具的顺利的下入。 钻具组合： 领眼铣鞋+钻铤（20-30m）+钻杆+方钻杆 高效复合铣锥+钻铤（20-30m）+钻杆+方钻杆 铣锥+套管修整器（1-3个）+钻杆+方钻杆 2).动力密封工具的研制 套管补贴工具动力核心，必须提供足够的轴向拉力，为衬管的密封加固提供动力源，满足衬管补接的需要,2.1.3 衬管补接技术所研制的工具及作用,2.1.3 衬管补接技术所研制的工具及作用,3).密封加固器的研制 密封加固器是密封加固套管的主要工具，由衬管、密封 器、胀管组成。 衬管：非标无缝管材经过调质处理，相当
5、于N-80 密封器：由特殊材质的金属采用特殊的结构起到密封、 锚定作用 胀管：由特殊材质的金属经过特殊处理超硬锥管，起到 胀开密封管的作用 4).小直径大膨胀率封隔器的研制 此封隔器是补接后试压验封的主要工具，它要既能满足 衬管补接后的试压验封，又能顺利起出补接后的衬管。其 型号有XTF-90和XTF-128两种，工作压力：15-20 MPa,1).套管因腐蚀而出现孔洞的套损井，变形不能整形的井 2).套管出现裂缝、套管丝扣脱扣的套损井 3).套管因地层蠕变等地质因素而错断的井 4).需要封堵原射孔井段的井 1).7套管衬管补接后： 2).51/2套管衬管补接后： 内通径：min 143mm
6、抗冲击力：F=300-350kN 抗冲击力：F=300-350kN 内通径：min100mm 抗内、外压力：P15MPa 抗内外压力：P15Mpa,2.1.4套管补接工艺技术的适用范围,2.1.5衬管补接后的技术指标,套损井套管补接工艺技术针对热采井（7）在曙采、锦采两个采油厂分别进行了6口井（10井次）的现场试验，针对冷采井（51/2）在兴采、锦采两个采油厂分别进行了2口井（5井次）的现场试验,均达到该项技术的技术指标，成功率100%。,2.1.6套管补接工艺技术的现场应用,2.2.1工作原理 水力机械整形工具通过地面泵车向油管内打压，驱动防顶扶正装置的锥体将卡瓦撑开并锚定在套管上，压力越高
7、锚定力越大。连接在分瓣式胀管器上的液缸将动力液的压力转换成轴向机械推力推动分瓣式胀管器挤胀套管的变形部位（作用原理与梨形胀管器相同），使套管内径复原接近原始内径。当液缸走完一个行程，则变形部位被修复一个行程的长度。如果变形部位较长，重新提放管柱，重新打压挤胀，直到胀管头顺利通过变形部位为止以达到整形的目的。,2.2水力机械整形工艺技术,1).胀管器最大外径：145 mm、148 mm、155 mm 胀管器有效长度：450 mm 2).液缸最大外径：140 mm 最大行程：400 mm 工作压力：20MPa 3).防顶扶正装置最大外径：140 mm 工作压力：20MPa 4).单次最大整形长度：
8、400 mm 单次最大整形量：10 mm,2.2.2 技术指标,目前我们只研制出适用于178mm套管的一种水力整形工具，只能对178mm的变形套管进行修复工作。 适用于套管壁厚8.05-9.19mm，最大径向变形量20 mm（即套管变形部位最小内径140 mm），且变形部位无破损。 水力机械整形工艺技术针对变形井（177.8mm），在曙光和沈阳油田分别进行了2口井的整形现场试验，整形后154mm通井规顺利通过，并试压检验合格,2.2.3 适用范围,2.2.4 现场应用,2.3.1 磨铣加固防砂技术原理 鉴于套管变形井大多数为稠油井，而且变形部位多数在生产井段附近，变形部位大修修复后，按常规应当
9、下入筛管将其加固。但稠油井由于存在地层易出砂的特点，就需要采取下入防砂管的措施来进行加固。 几年来，我们通过专门的设计实践，研制出一种缝隙防砂加固筛管。该筛管由接箍、中心管、外管组成。中心管、外管均匀分布14-16毫米的筛孔，经过防腐处理后将外管套于中心管上，保证他们之间有一定的间隙。油井生产时油流和小于0.1毫米的细粉砂通过外管和中心管的间隙流入井筒，大于0.1毫米的砂子滤于防砂管外，从而达到既能防砂又能加固套管的目的。,2.3 磨铣加固防砂工艺技术,该技术适用于射孔顶界以上50米区间内及油层井段内的套管损坏井，只要修复后的通径能够达到110毫米，就能够完成加固复产。 以辽河油田欢喜岭采油厂
10、为例，从九五年到2000年底共应用此技术修复103口井。其中2000年修复10口井，到年底累计产油4624吨。,2.3.2 使用范围,2.3.3 应用效果,2.4.1 取换套管技术原理 取换套管技术就是将损坏的套管通过大修取出，然后重新下入新套管至井下套管的顶端进行对扣，达到修复套管的目的。 2.4.2 使用范围 针对严重错断进、变形井、破裂外漏井而发展完善起来的一项修井工艺技术，目前已经顺利完成对800m井深的取换套管作业。它具有其他任何修井工艺技术无可比拟的优点：即修复完全彻底，完全可以恢复原井的套管内径，完全能满足生产的需要。,2.4 取换套管工艺技术,2.5.1 技术原理 套管开窗侧钻
11、是在井内预定位置下导斜器，用铣锥沿导斜器斜面方向和角度将套管铣破，修铣出一定尺寸的窗口，然后加深钻出新的井眼并下小套管固井的一种大修方法。178套管井下入127套管，通径108;140套管井下入102套管,通径86。 目前，从油田进入高含水开发中、后期的地下地质情况出发，采取侧钻恢复井点、井层、井网比钻更新井，调整井相对容易，且经济可行。侧钻井也能真正起到代替更新井、调整井产能和作用。从统计资料看，侧钻井平均单井费用一般为新钻井成本的1/3-1/2。,2.5 套管开窗侧钻工艺技术,178套管侧钻井对套管损坏部位距油层最好小于100米，对大于100米的应采用补贴。140套管侧钻井对套管损坏部位距
12、油层150米以上的不宜侧钻，因影响泵挂深度。另外小套管给作业措施的实施带来难度，比如井下落物的打捞、下泵深度、防砂、堵水都受到影响。 以辽河油田欢喜岭采油厂为例，2002年共计实施套管损坏井侧钻复产20口井，年累计产油13794吨，单井平均690吨。,2.5.2 适用范围,2.5.3 应用效果,3. 结 论 与 建 议,辽河油田应用的套管补接工艺技术、水力机械整形工艺技术、磨铣加固防砂工艺技术、取换套管工艺技术及套管开窗侧钻工艺技术已基本能够满足热采套损井的大修复产要求。 3.1 开窗侧钻技术 施工速度快、能够兼顾换井底及改换层系提高动用程度。不利于分层措施的实施，井眼尺寸小影响泵挂深度、修井
13、作业采取措施难、固井质量难保证，投资是其他几种技术的一倍。 3.2 套管补接技术、水力机械整形技术、磨铣加固防砂技术、取换套管技术 通径大、方便小修作业、投资少是修复套管使其复产的首选措施。,鉴于目前技术水平，要加强如下研究： 1).套管补贴修井技术的完善与配套 针对长井段套管损坏，完善套管的磨铣、修整技术及套管磨铣、修整工具的研制与配套 完善套管补贴前、后的找漏、验窜及试压验封技术，完成补贴前、后试压封隔器、节流阀的研制与配套 完善补贴管打捞、磨铣技术，完成补贴管打捞、磨铣工具的研制 热采井耐高温、防滑脱套管补贴技术的完善与应用 2).套管水力机械整形技术 水力机械胀管器结构设计与强度计算 水力机械机构的结构设计与强度计算 止退机构的结构设计与强度计算 3).研究设计适合热采套损井的开窗侧钻工艺技术 4).研制适合不同热采套损井的加固防砂工具 5).完善热采套损井取换套管技术,3.3 建议,敬请各位导师专家批评指正,论 文 完 毕 ！,
