海上油田套管損壞修復技術——以秦皇島32-6油田F31井為例

王華南，劉東明　(中海石油(中國)有限公司秦皇島32-6作業公司，天津 300461)

海上油田套管損壞修復技術——以秦皇島32-6油田F31井為例

王華南，劉東明(中海石油(中國)有限公司秦皇島32-6作業公司，天津 300461)

[摘要]秦皇島32-6油田F31井生產過程中出砂嚴重,導致生產管柱被砂埋而無法正常生產,因此必須對F31井進行修井以恢復產能。在F31井取出防砂篩管和分層生產套管的套銑作業中,存在漏失嚴重、生產套管變形且有3個破損點的問題。針對F31井套管修復,技術上首次應用井下液壓脹管技術和低密度加纖維的水泥漿體系,施工程序上采取替入法和平推法相結合的辦法,成功修復并封堵了破損點。該井套管修復成功為海上油田作業積累了經驗,同時為處理類似問題提供了范例。

[關鍵詞]秦皇島32-6油田;套管損壞;套管修復技術

套管損壞是油田當前經常遇到的井下故障。在陸地油田，由于絕大多數生產套管的直徑都比較小，所以在處理套管變形故障時，基本上采用的都是機械整形的辦法。該整形工藝主要借助井下管柱的重量和地面施加的力量來達到目的，因此，直井中應用比斜井中應用的效果好，且在小直徑套管中施力比在大直徑套管中施力要更有效。對套管破漏損壞的治理主要采取下封隔器封漏、擠水泥封漏、常規套管補貼、懸掛小套管和開窗側鉆等方法。膨脹管技術是對套損井段進行整形或磨銑處理后，用油管將膨脹管管柱下至需補貼加固的井段，在地面用高壓泵向油管內打壓，當達到一定壓力后，膨脹錐推動油管上行，當膨脹錐上行至膨脹管上端時，油套連通，泵壓下降，膨脹管完成整體膨脹，緊貼于套管，達到錨定與密封[1~8]。但對于海洋油田井斜大、生產套管直徑大、同井內生產層段多且層間物性不均衡的套損故障來說，僅僅依靠機械整形是無法達到修復標準的。針對秦皇島32-6油田F31井套管變形且出砂、漏失嚴重等問題，技術上采用井下液壓脹管技術和低密度加纖維的水泥漿體系，施工程序上采取替入法和平推法相結合的辦法，修復并封堵了破損點，成功封隔異常地層，防止因套管破損而發生井漏或井噴等井下復雜情況，縮短了建井周期，節約了鉆井成本。

1F31井井套管損壞情況

F31井是一口生產井，共有6個生產層段。因地層出砂嚴重，導致生產管柱被砂埋而無法正常生產。根據施工設計，需對該井進行大修，取出原井的防砂管柱和分層生產管柱。F31井井深結構及套損點如圖1所示。

圖1　F31井深結構及套損點示意圖

在套銑明化鎮組Ⅱ油組篩管期間，地層漏失較大，停止循環后，井筒液面基本不降。將套銑管柱提離射孔段后靜置2h左右，再回探，發現砂面上漲10m多。重復套沖、回探3次后發現情況如舊，且在起下套銑管柱時，在明化鎮組Ⅰ油組的生產套管上有3個位置點有掛卡現象。初步分析判斷明化鎮組Ⅰ油組層段有套管變形且出砂、漏失嚴重，無法進行下部套銑、打撈作業。經過現場和陸地技術人員的仔細分析和討論，決定先對套變點進行修復(包括擴徑、整形)，然后水泥堵漏封堵和加固上部套管，為下步繼續套銑、打撈剩余的防砂管柱創造條件。

2F31井修井難點分析及技術措施

2.1　F31井修井難點

2)生產層位多(明化鎮組Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ油組)且非均質性差，層間相差2.5MPa，漏失段長。因此修復破損點時注意封隔正常層位，防止造成儲層污染。

3)所在平臺場地狹小，不能一次性擺放全部作業設備且修井設備作業能力小，無固控設施。

2.2　F31井修井技術措施

2.2.1套管整形技術方案

針對F31井大斜度以及大尺寸生產套管變形，先采用普通小型梨形脹管器進行初次修整，對變形、縮徑點進行適度擠脹；再應用液壓脹管器進行修整使擠脹后的套管內徑基本達到正常狀態下的內徑；最后用特制的錐形銑鞋和柱形銑鞋組合對變形點進行全方位修復，已達到套管修復標準。通過使用與套管內徑相近的加長套銑筒，修復整形段以驗證修復效果。

2.2.2水泥擠注、封堵技術方案

針對F31井存在嚴重漏失，技術上選用高強度低密度(1.5g/cm3)的水泥漿體系，并加入纖維堵漏劑。施工時先用替入法堵住高漏失層，再用擠入法分別擠注其他層：①在擠水泥過程中控制吐砂，起鉆采用憋壓的方法，套管用封井器，鉆桿用多個拷克聯動(或浮閥)，以控制起鉆時可能出現的地層吐砂埋炮眼的問題；②在鉆水泥塞至漏失層時，在管柱上連接打撈杯，并采用正鉆塞和反沖洗相結合的方法，避免用牙輪鉆頭反沖鉆塞慢和易堵水眼的問題；③在兩射孔層段之間，用水泥承轉器隔開，在套管外環空建立循環通道，進行循環封竄。

結合平臺甲板面積小、無固井船的客觀因素，優選平臺現有設施，外加的設備要結構緊湊、功能齊全、容量能滿足一次作業所需；作業中使用的設備根據施工順序采取分次吊裝、擺放、卸載。期間交叉施工，在確保安全的前提下，保證作業的順利進行。

3套管修復技術實施及效果分析

3.1　套管修復技術實施

1)第一次整形梨形脹管器進行套管整形：先下入?218mm脹管器，對套變部位進行機械整形，然后使用?220mm脹管器對套管進行初步外脹修復。整形后下入套銑筒檢驗外脹效果，套銑筒在試通過變形段時十分困難，說明修復效果不明顯。

2)二次整形分瓣式液壓脹管器進行套管整形：按照圖2所示下入整形工具組合。2個水力錨確保打壓時錨爪能很好地固定在套管上，水力錨以上加扶正器防止水力錨牙偏心。工具下到套變位置后，從地面往管柱內正打壓，通過液壓作用使水力錨錨爪咬住套管定位。之后繼續打壓，推動液缸位移，使脹管器由自由狀態下的?208mm，逐步增加至?220mm，對3個套變點的縮徑處外脹整形。之后變換管柱角度和方位，繼續對套管縮徑處進行外脹整形。分瓣式液壓脹管器如圖3所示。

圖2　液壓脹管管柱組　　　　　　　　圖3　分瓣式液壓脹管器

3)用錐形銑鞋和柱形銑鞋組合進行套管整形二次整形后，下入錐形銑鞋和柱形銑鞋組合至套變位置，對3個套變位置進行修復。在經過上述3個步驟后，下入?215mm的套銑筒20m進行修復檢測，順利通過。特制銑錐如圖4所示。

圖4　特制銑錐

4)擠水泥封堵防竄套管整形后，由于地層出砂嚴重，無法進行下步打撈。先在第一防砂段，封固出砂段近井地帶。再在未打撈的防砂段上部替入稠漿，將上下生產段分隔開，避免在水泥封堵作業時將水泥漿擠入到下部正常的層位，造成儲層污染。之后，采取密度為1.50g/cm3低密高強水泥漿+0.55%纖維堵漏劑體系替入法堵住高漏失層，再用擠入法歷經3次分層段順利將套變的第2小夾層成功封堵。為了提高擠堵效果，根據初始排量和壓力，采用延時、分段、控壓等措施，確保施工達到了設計的擠入壓力。施工方案設計擠注水泥漿6次，后因采取替入、擠注的方法，以及在起鉆時憋壓，因此，在封堵4次后，對包括封堵段在內的生產套管施壓15MPa/10min，合格，達到施工設計要求。所應用的水泥漿體系具有適用范圍廣、費用低，且耐壓高的特點，擠堵段可達50m，耐壓達15MPa，完全滿足生產需要，同時提高封堵效率20%，施工費比常規密度水泥節省30%以上。

3.2　套管修復效果分析

采取前述措施，使?215mm的套銑筒順利通過修復井段，漏失出砂段全部堵住，施壓15MPa/10min達到施工要求；同時固井曲線合格，達到設計要求，并滿足后期生產需求；套管修復后順利完成后續的大修及完井施工作業。

4結論

1)秦皇島32-6油田F31井套損的成功處理說明，對于海洋油田井斜大、生產套管直徑大、同井內生產層段多且層間物性不均衡的套損問題，通過梨形脹管器、分瓣式液壓脹管器、錐形柱形銑鞋組合三步漸進整形后能修復變形套管，為今后類似海洋油田套管修復提供了范例。

2)提高低密度高強度的水泥漿封堵效能，使其有效封堵海洋油田復雜地層漏失出砂。

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[編輯]帥群

[引著格式]王華南，劉東明.海上油田套管損壞修復技術[J].長江大學學報(自科版) ,2015,12(26):74~76.

[中圖分類號]TE358.4

[文獻標志碼]A

[文章編號]1673-1409(2015)26-0074-03

[作者簡介]王華南(1979-)，男，工程師，現主要從事修井工藝方面的工作，wanghn2@cnooc.com.cn。

[基金項目]國家科技重大專項(2011ZX05024-003-04)。

[收稿日期]2015-04-17