氣井套管漏失修復技術應用

李霞，馬圣凱

中國石油大慶油田有限責任公司井下作業分公司（黑龍江大慶163453）

氣井套管漏失修復技術應用

李霞，馬圣凱

中國石油大慶油田有限責任公司井下作業分公司（黑龍江大慶163453）

為了解決大慶油田天然氣井套管漏失、管外竄氣問題，創新研究了淺部和深部套管漏失修復技術，有效解決了淺部套管漏失后管外封竄常規堵劑無法實現氣密封、深部套管漏失不具備管外封竄條件等技術難題，為類似氣井的完井方案改進、管外竄氣的預防和治理提供了借鑒。

套管漏失；管外竄氣；氣密封

氣井在生命周期內，隨著生產時間的延續，發生管外氣竄的可能性越來越大；而一旦發生管外氣竄，將導致氣井環空壓力上升，影響氣井和油氣田的安全生產。管外竄氣氣井的有效治理，不僅可以直接消除安全隱患，而且對于氣井延壽、提高油氣田的采收率和降低油氣田的生產操作成本都至關重要。通過成功案例的分析和技術總結，可以為類似氣井的完井方案改進、管外氣竄的預防和治理提供借鑒。

1 氣井漏失修復技術

1.1 井口漏失修復

井口閘閥、套管絲扣、法蘭短節等部位漏失后，漏失井口彌漫可燃氣體，給后續施工帶來安全隱患。此外，壓井過程中井口刺漏，影響壓井效果。根據不同漏失部位，測繪制作專用密封夾具（圖1），箍住漏失位置，并向夾具內注入膠體，實現漏點封堵，達到20 MPa承壓能力。

1.2 淺部套管漏失修復技術

圖1 帶壓堵漏

技套帶壓井，前期修井過程中具有以下難點：一是漏點不清晰；二是氣井取套難，油層套管-技術套管環空淺部封固段取套，可取長度短；三是取套回接套管，常規堵劑無法實現氣密封。對此，試驗了一種短封固段高效封堵技術，對漏點以上套管取換套，油層套管-技術套管環空采用Wellock水泥封堵，再重新安裝套管頭，短封固段可滿足35 MPa承壓需求。實施過程中，創新研制了Φ193.7 mm（758"）薄壁無接箍套銑筒、套銑頭，實現油層套管-技術套管環空套銑，可環空套銑30 m，時效10 m/h，與常規水泥帽套銑速度相當，施工參數見表1；研究了樹脂水泥體系及封堵工藝[1]，提高了短封固段封堵性能，封堵流程見圖2，樹脂體系強度與樹脂摻量關系見表2。樹脂水泥具有可穿透微米級孔隙、抗氣竄、抗化學腐蝕（酸/CO2）、兼容性好、高塑性（應變可達到20%）、固化時間可調等優點[2]。

根據初凝時間和固化強度要求，通過室內試驗，確定了樹脂與水泥之間的最佳摻量（水泥75%，樹脂25%），大幅度降低了施工成本[3]。

表1 施工參數優化

圖2 封堵工藝流程

1.3 深部套管漏失膨脹管密封加固技術

天然氣井套漏、斷脫，常規補貼及堵漏技術有其不適應性，一是無法滿足氣密封要求；二是加固管柱下井過程中無法進行循環；三是加固后磨銑底堵產生的碎屑堵塞壓裂通道。因此，創新應用氣井膨脹管密封加固技術，具有下管柱可循環，加固后滿足氣密封、抗腐蝕、承壓高等優點。通過改進投送和坐封系統，底堵設計循環孔，投球膨脹，能夠在膨脹管下井過程中循環壓井，保證施工安全；改進膨脹管材質，設計長密封段，提高氣密封性、抗CO2腐蝕性、膨脹率和懸掛力；采用可撈底堵，避免磨銑底堵產生碎屑阻塞水平段，膨脹管技術指標見表3。

2 現場應用

2.1 淺部套管漏失修復技術應用案例

徐深A井是一口高產氣井，試氣時無阻流量達132.44×104m3。這口井治理的主要難點是：井口有漏點，但通過試壓無法確定具體漏失位置；進行過3次堵漏，全部失敗。接到方案時，該井處于無油層套管頭狀態（B公司采用機械式割刀對雙公短節進行切割，切割后拆掉了二級套管頭禁錮螺栓，拆卸二級套管頭），存在重大安全隱患，急需治理[4]。

為徹底消除隱患，并針對施工過程中可能遇見的各種難點，制定了兩套方案：第一套是對漏點以上（預判）套管取換套后管外采用新型堵劑進行封竄；第二套是在無法保證徹底修復時對產層、管內進行徹底封堵報廢。執行第一套方案，徐深A井即實現成功修復，施工過程如下：

徐深A井施工過程：利用樹脂水泥封堵Φ139.7 mm（5"）套管與Φ244.5 mm(9")技套環空（井口30 m深度）。候凝后，注N2試壓31 MPa，試壓合格，目前已恢復生產，技套壓力始終為0。該技術的成功應用，為大慶油田同類井封堵提供了借鑒方法。

2.2 深部套管漏失修復技術應用案例

汪深A井2014年7月完鉆，2015年驗漏發現插入密封處存在漏點。為進行套管壓裂，2015年9月下完井封隔器一體化管柱（圖3），提前坐封，坐封點位于漏點以上，無法實現壓裂。

解卡打撈井筒內卡阻管柱后，利用MIT測井技術，準確定位套管漏失井段深度；利用膨脹管加固技術完成了漏點加固，加固后試壓45 MPa。目前，該井已成功完成壓裂，壓裂23段、最高施工壓力39 MPa，為大慶油田同類井封堵施工提供了借鑒方法[5]。

表2 樹脂體系強度與樹脂摻量關系

表3 膨脹管技術指標

表3完井封隔器一體化管柱

3 結論

1）帶壓堵漏技術滿足井口壓力小于20 MPa的氣井堵漏施工。

2）樹脂水泥可以實現井口30 m范圍內管外氣竄封堵。

[1]張景富,俞慶森,徐明,等.G級油井水泥的水化及硬化[J].硅酸鹽學報,2002,30(2)：167-171.

[2]羅霄.固井防竄用彈性密封水泥漿體系研究[D].南京：南京工業大學,2010.

[3]高志強,騰新興.深化監督管理,完善監督職能,推動監督健康持續發展[J].石油工業技術監督,2012,28(10)：1-4.

[4]郝艷春,李超,樊文忠.以“風險預警”為核心的降成本修井模式[J]石油工業技術監督,2013,29(11)：32-35

[5]張艷娜,孫金生,王倩,等.國內外鉆井液技術新進展[J].2011,31(7)：47-54,62.

In order to solve the problems of the casing leakage and gas channeling outside casing of natural gas wells in Daqing Oilfield, the casing leakage repair technologies for shallow and deep casing are proposed,which effectively solve the problems that the seal of the gas channeling outside casing can not be finished using conventional plugging agent when the shallow casing leakage occurs,and the gas channeling outside deep casing can not be sealed,and provide reference for the improvement of well completion program and the prevention and control of gas channeling outside casing of similar gas wells.

casing leakage;gas channeling outside casing;gas sealing

賈強

2016-10-26

李霞（1971-），女，工程師，長期從事修井技術服務工作。