油田套損井修復技術研究

孫金朝

摘要：隨著開發時間的延長，套管損壞情況越來越嚴重，不少生產井因此而減產、停產或者報廢。雖然目前的各種套管檢測、整形和修復等工藝層出不窮，但仍存在一些弊端，影響修套成功率。本文通過對套損井機理研究、套損類型細分、工具效果評價、新型修套工具研制等，形成適用的套管修復和加固模式等，實現快速、有效、低成本修復損壞套管的目的。

關鍵詞：套管；損壞；修套；工具；整形

目前套損井的數量不斷增加。套損井的增加會影響采油的效率，因此在施工過程中，套損井的修復對于整個施工過程來說是一個十分重要的環節。本文通過介紹在套損井側斜修井的幾項技術，提出了在套損井側斜修井技術的實施過程中應注意的問題，對于相關施工作業有著重要的指導意義。

1.側斜修井技術簡介

1.1側斜修井技術的簡述

側斜修井技術是修井施工中經常使用的一種技術。這種修井方法比其他的修井方法有獨特的優勢。采油定向工具和鉆具是側斜修井技術的一個突出的特點。在修復過程中，施工方一般在原來的舊井眼中擷取一定的縱向深度進行施工。通過預定法案按照一定的方向進行側斜的鉆井。在此過程中繞開深度下邊的套管和井眼，目的便是避開之前的舊井眼，重新使其出現新的井眼，根據鉆井軌跡的設計進行施工、對井眼軌跡的控制目標進行檢測，用新的套管固井。側斜修井的主要技術指標有：井斜角要小于3度，目的層水平位移要小于30米。這種鉆孔技術使得原井的地面位置不變，通過上述方法進行鉆井，使新的井底和原來的底部產生一定的距離，基本上保持垂直井的應有特點，不會影響原井網部署的發展。這種套損井側斜修井技術對于已經廢棄的油井的修復提供了一種新的思路和新的方法途徑。

1.2側斜修井技術在修井過程中的具體的應用

側斜修井技術對于廢棄井的修復起到了至關重要的作用，同時也是套損井恢復生產的一項重要的技術。根據實踐經驗可以總結為以下幾點：

（1）對于套損深度的要求是側斜修井技術應用的一個至關重要的前提。就目前的修井技術而言，套損深度若是沒有超過800米的套損井，不便使用側斜修井技術進行修井。

（2）在開放通道進行取套沒有成功的油水井，對油井射孔段的密封條件的全面評估后確認已徹底封固的條件下，可以應用于恢復生產技術。

（3）對于井塌、吐沙嚴重，井下落物卡阻無法打撈的油井，可以應用側斜技術恢復生產。因此，側斜修井技術有著較好的應用價值和廣泛的應用前景。

2.套管損壞井修復工藝技術研究

對于套管損壞井的修復處理，經過近多年的摸索和現場實踐，已經取得了較大突破，但是在部分套損井修復中，還存在一些技術難點，如套損井段的長度和最小縮徑很難檢測、頻繁更換整形工具級數和地面無法判斷銑錐的磨銑狀態等等，以上關鍵技術有可能造成工序無效或側開套管等，影響大修成功率。為此研究合理的檢測工具、整形工具和磨銑工具是實現高效修復套損井的關鍵。

2.1液壓分瓣側面鉛模的研制

液壓分瓣側面鉛印可探視套管腐蝕、穿孔、錯斷的形狀和長度，真實準確反映井下套管側壁損壞情況，在打印前后，鉛模收縮在剛體內，避免了起下井時刮碰鉛模，保證了鉛模打印前后，鉛模無損傷。

2.2多級組合鋼球整形器的研制

該種整形器的形狀類似于梨形脹管器和長錐面脹管器，從原理上講又類似于偏心滾子整形器，可一次性修整較大尺寸的套管縮徑，減少更換脹管器次數，且滾動摩擦，減小了鉆桿的扭距，避免了整形工具易卡鉆的缺點，提高整形的效率。

2.3套管損壞井加固工藝技術研究

對于大修修復后的套管，一般原則是若能滿足要求，可以直接完井生產，對于套管變形嚴重或者磨銑井段較長的，則實施加固處理。

2.4油水井套管貼堵工藝技術

該工藝技術適應于補貼井段較長且距離油層較遠，它不同于傳統的機械補貼和液壓補貼，它是在套管與油管環形空間下入專用貼堵管，選擇合理的施工工藝，將特殊體系的水泥漿注入套管與貼堵管環形空間，構筑水泥和貼堵管雙層封堵屏障，達到對套管修復或漏失段的封堵。

2.5油水井柔性防砂加固工藝技術

柔性防砂加固工藝就是變傳統的剛性防砂為柔性防砂，可以一次性完成防砂、沖砂一體化的工藝技術，是針對長井段套管修復加固的一種方式。通過研究配套工具和管柱組合，最終形成了柔性防砂沖砂一體管柱。

3.對于側斜井修井技術的研究探討

3.1側斜井井身剖面設計方法研究

側斜井修井技術是針對老油水井進行的修復技術，這項技術一般應用在老化的油區。與此同時，經過油氣田的不斷開發，原來的油田網絡也不斷的產生變化。每個井之間的距離漸漸變小，井眼剖面邊坡的設計應該充分考慮這些變化。通過研究不同井網對井身剖面設計的影響，不論是四點法井網、五點法井網還是九點法井網，對側斜井身剖面設計影響最關鍵的因素是井網中的各井間距和各井眼的軌跡與方位。除對距離較近的井眼，必需進行防碰計算外，還應考慮將井眼的設計方位錯開。通過筆者多年實踐的經驗以及外國先進國家的研究表明在施工過程中側斜井井身的井斜角若是超過3度，便不能達到預期的效果。因為角度小，在實踐中由于地層和井之間的異質性，會出現不容易形成新的井眼的現象。根據實踐經驗來看側斜井井身剖面設計包括：側斜井靶區設計、取套點深度和側斜點優選以及側斜井剖面設計。根據邊坡的特殊要求，結合剖面設計的原則，該地區的地質特征，套銑套管損壞具體情況，可選的范圍可以確定，以及邊坡，邊坡的下限值都可以確定。

3.2斜井實鉆軌道的防碰分析

側斜井修井技術是一項非常復雜的技術，在實施此技術的時候要籌劃周密，還要保證施工的安全，降低成本。斜井實鉆軌道的防碰施工顯得更加重要，要求在施工過程中盡可能沿著預先設計好的軌道進行。并且要求設計方能夠準確無誤的對軌道進行精確的計算和設計。

所得到的數據分析，只能了解一些分散的點。這樣要計算實鉆軌道的參數，只能進行假設。依據不同的假設條件形成不同的計算方法，應用圓柱螺線法（曲率半徑法）可以滿足側斜井施工的要求。在進行側斜修井施工時要注意兩個因素，一是實鉆軌道的變化和趨勢，二是預先設計的軌道和變化趨勢。這是保證施工質量的兩個重要因素。在施工過程中要注意兩者的偏差，以防止碰撞的發生。另外，舊井和相鄰井的井眼向撞也是施工中常見到的問題，解決這一問題需要分析井眼軌道之間的相互關系，井眼軌道間的相互關系可由最近距離、法面距離和水平距離三種來描述。井眼軌跡之間的最近距離是主要用于防止觸摸技術，用于比較實際鉆井軌跡和表面之間的距離偏差度軌道的設計方法，有時也可以用來防止防碰撞檢測。

3.3側斜井井眼軌跡預測方法分析

預測的指導思想便是用你自己的數據來確定設計點或鉆頂角和方位角的預測值，通過調查預測的參數計算方法，計算最小距離，表面距離，用來表達鉆孔軌跡平面距離之間的關系，實現防碰預測的目標。側斜井井眼軌跡控制的方法就是通過計算和調整鉆進時的井斜和方位兩個方向上的合側向力，根據需要調整井眼軌跡。在施工中，通過側向力的大小來預測井眼軌跡，還可以根據井眼軌跡的變化需要調整側向力的大小，從而達到井眼軌跡控制的邊坡的目的。

4.結論與認識

套損井側斜修井技術在修復套損井等廢棄的舊井方面起到了重要的作用，由于目前我國修井技術還不處于世界的先進水平，因此在套損井測斜修井方面還面臨著諸如設備老化，修井成本低等問題。這些問題的解決也需要相當長的時間。

參考文獻

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[2]胡文瑞.增加壁厚是延長隴東油區套管使用壽命的重要方法[J]石油鉆采工藝，2012，22（1）

（作者單位：中國石化中原石油工程有限公司井下特種作業公司技術發展中心）