燃氣動力套管補貼技術分析及應用

宋心慧

（山東匯通能源利用集團有限公司，山東 煙臺 264002）

油田開發后期，由于地質、腐蝕和工程施工等因素，造成大量油、氣、水井的套管變形、錯斷、縮徑，套管變形輕微時會影響油田的正常施工生產，降低油、氣產量；嚴重時會縮短生產井的壽命。國內各大油田的套管損壞率都超過30%以上，而老油田套管損壞逐年以10%左右的速度上升，因此修井質量決定了該井的最終產能。國內常用的修井技術通常是以具有一定鋼級的襯管作為補貼管，由于襯管不能夠膨脹，修補后，補貼管與套管之間結合不緊密，總會留有縫隙，在生產過程中容易再次損壞。柔性膨脹管技術是近年來最為先進的補貼技術，目前較完善的技術還只限于國外引進，而且均需要地面打壓管柱密封，操作復雜。

1 補貼原理

類似于膨脹管補貼技術在查找出套管破損點后，使用鉆桿在破損的套管內下入補貼管，補貼管的上下兩端帶有補貼裝置，通過投棒點火等方式引燃補貼工具中的火藥，上下兩端的補貼裝置獲得燃氣動力，完成破損套管加固。具體為利用火藥燃燒產生的高壓氣體，推動工具中活塞運動，將化學能轉化為機械功，使加固管上、下兩端的錐管與錨定裝置相對運動，迫使加固管兩端金屬錨擴徑，從而使加固管固定在破損套管處，管端的橡膠和軟金屬材料填充于套管和加固管之間的環空間隙中，起到密封加固作用。

2 工具參數

燃氣動力套管補貼技術適用范圍廣，可用于破裂、腐蝕穿孔、錯斷等套損井以及射孔段的封堵，也可用于永久性防砂和重造坐封段，并可進行全井段補貼。其主要技術參數如下：

補貼管長度：10-22.m 補貼管外徑：152mm

補貼管壁厚：5.0mm 錨定力：大于500KN

點火方式：撞擊點火 補貼后通徑：141mm

補貼管材質：20Cr 補貼段套管承壓：＞20MPa

釋放套規格：400kN 耐溫指標：180℃/24h

3 施工工藝

1）起出井內管柱，并撈出井底落物；2）丈量補貼工具管柱尺寸，根數要準確，記錄詳細，管柱排列有序；3）用套管刮削器刮削井壁污垢；4）下光油管（或帶筆尖）至人工井底，用冷（熱）水洗井（水的溫度依據井內含油含蠟量來確定）或沖砂，起出油管；5）用模擬管通過破裂段10m，夾持力（加壓，提升力）不得超過20kN，模擬管在變形破裂段上下活動不少于5次，至夾持力小于20kN時，起出管柱；6）補貼加固管下至破裂上端點前10m，下放速度減慢，觀察負荷變化，緩慢將補貼管下至設計位置下0.5m后（補貼管下端點）上提至設計位置，并復核確定；7）磁定位器確定補貼深度；8）正洗井（視情況而定）；9）投棒點火，30min后起出管柱；10）按設計方案打壓。

4 燃氣動力套管補貼技術現場應用

4.1 前期井眼準備

前期井眼準備目的是修復套管，打通套管變形、錯斷通道，使膨脹管能下到設計位置，對補貼段上下5米范圍進行修整整型，去掉原套管內壁上的水泥殘渣、毛刺、死油和硬蠟等物，同時證實漏失段，提供準確的補貼段。起出井下原生產管柱后，進行刮臘、熱洗、通井，然后找漏，找準并證實漏失段后，確定補貼位置，并對欲補貼段依次用彈簧式套管刮削器和定徑刮銑器反復刮削至暢通。去掉原套管內壁上的水泥殘渣、毛刺、死油和硬臘等物。定徑刮管的目的是使補貼段內徑統一，降低施工風險，保證脹管過程順利完成。定徑擴眼段為補貼段及上下各3～5m。

4.2 補貼

在地面將膨脹管專用提升短節與第一根膨脹管上端螺紋連接，緩慢下井。當膨脹管上端距離轉盤500mm時用安全卡瓦坐在井口上，拆除專用提升短節。接著下入所有膨脹管，將最后一根膨脹管，用卡瓦坐在井口上，拆除提升短接，下入連接桿+Φ73mm外加厚油管，將連接桿與油管連接，按順序下入膨脹管中。觀察下入長度，當下入長度接近膨脹管長度時，緩慢下放管柱，并將管柱全部重量坐放在膨脹錐上，這時連接桿卡簧應該進入膨脹錐并連接。驗證鎖緊裝置連接：上提下放管柱兩次（約1m），如果膨脹管柱隨著提起則證明連接桿上的鎖緊裝置與膨脹錐已連接好。

4.3 下入全部入井油管

下入整個Φ73mm外加厚油管，使膨脹管柱上端準確位于設計補貼井段上端。下放過程中每下放200米將管柱內灌滿清水。下放完畢后，校核指重表、記錄管柱懸重、接好打壓接頭，按設計方余在管柱上做好標記，在設計方入位置提著管柱保持靜止。連接高壓軟管，將泵站的安全溢流壓力調定為45Mpa。

4.4 后期施工

應用燃氣動力補貼技術密封加固后，在補貼管和上端口和套管內壁之間存在臺階（有倒角），因此下井施工管柱通過補貼段的全部凸出部位都需倒角，管柱最下端需帶引鞋。

5 結語

燃氣動力套管補貼技術為油田套損井的修復提供了一種先進手段。該技術工作原理新穎，施工工藝簡單，效果優良，經濟實用，具有廣泛的推廣應用價值。但在其應用中也存在器材系列不夠，不能滿足各種規格的API套管、國產套管及前蘇聯套管等的補貼加固需要；超高溫井適應性差，難以滿足熱采稠油井、注氣井的補貼加固需要；承受外壓能力尚需提高等問題。