膨胀管套管补贴技术应用

王岷君　张超群

摘要：随着老君庙油田开发时间的延长，大部分生产井的套管都存在损坏现象，并且损坏形式复杂多样，常规的套管修复技术在处理复杂地层时往往表现出施工周期长、投入成本大、修复成功率较低。套管补贴技术的引进和应用，解决了上述难题，提高了修井效率。文章对膨胀管套管补贴技术原理及现场应用进行了初步探讨。

关键词：膨胀管套管补贴技术；套损井修复；膨胀管规格

中图分类号：X799.5

文献标识码：A

文章编号：1674-1145(2009)-02-0112-02

随着老君庙油田开发时间延长，套损井逐年增多。套管变形、破裂、错断等套坏类型复杂，另外，受注水开发影响，老君庙油田井下地质结构复杂多变，较多的坏套井都存在溢流量较大、大量吐砂、出红泥浆等现象，这些情况的存在，给我们封堵工作带来了很多困难。有些套管损坏井，由于管外水泥返高较低，或套管管外水泥环损坏，造成套管漏失，常规挤水泥封堵效果较差；有些油水井上部套管损坏，如采取衬补措施则衬补段较长。应用膨胀管套管补贴技术解决了多井段套损漏失导致油水井不能正常生产的矛盾，取得较好效果。2008年9月，老君庙油田710井和H289井两口套损漏失井应用了该技术，一次成功率达100％，有效率100％。

膨胀管技术是上世纪九十年代产生并发展起来的一项新技术，是21世纪石油工业发展的核心技术之一。膨胀管是一种由特殊材料制成、具有良好塑性的金属钢管，下入井内后可通过机械或液压的方法在直径方向膨胀10％～30％左右，以满足不同工艺的要求；同时，在冷做硬化效应下，管材强度和刚性得到提高，膨胀变形后的机械性能达到API标准J55钢级套管的同等水平。

一、膨胀管套管补贴技术原理

膨胀管套管补贴是对套损井段进行整形或磨铣处理后，用油管将膨胀管管柱下至需要补贴修复段深度，在地面用高压泵向油管内打压，当膨胀管发射腔内压力达到一定数值后，膨胀锥推动油管与油管一起上行，当膨胀锥上行距离超过膨胀管柱长度时，油套连通。泵压下降，膨胀管完成膨胀，且紧贴于基础套管内壁，达到锚定、密封与修复要求。然后起出油管、钻通膨胀管柱下丝堵，完成修复。

打压接头——连接打压管线及油管，高压液体入口。

油管接箍——连接打压接头。

21/2'外加厚油管——连接膨胀连接杆，打压膨胀时随膨胀锥上升。

膨胀螺纹——连接膨胀管柱，实现多段长距离膨胀。

膨胀管——打压膨胀后紧贴基础套管破损部位，以达到修复目的。

Ф1397基础套管——Ф139壁厚为7mm的基础套管。

连接杆一连接油管及膨胀器。

膨胀器——膨胀锥，打压膨胀时胀开膨胀管柱。

下丝堵——膨胀时起封压作用。

膨胀管套管补贴技术指标如下：

1.膨胀管锚定力达到500kN以上；

2.修复后，通径尺寸最大，可达到108mm；

3.液体密封能力强，抗外压＞15Mpa，抗内压＞45MPa：

4.膨胀后套管强度高，可达到J55钢级；

5.可进行长段套损井修复，目前施工长度大于150m。

二、膨胀管套管补贴现场应用

2008年9月份开始，大修队承担了老君庙作业区套管补贴施工任务。成功完成了710井、H289井的膨胀管套管补贴施工。其中710井套管在26～42m套管漏失，由于堵漏段封堵效果较差，地面水、地面砂经常渗漏，导致该井经常卡钻。无法正常生产，也无法进行压裂改造。因此决定对漏失段进行膨胀管套管补贴，使其恢复正常生产。H289井在2002年找漏时发现套管在681.75～699.66m漏失，数次挤水泥封堵但效果不佳，为日后正常生产和改造需要，决定对该漏失段进行补贴。

710井和11289井施工所用膨胀管规格和补贴后套管技术参数如下表：

本文以H289井施工为例，介绍膨胀管套管补贴施工工艺工序。H289井套管外径139.7mm，内径124.26mm，水泥面867.79m。设计要求下114mm膨胀管对681.75～699.96m段套管补贴。

1.前期井眼准备。前期井眼准备目的是修复套管，打通套管变形、错断通道，使膨胀管能下到设计位置，对补贴段上下5米范围进行修整整型，去掉原套管内壁上的水泥残渣、毛刺、死油和硬蜡等物，同时证实漏失段，提供准确的补贴段。

(1)起出井下原生产管柱后，下4P73mm斜尖+Ф73mm油管，探砂面，根据砂面高低情况填砂或冲砂，使砂面在孔段以上，避免下步刮蜡、热洗时污染油层。该井孔段顶部784m，施工时填砂至5770.54m。

(2)刮蜡、热洗。Ф73mm油管5根+中119mm×2.27m刮蜡器+Ф73mm钻杆，由井口刮蜡至砂面。起出井下管柱后，下Ф73mm油管，接高温熔蜡车，正循环热洗至井筒进出口水质一致。热洗时要求进口温度不小于85℃，出口温度不小于55％。在H289井施工时，进口温度为95℃，出口温度达85℃。

(3)通井。证实套管通径，保证找漏管柱和膨胀管管柱畅通下入。下中Ф18Mm通井规+Ф673mm油管，通井至砂面770.84m。

(4)找漏。下38Mm×0.18m球座1个+Ф115mm×0.82m压差式封隔器1个+745-5×0.49m定压凡尔1个+Ф73mm间管1根+Ф115mm×0.82m压差式封隔器1个+Ф73mm油管71根，找漏证实漏失段。

(5)刮削、定径刮管。首先下GX140T型弹簧式套管刮削器+Ф73mm钻杆，从井口刮削至774.0m，对套管破损段反复刮削直至畅通。然后下GXQ-124mm定径刮铣器+Ф73mm钻杆，对680～707.33m欲补贴段反复刮削至畅通。

下刮削器刮管，去掉原套管内壁上的水泥残渣、毛刺、死油和硬腊等物。定径刮管的目的是使补贴段内径统一，降低施工风险。保证胀管过程顺利完成。定径扩眼段为补贴段及上下各3～5m。通过刮管从而保证膨胀管柱能够顺利下到预定位置，保证膨胀管补贴时能够有效贴合密封。

2.补贴

(1)在地面将膨胀管专用提升短节与第一根膨胀管上端螺纹连接，缓慢下井。当膨胀管上端距离转盘500mm时用安全卡瓦坐在井口上，拆除专用提升短节。接着下人所有膨胀管，将最后一根膨胀管，用卡瓦坐在井口上，拆除提升短接，下人连接杆+Ф73mm外加厚油管，将连接杆与油管连接，按顺序下人膨胀管中。观察下人长度，当下人长度接近膨胀管长度时，缓慢下放管柱，并将管柱全部重量坐放在膨胀锥上，这时连接杆卡簧应该进入膨胀锥并连接。验证锁紧装置连接：上提下放管柱两次(约1m)，如果膨胀管柱随着提起则证明连接杆上的锁紧装置与膨胀锥已连接好。下入全部入井油管：下入整个ФP73mm外加厚油管，使膨胀管柱上端准确位于设计补贴井段上端。下放过程中每下放200米将管柱内灌满清水。下放完毕后，校核指重表、记录管柱悬重、接好打压接头，按设计方余在管

柱上做好标记，在设计方入位置提着管柱保持静止。连接高压软管，将泵站的安全溢流压力调定为45Mpa。此次施工共下Ф114mm膨胀管4根，膨胀管上端面深度676m，管脚深度704.87m。

(2)膨胀管胀管：启动泵站，并将泵站的输出排量调定到15L/min，开始打压胀管。观察记录泵站压力表读数，当压力表读数达到低于安全溢流压力45Mpa的一个峰值读数时开始胀管，司钻应仔细观察指重表读数，当指重表读数低于原始记录4～5吨时应上提管柱，使指重表指针回到原位置。连续重复几次，直到管柱上行1m以上。停泵，卸压，上提10吨，管柱不动则表明膨胀管柱已悬挂在套管上。

(3)膨胀管打压：重新启动泵站，将泵站的输出排量调定到25L/min，继续打压胀管，管柱上行(这时将上提力加到5～6吨，观察记录泵站压力表读数)。当第一个油管接箍露出钻台面后，上吊卡并将管柱坐放在井口。拆开高压软管与泵站的连接，将软管盘起捆绑在油管管柱上。甩掉第一根油管，重新将打压接头连接在管柱上，接好高压软管继续打压胀管。管柱上行2m时，上提力增加到5～10吨；管柱上行膨胀管全长时。泵站压力会突降，表明胀管结束。膨胀管完成整体膨胀，紧贴于套管，达到锚定、密封与修复要求。卸压停泵，拆除打压接头与高压管线，起出入井管柱。

施工时需注意：

1)膨胀打压过程中无关人员远离高压区域。

2)打压过程中若泵站压力表读数达到安全溢流压力45MPa管柱仍然没有上行，应停泵分析原因并采取相应措施，严禁随意提高施工作业泵压。

3)停泵前要保证彻底卸压，以免带压操作出现危险。

4)在起出入井管柱时只能上提，不准下放管柱。以防止膨胀锥损坏膨胀管柱上口。

3.后期施工

(I)试压。验证补贴管密封情况。全井筒试压15MPa，稳压30min，结论试压合格。起钻完。

(2)钻通下堵头。下垂100.m×0.21m磨鞋1个+4Ф60.3mm钻杆6根+Ф73mm钻杆68根，探塞H:704.87m，钻通下丝堵，放空至H:725m。

(3)整修上口。下Ф120mm×0.65m_h修口器1个+Ф73mm钻杆70根，下探至H:676m，修贴补管上端面完。

至此，膨胀管补贴施工全部完成。H289井于9月16日搬迁上修，至9月22日完井，历时7天，生产一次成功率和施工质量合格率均达100％。

三、结论

实体膨胀管套管补贴技术通过冷挤扩张的方法使套管达到要求尺寸，从而达到修补损坏套管的目的。操作简单方便，悬挂力度大，不易松动脱落，密封可靠，耐高温，适用于套管损坏的任意井深，适用套管损坏的类型广，如变形套管整形后的加固、破裂套管的修复、漏失井段的封堵等，实体膨胀管套管与原井套管形成双层套管，提高了套管的强度，延长了套管的使用寿命，对套损井的修复有较强的适应性。膨胀管套管补贴技术在老君庙油田的成功应用，使我们在套损井修复方面多了一项新型手段。