小套管固井技术在吐哈油田套损井中的应用

王志平何 锋陈 平马 立石明江

1.吐哈油田分公司 井下技术作业公司 （新疆 鄯善 838200）

2.吐哈油田 鄯善采油厂 （新疆 鄯善 838200）

3.西南石油大学 电子信息工程学院 （四川 成都 610500）

小套管固井技术在吐哈油田套损井中的应用

王志平1何 锋1陈 平1马 立2石明江3

1.吐哈油田分公司 井下技术作业公司 （新疆 鄯善 838200）

2.吐哈油田 鄯善采油厂 （新疆 鄯善 838200）

3.西南石油大学 电子信息工程学院 （四川 成都 610500）

吐哈油田分公司丘陵油田地层复杂，且普遍采用高压注水、压裂、酸化等增产措施，导致套管变形较严重，并且部分套损井变形点较多、变形段较长，严重影响了油田的开发。油田采用小套管悬挂固井技术成功解决了深井套管变形段长，多点变形而无法修复的难题，现场应用效果好，为油田套损井治理探索出一套新工艺。

小套管 固井 套变 修复

引言

吐哈丘陵油田属于典型的低渗透砂岩断块油藏，油层埋藏深。在开发过程中，针对储层物性差的特点，普遍采用了高压注水、压裂、酸化等增产增注措施，加剧了套管损坏，并且部分套管变形严重，变形点多、变形段长，无法进行开采，严重影响了油田开发。

目前吐哈油田深井套变井治理主要采用以下修复技术：对于套管变形较小，且无破损的套变井采用液压胀套、滚压胀套等机械整形技术；对于套管错断、破损、变形段较短的套损井采用套管补贴技术；对部分高产井采用侧钻技术；而对于套管多点变形，变形段较长的套变井，采用上述修复方法，无法满足施工要求。

这类套变井修复主要存在以下难点：①套管变形程度和损坏方式确定困难；②地层情况复杂、套管变形段长、套管变形严重，通道修复难度大、风险高，容易将井眼丢失；③采用套管补贴、机械整形技术修复后套管很快又产生变形。吐哈油田针对这类套变井研究出了小套管悬挂固井技术，在现场应用中取得了较好的效果，成功解决了吐哈油田深井套管多点变形、长段变形而无法修复的难题,并且有成本低，成功率高等优势。

工艺原理

针对油田的实际情况，采用通井、打印、多臂井径测井仪测井等工艺，确定出套管变形情况和变形位置，然后根据套管变形尺寸的大小，依次选用大于最小通径4～6mm的复式铣锥对变形段通道进行修复至悬挂套管串所需求的通径，再采用套管悬挂器、管外封隔器、压差式分级注水泥器等辅助工具，将小于原井套管尺寸的套管悬挂在变形段或需要封堵的高压水层的位置，最后采用水泥固井，实现修复套损井的目的。

施工工艺

1 确定套管情况

采用铅模检测技术、多臂井径仪测井技术、鹰眼成像测井技术等套管诊断技术，确定出套管变形的具体位置和变形长度。

2 修复变形段通道

采用密度相对较高、稳定性好的泥浆做循环液，防止修复通道过程中地层出砂、地层坍塌和在套管通道修复后在起下过程中变形段再次缩径。根据井内不同情况采用不同的钻具组合方式。对于有通道存在的套损井主要采用领眼杆+复式铣锥+钻杆的导向型钻具组合；该钻具组合保证了磨铣工具在套管内磨铣，能有效防止套管开窗。对于套管变形严重或者措断的套变井，这类套变井大部分存在破口，为了防止磨铣工具顺着套管破口或变形部位磨出套管，主要采用复式铣锥+扶正器+钻铤+扶正器+钻杆的强制扶正钻具组合，该钻具组合保证了钻具磨铣的直线性，有效降低了修复通道时井眼丢失的风险。最后进行施工参数的优选，依次选用大于变形段最小通径4～6mm的复式铣锥，钻盘转速控制在20～40r/min，钻压控制在5～20kN，将变形段通径修复至固井管串所需通径。每次选用铣锥外径不能过大，严格执行施工参数防止套管开窗，造成井眼丢失。

3 小套管悬挂固井

以Φ139.7mm为例说明套管串的设计如图1所示，为了满足施工的要求可以采用以下3种组合形式。组合一:喇叭口+Φ114mm套管1根+盲板+HLT管外封隔器+Φ114mm套管1根+分级注水泥器+ Φ114mm套管短节 1根+浮箍+Φ114mm套管+ Φ114mm套管短节+空心胶塞+XG-YQ尾管悬挂器+送入钻杆。使用该套管串组合，修复后套管通径可达Φ102mm，但对变形段通道修复要求高，套管下入困难，施工难度大，主要用于变形段长度小于100m、地层稳定的套变井。组合二：喇叭口+Φ89mm套管1根+盲板+HLT管外封隔器+Φ89mm套管1根+分级注水泥器+Φ89mm套管短节1根+浮箍+ Φ89mm套管+Φ89mm套管短节+空心胶塞+XG-YQ尾管悬挂器+送入钻杆。该套管串组合，套管外径较小，对变形段通道的修复要求不高，但修复后通径较小。主要用于通道修复难度大的套变井。组合三：喇叭口+Φ95.25mm套管1根+盲板+HLT管外封隔器+ Φ95.25mm套管1根+分级注水泥器+Φ95.25mm套管短节1根+浮箍+Φ95.25mm套管+Φ95.25mm套管短节+空心胶塞+XG-YQ尾管悬挂器+送入钻杆。该套管串组合，套管接箍外径为Φ108mm，对变形段的通道修复要求不是很高；套管修复后通径为Φ84mm，可以满足修复后各种增产措施要求。

为了在老井套管内实现固井，设计使用套管弹性扶正器，在套损井段每1根套管安装1个扶正器，其余部位每3根套管安装1个扶正器。在直井中不考虑在重合段加钢性扶正器，避免因流通通道减小而增大环空施工阻力。悬挂器和管外封隔器入井前要认真检查坐封销钉，管外封隔器的坐封压力大于悬挂器坐封压力2～3MPa。套管串下至设计深度，上提钻具 1.0～1.5m，从油管正打压 6～8MPa，稳压5min，缓慢下放钻具，加压6～8t，将重量坐到悬挂器上，完成套管悬挂器悬挂；若挂不住，每次增加打压0.5～1.0MPa，然后下放管柱，直到管柱挂好为止。再从钻杆内部打压9～10MPa，稳压5min，完成管外封隔器坐封。继续正打压至18MPa，打开分级注水泥器，如果此时压力突然下降，套管返液，证明分级注水泥器打开，试拔插管做固井准备。

图1 套管串结构图

由于套管之间间隙较小，固井后水泥环较薄，选用流变性较好、强度较高的水泥体系的水泥浆。固井时顶替完水泥浆后，拔插管时，必须先正转钻具2～3圈，防止在水泥没有凝固前将尾管拔出悬挂位置。

4 钻塞完井

下入磨鞋钻掉小套管内部水泥塞、胶塞、浮箍及盲板，形成完井通道。小套管悬挂固井修复后套管通径较小，钻塞时严格控制钻压和转速，防止井内复杂情况。

现场实例

L616井是吐哈油田的一口套损井，套管在2 621.9～2 627.86m和2 785.76～2 790.948m发生严重变形，套管内径由Φ121mm缩小到最小通径为Φ94mm，并且套管在2 788m处发生破裂，生产工艺要求生产油层X11-2（3 061m-3 068.4m）和X13-2 (3 113m-3 119.8m)在变形段，封堵X11-2以上所有层位。由于该井2个变形段之间距离较长、变形段埋藏较深，并且该区块注水压力高，纵向上油水层位较多，采用套管补贴、取换套、液压胀套等修复工艺无法满足工艺要求，采用侧钻成本较高，因此决定采用小套管悬挂固井技术对其修复。根据该井地层压力特性选 1.25g/cm3泥浆作为循环液，依次选用Φ106mm、Φ110mm、Φ115mm、Φ118mm复式铣锥和导向型钻具将变形段通道修复至Φ118mm后，采用Φ118mm×4m通井规通井，确定井眼通道畅通后，下入结构Φ108mm喇叭口0.135m+Φ89mm套管短节2.02m+Φ108mm盲板0.2m+HXT-114套管外封隔器2.85m+Φ89mm套管9.58m+Φ108mm分级注水泥器1.30m+Φ89mm套管短节2.02m+Φ108mm浮箍0.25m+Φ89mm套管 517.70m+Φ89mm套管短节2m+Φ113mm空心胶塞0.47m+XG139.7mm(52■in)× 89mm(32■in)尾管悬挂器2.884m套管串固井，悬挂器深度为2 460.88m，悬挂长度为538.5m，恢复了该井的生产。

结论

小套管悬挂固井技术成功解决了吐哈油田油水井长变形段、多点变形的套损井无法修复的难题。采用小套管悬挂固井技术修复后，修复段套管抗外挤和抗剪能力高于套管补贴、套管整形等套损修复工艺，适用地层压力高、地层复杂的套变井。

[1]李广.悬挂小套管修复技术的施工工艺[J].胜利油田职工大学学报，2008（3）:62-63.

[2]韩殿军.套管损坏原因分析及补贴修复技术的应用[J].电大理工，2005（2）:27-28.

[3]邓歆.油气田套损井检测及修复技术[J].科技致富向导，2009（8）: 48-50.

[4]宋生奎，石永春，朱坤锋，等.输油管道修复业现状及其发展趋势[J].石油工程建设，2006（3）:7-11.

The hill oilfield in Turpan-Hami Oilfield Company has the complex strata,so it was exploited by the measures of high pressure water injection,fracturing,acidification.And this led to more severe casing deformation,numerous deformed points in some of casing damage wells and longer deformed segments,all of which affect the oilfield development.Therefore,Turpan-Hami Oilfield has successfully solved some difficult problems like the longer deformed segments in deep wells and difficult repairs at multi-point surface by the application of the cementing techniques of small casing.The site application of the technique has achieved good effect, and explored a new process for oilfields to deal with the deformation of oil casing wells.

small casing;cementing;casing deformation;restoration

王志平（1980-），男，工程师，大学本科，从事井下技术作业工作。

2010-03-22