液压扩径整形技术在套管变形井杜813－42－63中的应用

曾立桂

(中油辽河油田公司，辽宁 盘锦 124109)

液压扩径整形技术在套管变形井杜813－42－63中的应用

曾立桂

(中油辽河油田公司，辽宁 盘锦 124109)

针对常规套管整形技术在套管变形井应用中存在的技术缺欠，研究并应用了液压扩径整形技术。该技术利用小修设备及高效液压整形工具对油水井套管变形部位进行液压整形，达到缩短修井周期、提高修井效率、最大限度恢复套管通径以及提高套管变形井产能的目的，为套管变形井的修复提供了强有力的技术支持，并在曙光油田杜813－42－63井得到成功应用。现场应用结果表明，该技术施工简便，使用安全，整形效果显著，在套损井治理工作中具有较好的推广应用前景。

套管整形;修复技术;套管变形井;杜813－42－63井;应用

引 言

随着油田开发时间的延续及稠油井吞吐轮次的增多，套管变形井逐年增多，制约了油气井正常选配注、压裂、补孔等增产作业工艺措施的实施，严重影响了油气田的开采速度和最终采收率。由于缩径引起的套损比例较大，是套损井修复中要重点解决的问题，而现有的缩径整形技术，主要有机械墩压及爆炸扩径等，这些工艺施工风险大，成本高，给作业造成很大困难，甚至会产生不安全隐患，对套管危害无法预测，成功率较低，极有可能造成不必要的经济损失;而采用大修手段修复该类油水井成本高、周期长。针对以上问题，结合辽河油区油井特点及国内外套管整形现状，研究开发出了套管变形井液压扩径整形技术，并成功应用于现场。本文主要介绍了套管变形井液压扩径整形技术的结构、工作原理、技术特点及在杜813稠油区块的应用情况，为套损井的修复提供新的技术支撑。

1 套管变形井液压扩径整形技术

1.1 结构

1.1.1 液压扩径整形器

液压扩径整形器由有锥形头部的外壳、芯轴及若干个钢球构成(图1)。该整形器由数百个变径钢球按一定的规律排列，对套管内壁进行滚压，胀头直径自动增加到预先设定的尺寸，将套管恢复到原有的通径。

图1 滚压扩径整形器示意图

1.1.2 水力锚

水力锚采用多级压裂式，主要由锚体、防砂管、弹簧片、锚牙、螺钉、密封圈以及压条构成。由于整形压力较大，为确保管柱具有足够的锚定力，必须配备多组水力锚，配备数量根据整形压力确定，其规格按所要修复的套管尺寸来选择。

1.1.3 液压增压器

液压增压器采用液压增压原理，将一定的液压动能转换为整形所需的机械动能，主要由上接头、缸套、内管、泄压套、活塞、钢球以及下接头构成。

1.2 工作原理

将整形工具下到套损位置后，地面动力经液压设备增压后在胀压设备上产生强大的胀压力，使数百个钢球扩径后以一定的规律排列，并顺势向下滚动，将套管内径恢复到圆形，反复滚压完毕后，钢球回到初始状态，上提管柱完成整个工艺。

1.3 技术参数

该设备在套管内表面形成880～1 600 MPa的压力，内径为 ø124 mm的套管整形后可恢复到ø116～ ø118 mm，内径为 ø161.7 mm 的套管整形后可恢复到ø146～ø156 mm，内径为ø159.4 mm的套管整形后可恢复到ø144～ø154 mm。

1.4 技术特点

液压扩径整形技术特点主要包括:①操作安全可靠，整形效果好;②可实现长距离连续整形;③泄压装置使施工过程显示明显，便于现场操作;④具有防卡、防脱、复位功能;⑤整形后可直接进行补贴;⑥利用小修设备即可实施套管整形。

2 现场应用情况及效果

2.1 现场应用情况

曙光油田杜813－42－63井位于6区12号站，属于杜813超稠油区块，2005年6月15日投产。该井因套管漏失，严重出水及789.0 m处套管缩径(大径为 ø150 mm，小径为 ø144 mm)，不能正常实施机械堵水，于2009年3月因高含水关井。2010年1月对该井实施液压扩径整形技术。该井套管变形位置为790.62～794.00 m，施工中选用ø146、ø154、ø155 mm 变径滚压胀头，5 次整形后ø152 mm×1.2 m通井规顺利通过套管变形井段，其整形管柱见图2。

图2 杜813－42－63井液压扩径整形管柱

2.1.1 整形施工过程

第1次整形施工:下入 ø154 mm整形器至790.62 m，对油管加压为10—20—25 MPa，整形管柱从790.62 m开始经3次反复整形至792.72 m后遇阻无进尺，起出管柱带出ø154 mm整形器。

第2次整形施工:下入 ø146 mm整形器至793.0 m，对油管加压为10 MPa，进尺1 m后无遇阻情况，下探5m后起出管柱带出ø146 mm整形器。

第3次整形施工:下入 ø154 mm整形器至791.0 m，对油管加压为10 MPa，进尺3 m至794.0 m后无遇阻情况，下探5 m后起出整形管柱。

第4次整形施工:下入ø155 mm整形器(整形最大外径达到ø159 mm)至791.0 m。对油管加压为15—10—5 MPa，管柱漏失严重，整形无进尺，起出管柱。

第5次整形施工:下入ø155 mm整形器，下入深度为791.05 m，对油管加压为10 MPa，进尺3 m，整形至794.0 m后无遇阻情况，在整形井段反复整形12次后，下探至801 m遇阻，根据遇阻深度判断整形器已过套管变形位置，而上部增压器外径大，尺寸长，未能探过套管变形位置791.05 m。分析认为，套管弯曲，无法探视下部套管情况。

2.1.2 整形后套管验证情况

杜813－42－63井套管内径为ø159.42 mm，根据技术标准选用ø152 mm×1.2 m通井规，通井至套管变形位置790.61～794.00 m时无遇阻显示，后一直通至817.19 m，达到设计要求，整形后顺利进行卡封(Y211－150封隔器下深为772.57 m，Y341－150封隔器下深为809.98 m)作业。

2.2 效果评价

整形后选用机械堵水下泵生产，措施后，平均日产油为9.1 t/d，见到良好的生产效果。截至2011年6月16日，已累计增油3 934 t，3轮次注汽后套管仍完好，没有出现套管破损扭曲等问题，且整形后未重新缩径。该井具体生产情况见图3。

图3 杜813－42－63井整形后生产曲线

3 结论与建议

(1)液压扩径整形技术解决了以往整形技术存在的诸多问题。该技术利用小修设备及高效液压整形工具对油水井套管变形部位进行液压整形，达到缩短修井周期，提高修井效率，最大限度恢复套管通径，提高套管变形井产能的目的。

(2)高效胀管整形工具将液压与机械方式相结合，在原有整形工具的基础上进行了创新，改善了普通整形工具效率低、效果差的状况。

(3)采用液压提供动力，整形力大小不再依赖作业设备，同时利用液压力易于改变、易于控制的特点，可以准确控制胀头膨胀力。

(4)利用该技术对套管进行整形，既可节省作业成本，又可减少对套管的危害。该技术突出的优点决定了其广阔的应用前景。

(5)建议增压器型号应多样化，并合理选择，减少因增压器外径太大或套管弯曲而导致整形工具无法下到待整形位置。

(6)整形前要确保泄压阀性能良好，避免整形时因泄压阀故障而无法正常起压。

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Application of casing reshaping by hydraulic reaming technique to casing deformation well Du813－42－63

ZENG Li－gui
(Liaohe Oilfield Company，PetroChina，Panjin，Liaoning 124109，China)

The conventional casing reshaping technique has its limitations，so a hydraulic reaming reshaping technique was developed and applied in the paper．The technique uses small－scale workover equipment and high－efficiency hydraulic reshaping tools to hydraulically reshape the deformed section of the casing in oil or water wells，shortening the workover period，improving the workover efficiency，restoring the drift diameter of casing to the greatest extent，improving the productivity of casing deformation wells and providing a strong technical support for the repair of casing deformation wells．It has been successfully used in well Du813－42－63 in Shuguang Oilfield．The results indicate that the technique is simple and safe，and has a promising future in its application．

casing shaping;repairing technology;casing deformation well;Shuguang oilfield

TE358

A

1006－6535(2011)06－0120－03

20110422;改回日期20110620

中油辽河油田公司科技攻关项目“套变井液压整形技术”部分内容(SGKJ2010－04)

曾立桂(1983－)，男，助理工程师，2006年毕业于长江大学石油工程专业，现从事修井技术研究工作。

编辑 王 昱