油水井高效修井技术探索

高文龙

(中国石油辽河油田公司沈阳采油厂，辽宁 新民 110316)

1999年以前，在Φ139.7mm套管井中Φ70mm以下的小通径套损井打通道技术的成功率很低，分析原因是Φ70mm的通径已经达到井眼直径的一半，找通道工具及找到通道后的后续整形扩径工具和工艺不配套。针对小通径套损井数逐年增加，而大修工具和大修工艺不配套，以致于使扩径成功率很低的问题，从1999年开始，开发研制了偏心胀管器、顿击器、活动肘节、活动式导引磨鞋、探针式铣锥、复式磨铣筒、滚动扶正器、钻压控制器和滚珠整形器9种小通径套损井整形扩径工具，以及6种钻具组合和相应的施工工艺。在现场应用中，通过不断完善找通道工艺方法，改进顿击头的材质，设计找偏磨铣筒，优选合适的工艺参数，形成了比较配套的小通径套损井扩径工艺技术。通过这6种修井钻具的单独或组合应用，打开错断井段的通道，为通径Φ40mm以上的错断井修复和实现无落物报废创造前提条件。

1 修井工艺的研究

对于小通径套损井段，由于通道小，套损部位形态各异，又可能存在落物鱼顶与之平齐等复杂情况，所以用一种工具来处理往往不能奏效，需要几种工具组合，分步处理。针对不同的套损形态，采用不同的工艺措施

（1）活动性错断：以胀为主；

（2）非活动性错断：以磨为主；

（3）严重变形：以套铣为主。

1.1 定向法打通道技术

通过对机械打通道技术的攻克，大幅度地提高了小通径套损井打通道的成功率。但是在现场试验中，发现仍然存在以下问题:

①探测手段简单，只能根据铅模印痕判断错断口通径的大小，无法确定其形态和方位；

②方法不科学，找通道时采用旋转试探的方法，认为方入较深处既是插进了下断口，具有一定的盲目性，有时造成误导，使工具磨铣出套管外而失败。根据以往小通径错断井旋转试探法磨铣打通道技术存在的缺点和不足，开展了定向磨铣打通道研究。将打通道工序分为定向找通道、扩通道和校直通道3个阶段。

1.2 聚能切割打通道技术

为了进一步提高小通径套损井打通道成功率和施工效率，针对通径小于Φ70mm套损并开展了聚能切割打通道技术研究。该技术是小通径套损井打通道的一项匹配技术，是对小通径套损井打通道已有技术的补充。

1.3 套管段铣技术

错断通径较小的套损井打通道成功率较低，找通道十分困难，但错断井段只是套管在一段很短的范围内发生弯曲变形乃至错断，设想研制一种工具，将发生弯曲变形或错断的套管完全铣掉，并扩大井眼的直径，使找通道变得容易，然后采用密封加固技术修复套损井段。

通过应用段铣工具铣掉弯曲变形或错断的套管，同时扩大井眼的直径，使错断井段上、下未损坏的原始状态的套管处在找通道工具能够顺利通过的状态，解决错断通径较小的套损井段打通道问题，进一步提高修井水平及修复率，为后续实现加固修复措施奠定基础。

1.4 水泥环修复技术

目前的修井工艺多种多样，但无论是胀管整形、磨铣，还是爆炸整形等打通道扩径工艺，都是利用机械力或爆炸所产生的压力对已损坏套管进行修复的一种修复手段；在外力的作用下，损坏的套管被尽量恢复至原通径，而套管外的水泥环也将受到外力的作用。通过近年来在大修中测得的41口井声波变密度资料证实可知：套损井段的水泥环有不同程度的损坏，而磨铣、胀管和爆炸整形对水泥环也有进一步的破坏，而且在整形部位上下也出现大段固井质量变差的现象。

水泥环的损坏会引发管外窜槽，使密封加固作用减弱。对比近年修前和修后声变资料，油水井的水泥环破坏率在50%以上，水泥环的损坏为套损井的修后生产留下了不稳定因素，由于水泥环损坏，造成管外窜槽，水窜入泥岩层而引发新的套损。

针对水泥环损坏严重且修复难度大的现象，工程技术人员对水泥环修复技术进行了研究。水泥环修复技术主要包括两方面的技术：一是对堵剂的优选；二是对堵剂注入技术的研究。

1.5 堵剂的注入技术

为保证不污染正常生产层，并且封堵有效和施工安全，现场采用如下工艺措施对水泥环进行修复。

根据大修后测得的声波变密度（或扇区水泥胶结）资料，确定损坏井段的位置；下入验窜管柱对损坏井段上下隔层进行验窜；下入由两级封隔器组成的平衡式丢手管柱，丢手管柱的上一级封隔器卡在距损坏井段底界以下15m左右的不窜槽的隔层上，下一级封隔器卡在射孔底界以下；填入废压裂砂10～15m；下入由752-7封隔器组成的注入管柱，752-7封隔器卡在距损坏井段顶界以上15～20m左右的不窜槽的隔层上；坐封封隔器后，计算在一定压力下单位时间内注入量；据此注入前置液，注入超细水泥浆（按封堵半径0.5m计算用浆盘），注入隔离液；投入胶塞；替入清水；当胶塞到达管柱的塞档时压力骤然升高，达到20MPa时关井，候凝48h以上；下入三牙轮式套管铣鞋，铣掉水泥塞；试压；测声变；确认达到修复要求后，冲砂；捞出丢失管柱；对套损井段密封加固；完成水泥环修复的全过程。

应用超细水泥浆作为堵剂的水泥环修复技术，因超细水泥浆具有良好的悬浮性、流变性和固化性能，使修复后的水泥环胶结指数大幅度提高，修后扇区水泥胶结指数可达到0.8以上，水泥石优良的抗渗透性、层间密封性和凝固性都增强了套管抵抗外力的能力。此技术的成功应用既修复了破损的水泥环，改善了固井质量，加大了安全生产的稳定性，又不污染油层，减弱或消除了窜槽现象。降低了由于水浸入泥岩地层而引发新套损的隐患。

2 高效修井技术措施

2.1 应用有效性系统管理方法提高油水井作业施工质量

有效性系统管理方法主要包括管理体制、管理方式、管理结构、管理思想、管理方法。因此，工作中我们大胆尝试这一新的管理方法，强化油水井大修作业管理，从而达到提高修复率的目的。

（1）运用有效性系统管理法，指导油水井作业管理工作实践。树立五个观念：树立管理和价值观念、树立有效的系统观念、树立有效的分配观念、树立有效的动态观念、树立反向思维、逆反观念。

（2）坚持五个追求。追求有效的工作成果、追求有效的质量、追求有效的协调、追求有效的激励、追求有效的运行。这种运行优劣的评价体现在管理事件或者是整体决策的有效性上。

（3）建立六个体系。有效性的决策体系、有效性的分配体系、有效性的经济核算体系、有效性的基础工作体系、有效性的研究与开发体系、有效性的民主管理体系。

2.2 精细井下工具管理

为确保油水井大修施工质量，在修井工具管理上做到严把"两关"。一是严把修井工具质量关。对自制和购进的修井工具做到每件都提前进行检测，合格的工具才能使用；二是严把修井工具使用关。

结语

在油水井的修井过程中，人的因素是关键的，一定要加强现场跟踪力度，实现关键工序全过程监督，一般工序抽查监督，有效提高作业施工质量。根据《油水井大修作业管理办法》，规范使用现场施工质量监督卡。尽最大努力解决修井施工中出现的问题，确保修井施工顺利进行，保证修井施工质量。

[1]宋治.《油井管与管柱技术及应用》.2007.

[2]《中国石油钻井》编辑委员会.《中国石油钻井 综合卷》.2007.

[3]刘东升.《油气井套损防治新技术》，石油工业出版社 ，2008.