套管补贴技术在切12-10-11井中的应用

程斌（青海油田井下作业公司 青海 茫崖 816400）

一、可膨胀管套管补贴原理及关键技术

1.可膨胀管工作原理

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，以满足不同的工艺要求，同时，在冷作硬化效应下，管材强度和刚性得到提高，针对不同井况，膨胀变形后的机械性能可达到 API J55套管钢级的同等水平，甚至达到或超过API N80套管钢级对膨胀管实施膨胀的工艺过程，实际上是改变了膨胀管的组织结构和机械性能，强度指标得到了提高，而塑性指标下降通过选择或调整膨胀管管材、控制膨胀率等技术手段，可以在完成膨胀后获得满意的机械性能指标，从而满足石油工程的使用要求。

可膨胀管膨胀的工作过程简单描述如图 1所示，首先对套损井段进行整形或磨铣处理，通过油管将膨胀管管柱下至需补贴加固的井段，在地面用高压泵向油管内打压，当达到一定压力后，膨胀锥推动油管上行，当膨胀锥上行至膨胀管上端时，油套连通，泵压下降，膨胀管完成整体膨胀，紧贴于套管，达到锚定与密封，然后起出油管，钻通膨胀管柱下丝堵，完成修复。

2.可膨胀管管柱结构及膨胀锥

可膨胀管管柱主要由下封头、膨胀器、连接杆、膨胀管、密封环、油管、打压接头等部分组成（见图 2），其中膨胀器是由膨胀管尾和膨胀锥组成膨胀工具最主要的是膨胀锥，目前膨胀锥主要分为固定式和变径式两种，膨胀锥在作业时将受到很大的界面压力，因此在设计制造膨胀锥的时候需要考虑机构形式、材质和润滑等问题，要求制造的膨胀锥具有足够的强度 耐冲击性 耐磨损 耐腐蚀等。

二、可膨胀管技术的应用

近年来，国内多家大油田先后引进或研发了可膨胀管技术，可膨胀管也已经应用于补贴、完井等各种井型，大深度井、水平井都已经成功进行了实践。2011年9月青海钻井公司在青海油田第一次运用并成功完成了切12-10-11井完井中套管脱落的补贴工作。

1.切12-10-11井的基本技术参数

井名：切12-10-11井

地理位置：青海省海西州茫崖行署委花土沟镇切克里克地区

构造位置：青海省柴达木盆地西部凹陷区昆北断阶带切十二号构造

井位坐标：X：4194866.30 Y:16316598.80

井型：直井

人工井底：1995.00m

油补距：5.40m

表层套管管串：244.50mm×J55×8.93mm×202.30m

﹥油层套管管串：139.7mm×N80L/BG110TT×9.17/10.54mm×2010.00m

﹥短套位置：1868.31-1872.00m（长3.69m）

﹥故障原因：固井施工替浆过程中，套管滑扣脱落

2.切12-10-11井套管断脱点

该井根据完井后声幅固井质量检测，在井深993.50-997.50m处套管脱落。

3.切12-10-11井套管补贴方案

经过对切12-10-11井井况进行分析，采用可膨胀管对该井993.50-997.50m套管断脱段段进行补贴加固，完成钻完井工程。

本次封堵加固采用的YJZG11型可膨胀管，管柱（见表1图3）总长度达到10.00m，共计 1根膨胀管，管柱壁厚6mm，最大外径117mm，涨后通径107mm，补贴段上点在990.80m处，补贴段下点在1000.00 m处，此处原套管壁厚为9.17mm。

表1膨胀管柱技术参数

图3 可膨胀管柱结构图

4.施工工序

①打通道：Φ114mm×1.50m复合铣锥+Φ121mm钻铤6根+Φ116mm捞杯+Φ73mm反扣钻杆磨铣；②通井：下Φ118mm×8.00m模拟通径规+Φ73mm外加厚油管（新油管）；

③刮削：下入定径刮削器对预补贴井段993.50-997.50m及上下5.00m井段进行刮削，刮削后进行充分洗井，保证通径及井壁干净，便于膨胀管顺利下到补贴位置。

④试压：下入深度1050.00m的油管并打压40.00Mpa，稳压10min,压降不大于0.50Mpa。

⑤校核数据：根据地质数据，测井数据对该井井斜、狗腿度、油层套管下乳深度、壁厚、补贴井段等数据进行详细核对。

⑥下补贴管、校深：按顺序下入整个入井管柱（Φ73mm外加厚油管），使膨胀管管柱下端准确位于设计补贴井段，即1000.00m处，下入过程中，每下入200m将管柱内灌满清水。磁定位校对膨胀管的位置。

⑦补贴、试压：做好膨胀打压准备，完成对膨胀管的座封。启动泵站，将泵站的输出排量调定到30L/min,继续打压胀管，管柱上行（将上提力加到30-50KN,保持上提力，观察记录泵站压力表读数）。管柱上行8.50m时，上提力增加到50KN，管柱上行至9.20m时,泵站压力会突降，管柱有上窜现象，表明胀管结束。卸压停泵，拆除打压接头与高压管线，起出入井管柱。

⑧磨底堵：用Φ100磨鞋+Φ89mm钻铤4根+Φ73mm钻杆进行磨铣。

5.施工结果

胀管补贴结束后，试压20兆帕30分钟不漏，合格，验证该井套管补贴成功。

本井与2011年9月与甲方成功交接。

三、认识和体会

可膨胀管套管补贴加固技术是一项适用性强,能够满足各类套管脱扣、断落等套管事故的补贴加固要求,是国内领先的补贴加固修井技术,达到国际先进水平。整套工序稳定成熟,施工工艺简单,操作安全可靠,比传统全井段套管磨铣重下套管作业，有节省工期和施工成本等优势，在钻井施工中对于套管事故的处理中具有广阔的应用前景。