小套管完井技术应用

龚 伟

（清河采油厂作业设计监督站，山东寿光262714）

0 概况

八面河油田目前有套管变形井812口，占总井数的44%，其中只有111口成功修复，其余井被迫上返或报废。在修复的111口井中，修复套管穿孔井占了87%，而套管错断、弯曲变形和穿孔变形等情况仅修复了7口，侧钻4口。侧钻成本比较高，同时侧钻井径小于4″，后续生产管理、作业等都受到严重制约。针对这一情况，通过攻关，研究了成本低、作业周期短、设备要求低、修复后井径大于4″的小套管完井技术。

1 工艺原理及结构

1.1 “打通道”技术

在不大面积损伤套管的情况下，打通井眼，保证小套管能顺利下入人工井底（或灰面），是该项修套技术的关键。打通道主要工艺技术磨铣，即用磨鞋铣到错断点、变形井段，主要存在以下问题：

（1）套管变形破裂、甚至断开，用磨鞋磨铣时易开窗，形成套管外通道，造成卡钻工程重大事故。

（2）磨铣工具的强度不足，磨铣点少。

（3）弯曲套管是一段变形，很容易铣掉大面积套管，造成井壁坍塌，正常循环洗井建不起来，造成修井失败。

针对存在的问题，我们进行了磨铣工具、磨铣工艺和临时防砂工艺研究。

1.1.1 研制新型磨铣工具

1）结构改进：对原来普通的平底磨鞋，单循环液流结构加以改进，制做成多刃平底磨鞋。一方面使其具有较大面积的液流通道，让碎屑能够顺利地排出；另一方面多刃结构使载荷集中作用于被磨铣的局部，提高磨铣速度。

2）YD合金的堆焊：由原来普通铜焊条铺焊改为采用镍银焊条来进行底焊，YD合金焊条来进行堆焊。底焊温度控制在590℃～700℃，研制出多刃系列磨鞋、犁形系列磨鞋；采用了石墨制作的模型，提高需要堆焊的厚度，从而提高磨鞋的使用寿命；

泥沙来量和冲淤部位对于河道采砂至关重要，为了作好三峡水库蓄水后的长江河道采砂规划和管理，首先要加强对三峡水库蓄水后的水沙条件变化及河势变化的研究，摸清沿程各站的泥沙来量、补给情况以及冲淤部位的变化。同时，由于水沙条件直接影响到河势的变化，对于浅滩及航道条件也具有重要的影响，因此，对其进行研究是三峡水库蓄水后长江中下游河道采砂规划和管理的基础。

1.1.2 研究适用的磨铣工艺

1）针对普通三刃或单刃磨鞋易开窗的问题，我们改进了管柱结构，在磨鞋上接10m钻杆，之上接长Φ140mm （针对7″套管）或Φ110mm（针对51/2″套管）×10m扶正管，保证磨鞋一直在原套管内钻进，

2）磨铣时加大了冲洗排量，从300L/min提高到500L/min，一方面增加了携砂能力，另一方面降低磨铣点的温度，提高了磨鞋使用寿命。

3）研制了方钻杆自封，改变洗井方式，提高携砂能力。

研制了方钻杆自封，井口动态最高承压达15MPa，自封的轴承盘和方钻杆相连，里面装有特殊自封胶皮，既能将方钻杆外壁密封，又能将井口环形空间密封，大大提高了修井综合效率。

1.2 小套管管柱结构

常规小套管完井技术7″套管使用5″套管，51/2″套管使用4″套管。由于5″套管和4″套管比常规套管尺寸小，没有配套的防砂工具、分层采油、泵抽管柱等，增加了油水井使用时因不可预见的管卡而报废的可能性，同时加大了作业的难度。

壁厚7.72mm的51/2″套管本体外径139.7mm，套管节箍外径153.7mm，与7″套管间隙仅有5.7mm。不仅影响固井施工，易造成节流压差。我们改变了套管连接方式，将51/2″套管采取双级梯形扣连接。双级梯形扣接箍，比双级梯形扣套管本体厚1～2mm，一方面因丝扣部分壁加厚，加大连接扣的强度，另一方面因减少套管通径的要求，减少了打通道的工作量，增加修井成功的可能性。

1.3 固井

小套管下入井内预计位置后，进行固井施工。主要存在两个难点：一是由于小套管与套管间隙小，且由于井身轨迹的影响，小套管贴边，导致固井时水泥浆上返不均匀，影响固井质量；二是八面河油田部分区块存在负压现象，在固井过程中，由于压差作用，水泥浆进入油层，形成水泥浆锥入。

1.3.1 临时屏蔽液

经过室内研究结果，设计并研制出ZD系列水溶性暂堵剂。ZD水溶性暂堵剂主要成份为微溶于水的化合物和无机盐类，在常温下不溶于水或微溶于水，在地层温度下，可通过架桥、充填和变形等作用，在地层表而形成一条低渗透性的暂堵带，从而阻止入井流体的浸入和伤害，作业完成后，ZD可被水逐渐溶解而自行解堵。

1.3.2 套管扶正器

套管扶正器在一根 27/8″钻杆焊接 Ф140mm（7″）或 Ф114mm（51/2″）壁厚9.17mm的钢管，磨鞋工作时不会贴边，也就不会磨铣套管，保证了磨铣施工可靠进行，同时还能修复弯曲变形部分套管。

2 现场应用实例

2.1 7″套管

面14-509井，2003年4月作业时发现井筒内全部是泥浆，泵下2根21/2″油管弯曲变形，改捞油。根据生产要求，进行修套施工。

打通道：下Φ150mm×1m铣棒进行磨铣，从1053m磨铣至1059m，下Φ140mm×1m、Φ140mm×1m通井规顺利下至预计深度。

压井：于该井出砂严重，增加井筒压力，配制比重1.2的盐水压井，起下管柱时不停向井筒内补充盐水，保持液面在井口，保证井筒压力，成功防止地层出砂。

下小套管：为保证后继生产的顺利进行,下入51/2″套管。小套管结构由下至上为导锥+小套管+丢手接头+油管+油管短节+悬挂器。

固井：由于该井轻微负压，为了防止水泥浆进入地层，在固井前，先替入一定量的暂堵剂，将地层屏闭，再进行固井施工。

2.2 51/2″套管

角12-斜233井，由于套管在1001.37～1208.8m破裂，要求捞出在1601.0m处丢手封隔器，下小套管固井。

打通道：下Φ117mm铅模至1105.92m冲砂至1107.34m,打印，铅模边缘有刮痕，先后下钻杆带Φ117mm多刃磨鞋、Φ116mm铣锥、Φ118mm铣棒磨铣至1620.22m。

下小套管固井：下21/2″加大油管下接41/2″模拟套管650.1m，正替临时屏蔽液10方，用清水90方洗井，挤灰浆8m3，替清水6.77m3，泵压14MPa,悬重13T↓至9T倒扣15圈丢手，上提油管6m替出多余灰浆，起出丢手接头，关井候凝。Φ86mm刮刀钻头钻至灰面1620.0m，试压，打压5min，泵压15.0MPa未降，完井合格。

3 结论

通过八面河油田现场13口井试验，证明小套管完井技术对套管错断、变形等情况有较好的适应性，挽救了一些待报废井，修复一批高产井，取得了可观的经济和社会效益。

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