多级串联液压套变整形技术在高升油田的应用

王树强

摘 要：油水井套管起着支撑井壁，满足油气开采条件的作用。套管的损坏变形直接影响着油水井的正常生产，甚至导致油水井停产、报废。高升油田应用多级串联液压套变整形技术取得了较好的效果，其套变整形成功率达到80%以上，为油水井的后续生产提供了技术保障，具有较好的经济效益和社会效益。

关键词：套管损坏；修复；缩径；铅印；套变

1 前言

高升油田油水井从地理位置上来讲，处于十分复杂的复式油气区内，而且又存在着注汽、注水、火驱等多种开发方式，同时又是生产开发了40多年的老油田，套管损坏问题十分严重。据统计，目前该油田共有各类油水井1300余口，套管变形损坏的有449口，套损井占总井数的1/3左右。截至2018年6月份，正在生产的油水井有745口，生产井中存在各类套管损坏的有250口，占生产井总数的1/3，带病生产的问题严重，套损问题造成部分井生产层产能受限，潜力层无法动用，精细注水无法实现。据不完全统计，每年因套损井影响整个油田原油产量3.5万吨，影响注水量12万立方米，严重影响油水井的正常生产。

2 技术应用

2.1 技术原理

多级串联液压套变整形技术主要由滑道提拉式泄压器、液压式锚定器组、多级串联液压推进器、加长杆和辊柱整形器等设备构成。当整形器下放到套变位置时，套变点阻挡了整形器的下行，这时整形器及上部管柱的重量全部作用在套变点上，随着油管内注入水压力的增加，液压式锚定器上的锚爪伸出，座封在套管内壁上，使整套管柱固定，当压力继续增大，多级串联液压推进器的三组活塞，形成叠加合力，作用在活塞杆上向下缓慢推出，进而推动加长杆和辊柱整形器的中芯杆向下运移，辊柱整形器外套不动，中芯杆向外挤压辊柱，使整形器的外径增大，当扩涨到最大直径时，整形器随着辊柱的滚动向下推进，对套变点形成滚动挤压，将套管缩径修复，当整形器移动最大行程后，上提管柱通过滑道提拉式泄压器，使油管内液体压力释放，液压式锚定器的锚爪和整形器的辊柱复位，整体直径恢复到初始状态，完成一次整形，重新下放，即可對下一套变点修复。

2.2 套变修井选井条件

①套管经过打铅印，确定套变位置，准确无误定性为缩径变形；②套管变形处无明显S形弯、狗腿子形弯、无明显措断，保证整形工具不蹩劲能够顺利通过；③套变井段附近保证无异物，在套变部位以下有3-5米井段的空间无砂子、无落物，确保修井工具能够可靠下到套变位置；④稠油井应当先洗井，将井内死油冲出，避免管柱下井时遇阻；⑤套管缩径变形处以上无如补贴管等小于套管内径的刚性异物。

2.3 主要技术参数

①总体外形长度：15000mm；②最大刚性外径：Φ152mm；③最大工作压力：40MPa（根据实际可增加或减小）；④最大推进力：150吨（根据实际情况可增加或减小）；⑤使用温度：m≤150℃；⑥套管修整后通径：Φ154mm；⑦上联接尺寸：mΦ89平式油管螺纹。

2.4 作业施工程序

①起出油井内的生产或测试管柱；②井底有沉积砂时，需冲砂作业，将修井段以下3-5米内的砂子冲净，保证修井工具可靠下到位置；③下入修井工具：下入顺序为： 整形器、加长杆、多级串联液压推进器、双向开关、锚定器组、提拉式泄压器、油管柱；④下入油管，下入要求与普通生产管柱相同。当下端工具遇到套管变形部位后，管柱遇阻，说明整形器已经接触到了套变部位；⑤调整管柱长度，使管柱上端方便的与泵车水管接头方便联接；⑥将油管的上端与泵车水管接头连接；⑦管柱上端由作业机吊住并适当放松，避免管柱掉入井内；⑧往油管内注满清水，缓慢加压至20-30MPa，稳压3-5分钟；⑨提拉管柱，打开泄压开关，泄掉油管柱内的水，再提拉管柱，关闭泄压开关；⑩卸压后管柱下落约500mm，则说明套变已经修复了500mm；然后重复上述程序，一直将套变部位全部修整好为止，起出管柱和工具。

2.5 技术特点

多级串联液压套变整形技术是在总结了现有技术和经验的基础上，对几种关键技术进行了革新，经过多次修改设计、不断完善和逐步改进所完成。本技术从几个方面具有重大的突破， 解决了数项关键性技术难题。

①对套管无损伤。套管修整过程缓慢，无明显撞击，不伤害套管，是其它方法所不能比拟的；②整形头部可伸缩，修井尺寸大。本技术中在向下入管柱时，整形器的直径为152mm（Φ177.8套管） ，遇到套变处整形时，整形器的直径增大到Φ159 mm（壁厚9.19㎜）或直径增大到Φ161 mm（壁厚8.05㎜），上提起出时整形器的直径变小到152mm，直径缩小7mm，经过地面多次试验表明，套管回弹后，内径大于156 mm，因此可以可靠的将工具可靠取出；③整形动力富余量大。30-40MPa的压力下，输出动力可达到150吨以上，远远大于修整套变所需要的动力，具有比较高的可靠性和富余量；④小修队伍干大修活。具体作业施工由小修作业队实施，程序简单，与一般小修作业方法基本相同，技术容易掌握；⑤作业施工程序简单，修井时间短。修井时间短，正常情况下，一个作业班次即可完成。

3 现场应用及效益评价

多级串联液压套变整形技术于2011年开始在高升油田应用。据统计，截至2018年6月，高升油田应用该技术实施套管整形158口井，其中整形成功的135口井，不成功的有23口井，成功率达到85.4%，与传统的套变整形方式相比，成功率较高。该技术对于注汽、注水、捞油、点火等大直径工具下不去的套变井实施整形，具有非常好的效果。该技术具有整形后通径大、对套管无损伤、施工简单等优势，套变井通过整形后，就可以进行一系列生产措施，对油气生产提供了非常大的帮助。