套损井治理技术培训汇报讲义

套损井治理技术培训汇报讲义前言

2017年11月6-11日，我们有幸参加河南油田在郑州承办的中国石化套损井治理技术培训班，听了专家们的讲课后，学到了很多先进的套损井治理技术和预防套损的方法，收获颇多，现将学习总结如下：中国石化套损井治理技术培训班一、春光油田热采故障井分类概况

汇报提纲二、套损井治理技术三、认识和建议一、培训主要内容套损井治理技术培训汇报培训课程一、培训主要内容序号时间课题名称教师单位17日上午套损井防治配套技术研究与应用吴柳根胜利钻井27日下午断块油田套损现状分析及治理措施徐云观胜利采油厂38日上午鹰眼与电磁探伤成像检测技术黄志平中原工程院48日下午套损井综合治理配套技术及应用朱庆利胜利井下59日上午整装油田套损现状分析及治理措施田庆光胜利采油厂69日下午套损井治理技术现状分析及下步攻关方向伊西峰胜利工程院710日上午稠油油田套损井原因分析及治理措施杨和民胜利采油厂810日下午套损井机理研究与评价李玉坤华东石油大学910日上午套管损坏的预防与治理技术石军中原采油厂一、春光油田热采故障井分类概况

汇报提纲二、套损治理技术汇总（机理、检测、修套、预防）三、认识和建议一、培训主要内容套损井治理技术培训汇报二、套损治理技术汇总随着勘探开发的不断深入，油田老区套管损坏情况日趋严重，套损井数量呈逐年递增趋势，严重影响了老油田稳产。因此，持续开展油田套损井现状调查统计迫在眉睫，套损原因分析对套损井治理尤为重要，为下步套管损坏的治理与预防提供指导。

目前我油田对套损井现状调查和套损原因分析的研究工作投入较少（而胜利、中原等兄弟单位的套损治理技术起步早、发展快）导致我们很多套损井不能有效的治理，制约了套损治理技术的发展。（一）套损现状统计和原因分析

新疆采油厂对春光油田热采故障井开展调查统计：春光油田热采井总井数188口，故障井36口，故障率：19.15%；其中水平井132口，水平故障井30口，故障率：22.73%；直井56口，直井故障井6口，故障率：10.71%。目前36口故障井中，修后维持生产16口，关井待修16口，封井4口。井内落物3口故障井总数36口套管类30口管柱类6口套管损坏类12口防砂筛管损坏类18口管柱卡3口套损井治理技术培训汇报类别油井套损井分类统计表1小计套管缩径套管错断套管破裂管柱卡落物油井367131033比例10019.536.127.88.38.3新疆采油厂套损井中大部分是热采井，36口故障井中，套损形式主要是套管破裂和套管错断及套管缩径；套损部位主要发生在防砂筛管位置。

通过表1显示：套管错断13口、占36.1%；套管破裂10口、占27.8%；套管缩径7口、占19.5%，其它6口、占16.6%。稠油区块套管损坏的主要原因是套管缩径和套管错断、套管破裂。二、套损治理技术汇总类别油井套损井损坏部位统计表2小计防砂筛管免钻装置射孔段（直井）射孔段上部油井3619665比例10052.816.716.713.8

通过表2显示：稠油区块，套管损坏部位主要在防砂筛管和免钻装置（筛管完井的水平井），分别占52.8%和16.7%；套管完井的直井主要在射孔段和射孔段上部（其中两口井为注汽口以下损坏），分别占16.7%和13.8%。套损井治理技术培训汇报

有关统计表明：套损井套管平均使用寿命15-20年左右；而春光油田的36口套损井中有34口为2012年以后投产的井，可见高温注汽加剧了套管损坏。

在多轮次蒸汽吞吐采油过程中，套管承受高温、高压引起的交变热应力负荷影响。注蒸汽时，高温引起套管热胀伸长，造成局部塑性变形；停注时套管收缩，引起塑性变形部位的结构损伤。①热应力是热采井套损的主要影响因素高温注汽使全井段的套管热应力达到375MPa，超过了N80套管的许用应力(352MPa)。在局部区域套管的温度达到270℃以上、热应力高达545MPa~800MPa，接近或超过了N80套管的屈服极限(552-655MPa)和P110套管屈服极限（758-965MPa）使套管破坏。②地应力变化是热采井套管损坏的主要原因注汽、出砂造成地层亏空严重甚至形成坍塌，从而引起井筒周围地应力场发生改变，导致油层段的套管应力增大到451MPa、空洞区域的套管应力可达530MPa以上，使油层附近局部区域的套管膨胀伸缩，产生严重的弯曲错断。③热采封隔器卡瓦对套管壁的局部伤害卡瓦对套管壁局部存在明显的伤害，卡瓦牙嵌入套管壁深度1mm以上，套管局部产生的塑性变形约5mm。④注汽对射孔段套管的局部伤害

注汽管柱尾部在注汽时对油层套管形成强大的冲刷磨损伤害。二、套损治理技术汇总套损原因地质因素工程因素腐蚀因素地应力集中地层出砂岩层滑动泥岩吸水膨胀断层活动油层压实固井质量高压注汽（水）套管及工具质量钻井磨损酸化压裂射孔采油增产措施电化学腐蚀化学腐蚀细菌腐蚀结垢腐蚀套损原因整装油田以地层出砂为主，断块油藏以腐蚀为主，热采注气，固井质量差，套管年限长，作业次数多，储层改造措施复杂也是套损的主要原因。井身因素井眼质量套管设计强度套管缺陷套损井治理技术培训汇报二、套损治理技术汇总套管损坏形式分类变形漏失破裂腐蚀穿孔错端破裂缩径套损分类套损卡管柱套损井治理技术培训汇报（二）套管检测技术声波变密度测井机械法工程测井法铅印、胶膜法薄皮管验套封隔器找漏多臂井径仪陀螺方位测井中子测井电子探伤测井超声波成像测井井下光纤电视顶端、侧壁缩径、弯曲破漏内壁井径变化变形、弯曲走向破漏多层管腐蚀破漏变形内壁腐蚀鱼顶、套管损伤管外固井质量二、套损治理技术汇总目前套管检测主要以经济性为主导的封隔器找漏和铅印为主检测方法；中子测井、多臂井径测井等快速测井发展较快，井下电视和电磁探伤应用有限。机械法检测技术局限性◆间接判断不直观◆定性为主，精确性差◆复杂井况适应性差◆依靠经验解释，随意性大快速检测技术应用较快，存在一定技术局限性◆认识套损程度，优化作业工序◆大型施工测井，避免施工风险◆无法满足稠油、水平井的检测◆卡封段测试，优选卡封位置◆复杂套损井适应性有待提高连续油管光纤视像检测◆优点：实时成像，连续动态、完整真实，水平段可用。◆局限性：费用高，对井筒清洁度要求高。套损井治理技术培训汇报1、连续油管井下光纤视像全视角检测技术（鹰眼公司）采用内置光纤连续油管输送井下高清视像采集仪，通过井筒循环清洗系统及局部清洗装置提高图像采集精度，实现井筒高效可视化检测。二、套损治理技术汇总2、多层管柱电磁探伤检测技术

套损井治理技术培训汇报二、套损治理技术汇总（三）套损井修复技术修套技术封堵技术整形技术换套技术补贴技术小套管技术液压整形机械整形超细水泥堵漏化学堵剂堵漏快速取换套及回接膨胀管补贴技术膨胀悬挂小套管膨胀筛管防砂完井一体化锻铣大通径筛管防砂完井一体化套水泥环取换套小套管悬挂套损井治理技术培训汇报针对不同的套损形式采取相适应的修套方法二、套损治理技术汇总1、应用液压变径整形技术，实现轻度套变井的快速治理，但需要明确其适用范围。

采用变径滚压技术，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，将套管彻底恢复到原有的通径。不但套管不受损坏，反而会增强套管。套损井治理技术培训汇报类别设备整形时间工艺特点适用条件机械整形大修长，10天以上成功率低，且易造成卡管柱、钻具折断事故缩径、弯曲量≤8mm爆炸整形小修短，1-2天药量难控制：药量小效果差，药量大易炸破套管缩径、弯曲变形井液压整形小修一般，2-3天套缩整形成功率90%以上；不使事故复杂化缩径、弯曲≤8mm液压整形工艺特点：

(1)整形通径：单次整形通径（6-10mm），5-1/2″套管内径恢复到114～118mm；7″套恢复到146～158mm；

(2)可处理任意长度的多点套变，尤其适于套缩治理，安全性高，成果率高。

(3)施工简单，对修井设备、井场要求低，小修即可实施。(4)滚压整形可提高修复强度。三种整形工艺比较二、套损治理技术汇总2、应用膨胀管技术，实现修套、封堵和防砂。膨胀套管补贴修复技术膨胀套管：实体管，膨胀率<15%，用于钻井、完井和修井。膨胀悬挂器：膨胀套管衍生产品，用于尾管完井修井。膨胀筛管：割缝管，含基管、筛网和保护层，膨胀率≈30%，防砂。膨胀波纹管：异型管，用于修井和钻井堵漏。等井径膨胀管：膨胀管发展方向，膨胀率>25%，可实现无内径损失钻井。膨胀套管等井径膨胀管膨胀悬挂器膨胀筛管膨胀波纹管套损井治理技术培训汇报试样状态屈服强度σ0.2%(MPa)抗拉强度σb(MPa)伸长率δ(%，L0=50mm）未扩径45854130.1扩径9.9％57469020.6扩径20.7％58070515.7膨胀套管：采用特制的热轧卷板原材料，生产的ERW膨胀套管比无缝膨胀套管具有更高的机械性能，膨胀后达到N80钢级性能。上层套管膨胀套管系统（近似尺寸）机械性能应用纪录m外径mm内径mm膨胀前初始壁厚mm膨胀后膨胀后外径mm内径mm外径mm内径mm通径mm抗内压MPa抗外压MPa长度深度139.7124.2108.0947119.3105.5102.3≥50≥30443.363311.47177.8157.1139.7124.27.72154.3139.5136.3≥45≥25136.81597.93二、套损治理技术汇总

膨胀管悬挂器技术指标对比公司尾管应用长度m启动压力MPa密封压力MPa抗内压MPa抗外挤MPa应用领域产品规格国外不受限35505028完井、钻井套管膨胀悬挂器筛管膨胀悬挂器国内其他26030454525完井套管膨胀悬挂器胜利钻井院12~164022505030完井、修井、钻井、悬挂筛管套管膨胀悬挂器筛管膨胀悬挂器旋转尾管悬挂器膨胀悬挂器规格国内外技术指标对比套损井治理技术培训汇报采用膨胀筛管可以较好的解决常规防砂技术存在的问题，如完井通径小、井壁易坍塌、地层易污染等。

膨胀筛管：膨胀筛网采用多片重叠式结构，膨胀时，基管和保护外套径向膨胀，筛网轴向滑动。膨胀完成后，筛网紧贴在膨胀基管和金属保护外套之间。常规筛管6”井眼5”膨胀后内径膨胀筛管常规筛管6”井眼4”内径5.2”外径膨胀筛管膨胀筛管和井眼尺寸不会产生地层坍塌，在完井井段能够获得较大的内径。地层砂在环空的运移加速了对筛管的腐蚀地层坍塌导致颗粒运移和井眼堵塞二、套损治理技术汇总技术优势减少砂粒运移，提高油井产能；降低生产压差、表皮效应及沿程压力损耗、降低筛管被冲蚀破坏的风险；达到砾石充填的防砂效果，在水平井、大位移井中具有较强适应性；井眼大，便于后期维护作业。基管割缝膨胀开，具有最大的渗流面积重叠式滤砂网膨胀过程彼此滑动，膨胀前后过滤精度不发生变化保护外罩，膨胀过程保护滤砂网大修扩铣打通道，套管具备足够通径后，利用膨胀筛管膨胀后增大的内径构成新的井壁和防砂筛管体系。施工过程分两步：膨胀悬挂器膨胀坐封后，下入膨胀工具将膨胀筛管膨胀，紧贴井眼内壁，形成防砂体系。膨胀悬挂器坐封下入膨胀工具，膨胀筛管膨胀筛管膨胀锥膨胀悬挂器变径膨胀工具膨胀筛管膨胀筛管膨胀悬挂器膨胀后的筛管套损井治理技术培训汇报二、套损治理技术汇总膨胀筛管补贴恢复通道后，还可在筛管内进行充填防砂。通过向套管或筛管内重新下入防砂筛管，并进行管内充填防砂的方式，重新建立新的防砂体系，对井壁建立支撑，延长油井寿命。适用于套管射孔后的管内防砂井、套管破损和筛管失效井的二次防砂井，现场应用广泛。管内充填工具及筛管套损井治理技术培训汇报（1）针对常规补贴耐温＜120℃，开发了耐高温衬管加固技术，耐温＞350℃，可用于热采井。适于套管规格7″补贴后通径142-138mm额定工作压力18MPa最大补贴长度8m丢手压力19-21MPa耐压≥55MPa补贴前外径154mm耐温≥360℃补贴前壁厚6-8mm悬挂力≥500KN（2）针对补贴后井眼局部缩小，配套应用了补贴+小套、补贴+（膨胀）筛管复合技术，补贴后油井能防砂、水井能分注。（3）推荐做法φ139.7mm套管井：直井、200m以内推荐下入114.3m直连套管；斜井（30°以上）、200m以上推荐下108mm直连套管；φ177.8mm套管井：推荐下入139.7mm套管（直连或小接箍）和127mm套管。二、套损治理技术汇总3、分段挤压充填防砂技术地层出砂是筛管损坏的重要原因，长期出砂造成筛管冲蚀严重、地层亏空引起井眼坍塌导致筛管破坏。分段挤压充填防砂能够有效防止地层出砂对筛管的直接冲蚀，分段充填密实对地层实现有力支撑，降低井眼坍塌造成的筛管破坏。悬挂封隔器筛管充填滑套管外封隔器底部充填阀套损井治理技术培训汇报4、套损卡管柱解卡打捞技术

目前水平井打捞受井身结构的制约，打捞效率和成功率较低，各大油田均没有技术突破。直斜井多采用倒扣、套铣为主；水平井用增力打捞器；复杂井则切割+增力打捞器。二、套损治理技术汇总（四）套损井的预防套损井的预防是一项综合性的工程，它涉及到钻井施工、完井工艺、作业工艺、注气工艺、采油管理等，无论哪一项工艺把关不好或工艺配套技术不完善，都将影响套管的使用寿命。因此要从钻井开始，采取全方位、全过程的套损预防措施，最大限度地保护好套管。

1、完井工艺配套（1）在稠油热采井应用预应力完井工艺技术；（2）推广使用粘砂套管固井工艺技术；（3）在高压水层下部使用管外封隔器，以提高油层井段的固井质量；（4）研发低密度、耐高温、微膨胀固井水泥浆，深井采用分级注水泥浆固井等。套损井治理技术培训汇报

2、作业工艺配套（1）采取油层保护措施；使用针对性的防膨剂，避免粘土膨胀造成的套管损坏。（2）使用油管锚定工具；减少油井生产过程中油管蠕动磨损套管。（3）减少同一位置长时间套磨铣施工；（4）出砂井及时防砂，防止地层亏空坍塌，