小套管二次固井技术在稠油区块的应用

李汉文 秦公民 付高庄 刘小创 全高志

（河南油田分公司，南阳 473132）

小套管二次固井技术在稠油区块的应用

李汉文 秦公民 付高庄 刘小创 全高志

（河南油田分公司，南阳 473132）

对于套管严重损坏的老井和躺井，用常规修井磨铣、整形等修复工艺往往难以修复。结合稠油热采井实际开采情况，实施全井下￠127mm套管、固井、射孔等工艺，恢复油井正常生产。全厂50口井实践应用成功，增产稳产，经济效益良好。

固井技术；套损；套管；修套

随着油田开发进入中后期，油水井井下技术状况渐趋复杂变差，井下套管损坏普遍严重。特别对于稠油热采井，因其套管受力状况十分复杂，更易发生套管损坏。套管损坏不仅使油水井无法正常生产，给井下作业造成困难甚至无法进行，而且直接降低井的使用寿命，影响油田开发井网的完善和最终采收率，浪费资源并给油田造成很大的经济损失。河南油田稠油区块已经历了20多年的注蒸汽和注水开发，大部分井进入生产中后期，套管损坏现象十分严重。目前已有40多口井发生套管损坏，部分井已被迫关井停产。为了改善井下套管技术状况，河南油田分公司第二采油厂结合稠油热采井实际开采情况，针对一些老井、躺井，开展了全井下￠127mm套管、固井、射孔技术应用。现介绍施工工艺及应用效果。

1 技术特点

￠177.8mm（7"）套管内下￠127mm（5"）是利用原井￠177.8mm￠套管井筒，通过磨铣、打捞等修井作用技术修出最小通径145 mm的通道，再用堵剂封堵射孔井段及套损部分，下工具钻塞后全井下入￠127mm套管，悬挂位置选在井口，用固井水泥浆配方体系封固小套管与原套管的环空，水泥浆凝固后钻掉多余水泥塞，使套管内重新形成坚固的通道。该工艺技术的优点是，能彻底修复油井的主要功能，有效期长；缺点是修复费用较高，修复后井筒直径缩小，可能给后期射孔、打捞作业增加难度，在一定程度上影响油井产能。

2 施工工艺

2.1 施工选井条件

小套管二次固井修复技术施工选井条件如下：

（1）油水井套管错断；

（2）油水井套管多处破漏、射孔井段变形；

（3）套管变形，但修套后可达到下入外径￠127mm套管的要求；

（4）油水井投产年限较长，井筒虽未破损变形，但已严重腐蚀，管壁变薄。

2.2 工作原理

小套管二次固井修复技术工作原理是：在原错断套管内通过一定手段悬挂小套管，然后在两层套管环空以水泥修固，从而治理套管错断井。下入的小套管选用5″套管，悬挂位置选在井口。将小套管下过套管损坏井段或需封堵原生产井段以下10~30m，然后进行二次固井。

2.3 配套工艺技术思路

配套工艺技术的总体思路为：研制模拟管解决检验错断套管能否扶正问题；研制小套管笔尖引入扶正技术解决扶正错断套管下小套管至指定位置问题；对无法扶正的错断井配套小通径错断井打通道工艺技术；引入优化水泥浆配方固井技术，提升固井质量［1］。

2.3.1 模拟管模拟通井工艺技术

为确定补贴工艺技术是否适用于错断井修复，首先研制配套的模拟管模拟通井工艺技术。模拟管主体选择上下倒锥的设计，主体管材采用补贴管原管材，长度与补贴时补贴管长度相同。根据统计错断井打印显示的错断后通径大小分布规律进行倒锥设计，统计数据表明错断井通径主要集中在100~154mm之间。首先进行下部倒锥设计（锥度1∶10），为确保模拟管下过错断处并能起出，模拟管上部也设计为倒锥形，锥度与下部倒锥相同。外径略大于补贴工具最大外径，倒锥材质为35CrMo钢。整个模拟管设计外径为156mm和118mm两种 （分别用于7″和 5″套管），长度为 4m。

模拟施工前首先实施冲砂至井底，然后模拟通井至井底，目的是检验错断处以下井段是否仍存在错断、变形情况以确保补贴管扶正工具落入井底。若错断处模拟通井遇阻，可采取反加压措施，最大加压不超过200kN。

图1 模拟管结构示意图

2.3.2 套管笔尖引入扶正技术

将套管鞋加工成笔尖状，下部50m套管接箍加工成3×45°倒角，以利于套管通过错断处。必要时可反加压，使套管顺利下入预定位置［2］。

2.3.3 优化水泥浆配方固井技术

下入小套管后，两层套管环空面积较小，为保证固井质量，满足热采吞吐要求，还应进一步优化水泥浆体系。

（1）优化水泥浆体系需解决以下问题：河南油田地质区块的地层松软，压力低，固井过程中容易出现漏失，在水泥候凝时水泥浆的渗漏也常常造成50～200 m的空段；原油黏度大，注气温度高，超过350℃，导致水泥环损坏比较严重。

（2）优化配套高温高强度低密度水泥浆体系［3］。该体系包括以下几种成分：

①早强剂。适宜的掺加早强剂，不仅能有效提高水泥石的抗压强度，而且还能保证低密度水泥浆体积的稳定。

②降失水剂。降失水剂具有良好的降失水性能和提高水泥石早期强度的作用，但其用量超过3%后，水泥浆稠度显著增大，强度提高不明显。故一般将其用量控制在3%以内，一般用量为1%。

③硅粉。过细的硅粉容易提搞水泥浆的吸水量，选粗硅粉进行添加。试验测定掺加30%粗硅粉时，水泥浆的强度提升最多。故掺加30%的粗硅粉可有效提升水泥浆的强度性能。

这几种成分再添加常规使用的硅粉和干水泥，则优化得到的高温高强度低密度水泥浆配方 （如表1所示）。

表1 优化水泥浆配方组成 %

（4）小通径错断井打通道工艺技术［4］。若模拟通井不成功，可实施小通径错断井打通道工艺技术，打通道后下小套管，直接进行固井、完井，然后进行钻塞、试压。

3 油井应用典型实例

楼1818井是井楼油田一区中部的一口采油井，于1995年1月投产Ⅲ8、9层，2006年9月4日因能量低上返Ⅲ5、6层，砂层厚度4.5m,有效厚度3.2m。截至2011年10月,Ⅲ5、6层累计吞吐9个周期，累积注汽量6 459t,累积井口产液9 893.1t，累积井口产油2 103.7t,综合含水78.7%，采注比1.5，油汽比0.32，采出程度56% 。

楼1818井Ⅲ5、6层第7周期后生产效果变差，日产油由初期的4.2t下降至0.5t,综合含水由42%上升至86.8%。第9周期采取氮气泡沫调剖取得了一定成效，日产油增加了0.2t，周期产油增加了141t。目前日产液5.4t，日产油1.4t，综合含水74%，含氯离子2 212.5 mg/L。

楼1818井已无后备层，该井Ⅲ8、9层控制地质储量 1.0万 t，井口累计产油 6 827t，核实产油5 803t，采出程度 50%，剩余地质储量 0.4万 t。Ⅲ8、9层能量低于2002年6月16日间开采量。根据剩余油重新运移富积规律，结合该井的静态资料（层间渗透率极差为7.7）及邻井楼J17161井目前生产情况（生产Ⅲ8、9层，日产液18.6t，日产油1.9t，含水90%），动态分析认为Ⅲ8、9层剖面上动用不均具备一定的挖潜余地，为了提高已利用层低渗透层段的采出程度，改善该井开发效果，2011年8月14日对该井实施了回采Ⅲ8、9层。

调层回采Ⅲ8、9层时，用通径为154mm的铅印打铅印时，在113.03m遇阻，判断为套管错段。经讨论研究决定对该井修井，下小套管至188.0m处，封堵 H3Ⅲ5、6、Ⅲ8、9 层，并对Ⅲ8、9 层进行重新射孔，预计措施成功后日增油1.5t，累计增油0.1万t。

小套管二次固井流程如下：（1）首先成功进行模拟通井；（2）采用套管笔尖引入技术将小套管下入设计深度；（3）下光油管，填砂至砂面距离错断口以下10m左右，起出油管；（4）配化学堵剂，从Φ127mm套管内正替堵剂，环空有纯堵剂返出时关闭套管闸门开始挤注堵剂，设计堵剂量为10m3，正挤清水1.2 m3，关井候凝 6 d;（5）最后进行钻塞及试压。

试压合格，表明该井施工成功。修复后Ⅲ8、9层（162.0~174.0m）生产正常，目前日产液4.3t，日产油1.7t，含水 60%。

4 结 论

（1）南阳油田稠油开采区为分析对象，通过地质、工程方面对套管错断原因进行定性分析，深入了解了套管错断原因及套管错断类型。

（2）针对小通径错断井打通道难的问题，在现有设备和常规修井工具的基础上，完成了小通径错断井打通道工艺技术的研制。该工艺结构简单、独特，解决了套管错断修复的瓶颈问题，提高了小通径错断井修复的可行性。

（3）通过研制模拟管、引鞋扶正工具、小通径错断井打通道工艺技术，引进小直径大膨胀封隔器，完成了稠油错断井套管补贴修复技术的配套，使该工艺技术在工程应用中更方便快捷。

（4）通过研制模拟管、套管笔尖引入扶正技术，优化固井水泥浆体系，完成了稠油错断井小套管二次固井修复技术的配套，使该工艺技术在工程应用中更加方便快捷。

[1]刘合.油田套管损坏防治技术[M].北京：石油工业出版社，2003：20-53.

[2]胡博仲.油水井大修工艺技术[M].北京:石油工业出版社,1998.

[3]贾选红.辽河油田稠油井套管损坏原因分析与治理措施[J].特种油气藏，2003，10(2):69-72.

[4]宋明，向绪金，陈书庆.国内油田套管损坏状况与防治配套技术[M].北京：中国石化出版社，2003：56-77.

Abstract：For some serious damage to the casing of the old wells,lie well,it is difficult to repair with conventional workover milling,shaping and other repair process.Combined with the actual exploitation of heavy oil thermal recovery,the technologies of underground￠127mm casing,cementing and perforating are used to recover normal production.After practice,all the 50 wells in the factory are operated very well and get good economic benefits.

Key words：cementing techniques；casing damage；casing；repair set

Applications of Small Secondary Cementing Casing Technology in Heavy Oil Block

LI Hanwen QIN Gongmin FU Gaozhuang LIU Xiaochuang QUAN Gaozhi
(Henan Oilfield Branch Company,Nanyang 473132)

TE256

A

1673-1980（2012）02-0043-03

2011-10-24

李汉文（1978-），男，硕士，高级工程师，主要从事油田井下作业管理工作。