吐哈油田膨胀管套管补贴技术应用

肖进东 苏文红

（中国石油吐哈油田分公司鄯善采油厂，新疆 鄯善8373868）

1 膨胀管套管补贴技术原理及技术应用分类

可膨胀套管是一种由特殊材料制成、具有良好塑性的金属钢管，膨胀管补贴技术是将可膨胀套管（钢制套管）下到井下后，在井下通过液压冷挤扩张的方法对损坏套管进行补贴，从而达到修补损坏套管的目的。

该项技术按照用途，可为两大类：

（1）套管内补贴：套管加固、堵水及层系封堵；

(2)裸眼系统封堵：尾管悬挂、老井加深侧钻、膨胀式筛管防砂、水平井尾管悬挂、钻井上的应用等。

2 油田套损现状及套管补贴的技术适应性论证

2.1 套损井现状

吐哈已开发油田套损井统计表

2.2 套管补贴的技术适应性论证

2.2.1 套管修复的技术难点及技术对策

(1)地层情况复杂，套管变形形式、变形量确定困难，采取多臂井径仪测井法、铅模打印等套管诊断技术进行分析；(2)套损井井下情况比较复杂，处理井筒方式（打通道等）施工难度大、风险高，针对地层出砂严重、水泥环固结破坏等情况，配套多类打通道管柱结构和各类磨铣专用工具；(3)套变井治理后通径必然变小，后期增产措施实施困难，应用小直径封隔器等工艺技术；（4）套损井治理方式选择优化难度大，力争实现少投入多产出，优选施工简易及效益最大化目的技术措施。

2.2.2 套损井修复配套技术

（1）套管破损诊断技术；（2）井筒准备--打通道技术；（3）套损井修复配套技术。

2.3 膨胀管补贴的推广适应性论证

2.3.1 油田套损井套损特点

以变形为主，中度变形、严重变形、破裂、错断井占套损井总数的总井数的22.6%，急需恢复注水、采油，维持注采平衡。套损井套损基本情况统计表

?

目前油田的套损特点，大规模的侧钻、加深尾管悬挂以及报废的时机尚未成熟，维持带病生产尚克能获得一定程度的稳产，所以，套管补贴时机比较成熟。

2.3.2 套损井治理基本技术路线及对策

(1)套损井段变形内径＞Φ110mm，实施整形胀套方式实现通道修复；

(2)套损井段变形为Φ110mm＞内径＞Φ95mm，采取先磨铣打通道，然后进行膨胀管补贴方式加固或进行小套管悬挂；

(3)通道＜95mm的套损井修复治理，先挤水泥固套，再磨铣打通道，最后进行膨胀管补贴加固或进行小套管悬挂；

(4)对于套管在浅层变形或外漏的井，采取取换套管或套管补贴措施进行套管修复。

3 膨胀管补贴结构及补贴工艺过程

3.1.1 工具结构——补贴工具有打压接头、连接油管、膨胀管、连接杆、膨胀头、下丝堵组成。

3.1.2 膨胀管管柱安装过程-地面连接好连接油管及膨胀管（多级膨胀管采用膨胀螺纹连接），将膨胀头从底部接入（四口连接然后上号底部丝堵（下丝堵）

3.1.3 液压膨胀补贴过程液-将膨胀管下入目的层为后，地面连接好打压接头，从油管打压，液压经过油管-膨胀管-膨胀头到达下丝堵后液压作业在丝堵上，液压上顶力作用在膨胀头上，膨胀头将膨胀管胀大并上行，从而将膨胀管补贴在套管上。

3.1.4 液压膨胀补贴尺寸计算计算公式：D＝d＋2δ＋2x

式中：D：补贴段套管内径 d：膨胀锥外径 δ：膨胀管壁厚 x：密封环压缩后厚度

3.1.5 液压膨胀补贴技术指标

可用于 51/2 in、7 in、95/8 in 及非标套管修复（5 1/2 in膨胀管最大外径116mm)，膨胀螺纹抗内压≥45MPa；抗外压≥15MPa；补贴加固长度已达到150.7m；悬挂力≥450KN；最大工作温度≥350℃；

3.1.6 膨胀管补贴技术适用范围用于长段腐蚀破漏套管和变形井套管的修复。

3.2 膨胀管补贴工艺设计

3.2.1 井眼准备

包括井筒检查（通井、测井径、打印）——胀套——固套--分级打通道（扩径）——定径刮铣器刮铣工序；

3.2.2 膨胀管补贴工艺过程

工具地面连接——下膨胀管管柱——打压膨胀完成补贴——起出丢手管柱——膨胀管上端试压——磨铣倒角——钻底堵——通井（检查通径）；

3.2.3 膨胀管补贴过程

（1）初始胀管：对膨胀管打压，当胀管压力达到一定值时，悬重将明显下降，标志着膨胀管下端与原套管内壁间已形成了一定的密封和悬挂，轻提钻柱，帮助膨胀管完成下端的坐挂；

表3

表四

（2）连续胀管：采用边打压、边上提钻柱的方式胀管；

（3）结束胀管：胀管过程结束的瞬间，胀管压力会在瞬间释放。

4 应用情况及效果

4.1 应用情况

在鄯善丘陵油田共成功实施套管补贴5井次，施工成功率100%，均达到了设计要求。

表3 套管补贴井数据统计表

4.2 施工效果--典型井为XX6-131。

表四 XX6-131吸水剖面资料

5 认识及建议

(1)膨胀管补贴技术能满足套损井通道修复后的补贴、封层要求，可适当扩大其使用范围，如油井高压水层的封堵。

(2)油田进行套损井补贴修复成功率较高，目前以满足φ95mm通径以上井进行治理，φ95mm通径以下套损井治理和复杂井治理尚需探讨；

(3)通过膨胀管补贴治理经验，针对油田纯粹变形井(通径>φ95mm)，若没有其他特殊要求，工序可优化为：通井（测井）落实通径-找漏-分级打通道（φ110铣锥、φ118铣锥+铣柱）——通井——刮削——膨胀管补贴——铣倒角——试压——钻底赌，以简单适用的工序完成套损井膨胀管补贴，节约成本。

(4)淘汰一部分与膨胀管补贴技术不适应的工艺及工具，防止出现二次事故（如滚压整形器不适合套损段的整形，滚珠在破损段张开遇卡，损坏工具），并逐步开展补贴后的完井配套采油技术研究，以满足油藏改造和分注、分采的技术要求；

(5)由于目前使用的膨胀管最大外径为Φ116mm，对Φ121.36mm套管采用Φ116mm通井规通井，Φ124.26mm套管采用Φ118mm通井规通井，以提高膨胀管补贴的井筒适应性。

(6)为确保吐哈油田注水，对膨胀管试压压力确定为30MPa；套管试压最高试30MPa。

(7)膨胀管下堵头为正扣连接，可直接采取正扣钻杆打压膨胀、铣倒角和钻堵头施工，可减少用油管打压后来回倒单根，缩短施工周期，可以提高施工效率和降低施工风险。

(8)已实施的5口膨胀管补贴井，虽然均取得成功，但井况相对简单，对复杂套损井的治理（套管破裂漏、套管错段井），工艺可行性等问题任然需要进行深入探讨与论证。

(9)目前膨胀管使用存在问题：

a目前使用的膨胀管下钻时没有循环通道，下钻过程中必须及时向油管内灌液，防止外内压差过大造成膨胀管变形下不到位（抗外压 15MPa）。

b下膨胀管之前保证井筒平稳，若下钻过程发生井喷，无法实现循环压井，挤注法压井时若压力高于15MPa，膨胀管变形有可能下不到位也起不出来，造成井下事故。膨胀管在设计、配套上还需改进。

c分析封堵效果待观察，膨胀管补贴后部分层位存在吸水，原因可能是：

膨胀管连接螺纹（丝扣）在膨胀后，存在裂纹或破裂，导致封堵不严；膨胀管密封胶筒强度低，耐压差能力需要提高；井筒技术状况。

[1]套管补贴工艺在复合直径套管中的应用杨桂香 《化工之友》2006年第一期