海上油田套管损坏修复技术——以秦皇岛32-6油田F31井为例

王华南，刘东明　(中海石油(中国)有限公司秦皇岛32-6作业公司，天津 300461)

海上油田套管损坏修复技术——以秦皇岛32-6油田F31井为例

王华南，刘东明(中海石油(中国)有限公司秦皇岛32-6作业公司，天津 300461)

[摘要]秦皇岛32-6油田F31井生产过程中出砂严重,导致生产管柱被砂埋而无法正常生产,因此必须对F31井进行修井以恢复产能。在F31井取出防砂筛管和分层生产套管的套铣作业中,存在漏失严重、生产套管变形且有3个破损点的问题。针对F31井套管修复,技术上首次应用井下液压胀管技术和低密度加纤维的水泥浆体系,施工程序上采取替入法和平推法相结合的办法,成功修复并封堵了破损点。该井套管修复成功为海上油田作业积累了经验,同时为处理类似问题提供了范例。

[关键词]秦皇岛32-6油田;套管损坏;套管修复技术

套管损坏是油田当前经常遇到的井下故障。在陆地油田，由于绝大多数生产套管的直径都比较小，所以在处理套管变形故障时，基本上采用的都是机械整形的办法。该整形工艺主要借助井下管柱的重量和地面施加的力量来达到目的，因此，直井中应用比斜井中应用的效果好，且在小直径套管中施力比在大直径套管中施力要更有效。对套管破漏损坏的治理主要采取下封隔器封漏、挤水泥封漏、常规套管补贴、悬挂小套管和开窗侧钻等方法。膨胀管技术是对套损井段进行整形或磨铣处理后，用油管将膨胀管管柱下至需补贴加固的井段，在地面用高压泵向油管内打压，当达到一定压力后，膨胀锥推动油管上行，当膨胀锥上行至膨胀管上端时，油套连通，泵压下降，膨胀管完成整体膨胀，紧贴于套管，达到锚定与密封[1~8]。但对于海洋油田井斜大、生产套管直径大、同井内生产层段多且层间物性不均衡的套损故障来说，仅仅依靠机械整形是无法达到修复标准的。针对秦皇岛32-6油田F31井套管变形且出砂、漏失严重等问题，技术上采用井下液压胀管技术和低密度加纤维的水泥浆体系，施工程序上采取替入法和平推法相结合的办法，修复并封堵了破损点，成功封隔异常地层，防止因套管破损而发生井漏或井喷等井下复杂情况，缩短了建井周期，节约了钻井成本。

1F31井井套管损坏情况

F31井是一口生产井，共有6个生产层段。因地层出砂严重，导致生产管柱被砂埋而无法正常生产。根据施工设计，需对该井进行大修，取出原井的防砂管柱和分层生产管柱。F31井井深结构及套损点如图1所示。

图1　F31井深结构及套损点示意图

在套铣明化镇组Ⅱ油组筛管期间，地层漏失较大，停止循环后，井筒液面基本不降。将套铣管柱提离射孔段后静置2h左右，再回探，发现砂面上涨10m多。重复套冲、回探3次后发现情况如旧，且在起下套铣管柱时，在明化镇组Ⅰ油组的生产套管上有3个位置点有挂卡现象。初步分析判断明化镇组Ⅰ油组层段有套管变形且出砂、漏失严重，无法进行下部套铣、打捞作业。经过现场和陆地技术人员的仔细分析和讨论，决定先对套变点进行修复(包括扩径、整形)，然后水泥堵漏封堵和加固上部套管，为下步继续套铣、打捞剩余的防砂管柱创造条件。

2F31井修井难点分析及技术措施

2.1　F31井修井难点

2)生产层位多(明化镇组Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ油组)且非均质性差，层间相差2.5MPa，漏失段长。因此修复破损点时注意封隔正常层位，防止造成储层污染。

3)所在平台场地狭小，不能一次性摆放全部作业设备且修井设备作业能力小，无固控设施。

2.2　F31井修井技术措施

2.2.1套管整形技术方案

针对F31井大斜度以及大尺寸生产套管变形，先采用普通小型梨形胀管器进行初次修整，对变形、缩径点进行适度挤胀；再应用液压胀管器进行修整使挤胀后的套管内径基本达到正常状态下的内径；最后用特制的锥形铣鞋和柱形铣鞋组合对变形点进行全方位修复，已达到套管修复标准。通过使用与套管内径相近的加长套铣筒，修复整形段以验证修复效果。

2.2.2水泥挤注、封堵技术方案

针对F31井存在严重漏失，技术上选用高强度低密度(1.5g/cm3)的水泥浆体系，并加入纤维堵漏剂。施工时先用替入法堵住高漏失层，再用挤入法分别挤注其他层：①在挤水泥过程中控制吐砂，起钻采用憋压的方法，套管用封井器，钻杆用多个拷克联动(或浮阀)，以控制起钻时可能出现的地层吐砂埋炮眼的问题；②在钻水泥塞至漏失层时，在管柱上连接打捞杯，并采用正钻塞和反冲洗相结合的方法，避免用牙轮钻头反冲钻塞慢和易堵水眼的问题；③在两射孔层段之间，用水泥承转器隔开，在套管外环空建立循环通道，进行循环封窜。

结合平台甲板面积小、无固井船的客观因素，优选平台现有设施，外加的设备要结构紧凑、功能齐全、容量能满足一次作业所需；作业中使用的设备根据施工顺序采取分次吊装、摆放、卸载。期间交叉施工，在确保安全的前提下，保证作业的顺利进行。

3套管修复技术实施及效果分析

3.1　套管修复技术实施

1)第一次整形梨形胀管器进行套管整形：先下入∅218mm胀管器，对套变部位进行机械整形，然后使用∅220mm胀管器对套管进行初步外胀修复。整形后下入套铣筒检验外胀效果，套铣筒在试通过变形段时十分困难，说明修复效果不明显。

2)二次整形分瓣式液压胀管器进行套管整形：按照图2所示下入整形工具组合。2个水力锚确保打压时锚爪能很好地固定在套管上，水力锚以上加扶正器防止水力锚牙偏心。工具下到套变位置后，从地面往管柱内正打压，通过液压作用使水力锚锚爪咬住套管定位。之后继续打压，推动液缸位移，使胀管器由自由状态下的∅208mm，逐步增加至∅220mm，对3个套变点的缩径处外胀整形。之后变换管柱角度和方位，继续对套管缩径处进行外胀整形。分瓣式液压胀管器如图3所示。

图2　液压胀管管柱组　　　　　　　　图3　分瓣式液压胀管器

3)用锥形铣鞋和柱形铣鞋组合进行套管整形二次整形后，下入锥形铣鞋和柱形铣鞋组合至套变位置，对3个套变位置进行修复。在经过上述3个步骤后，下入∅215mm的套铣筒20m进行修复检测，顺利通过。特制铣锥如图4所示。

图4　特制铣锥

4)挤水泥封堵防窜套管整形后，由于地层出砂严重，无法进行下步打捞。先在第一防砂段，封固出砂段近井地带。再在未打捞的防砂段上部替入稠浆，将上下生产段分隔开，避免在水泥封堵作业时将水泥浆挤入到下部正常的层位，造成储层污染。之后，采取密度为1.50g/cm3低密高强水泥浆+0.55%纤维堵漏剂体系替入法堵住高漏失层，再用挤入法历经3次分层段顺利将套变的第2小夹层成功封堵。为了提高挤堵效果，根据初始排量和压力，采用延时、分段、控压等措施，确保施工达到了设计的挤入压力。施工方案设计挤注水泥浆6次，后因采取替入、挤注的方法，以及在起钻时憋压，因此，在封堵4次后，对包括封堵段在内的生产套管施压15MPa/10min，合格，达到施工设计要求。所应用的水泥浆体系具有适用范围广、费用低，且耐压高的特点，挤堵段可达50m，耐压达15MPa，完全满足生产需要，同时提高封堵效率20%，施工费比常规密度水泥节省30%以上。

3.2　套管修复效果分析

采取前述措施，使∅215mm的套铣筒顺利通过修复井段，漏失出砂段全部堵住，施压15MPa/10min达到施工要求；同时固井曲线合格，达到设计要求，并满足后期生产需求；套管修复后顺利完成后续的大修及完井施工作业。

4结论

1)秦皇岛32-6油田F31井套损的成功处理说明，对于海洋油田井斜大、生产套管直径大、同井内生产层段多且层间物性不均衡的套损问题，通过梨形胀管器、分瓣式液压胀管器、锥形柱形铣鞋组合三步渐进整形后能修复变形套管，为今后类似海洋油田套管修复提供了范例。

2)提高低密度高强度的水泥浆封堵效能，使其有效封堵海洋油田复杂地层漏失出砂。

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[编辑]帅群

[引著格式]王华南，刘东明.海上油田套管损坏修复技术[J].长江大学学报(自科版) ,2015,12(26):74~76.

[中图分类号]TE358.4

[文献标志码]A

[文章编号]1673-1409(2015)26-0074-03

[作者简介]王华南(1979-)，男，工程师，现主要从事修井工艺方面的工作，wanghn2@cnooc.com.cn。

[基金项目]国家科技重大专项(2011ZX05024-003-04)。

[收稿日期]2015-04-17