长井段膨胀管补贴在Hu16P3井的应用

(华北油田公司 第五采油厂，河北 辛集 052360)①

油水井套管破损导致井下套管技术状况恶化，影响油水井正常生产和修井作业，缩短油水井的使用寿命；套管破损井数越来越多，会破坏注采井网，制约油田开发，给油田造成严重的经济损失[1]。发生套损的原因主要有地层应力变化、生产或作业磨损、电化学腐蚀等，通常采用化学和机械2种方法治理。对于水泥返高面以上套管自由段破损的情况，采用挤注化学堵剂封堵，工艺适应性差，堵漏效果不理想[2]，膨胀管补贴技术开辟了一种全新的机械修复方式[3-4]。张文华等人在深入研究膨胀管技术原理后，提出在国内加快技术攻关研究和投入工业应用的建议[5]；中国石油大学等高校和胜利、大港、中原等油田研究总结出膨胀管补贴工艺的关键技术[6-15]，解决了膨胀锥和连接螺纹等难点问题；田启忠等人通过将增力装置和锚定装置放置于补贴管内部，用油管进行拉力和液压传递，从理论上设计出适用于长井段套损修复的膨胀管补贴管柱[16]。但在实际应用中，补贴井段长度均未超过50 m。笔者针对Hu16P3井套管自由段破损井段总长约70 m情况，提出长井段膨胀管补贴关键技术及施工方法，为膨胀管补贴技术应用于修复长井段套管破损提供了现场经验。套管补贴后试压15 MPa，稳压10 min，压降≤0.3 MPa，有效封堵长70 m井段漏点，恢复产能6.8 t/d，含水率降至2.8%，已连续生产1 541 d未出现套管破损，累计增产原油1.048×104t。

1 套管技术状况

Hu16P3井位于河北省深州市大堤乡孙家庄村南，属于冀中饶阳凹陷孙虎潜山构造带虎16断块，2012年投产，井型为二开水平井，完钻井深3 510 m，完井方式为裸眼完井，裸眼井段3 296.71～3 510.00 m，如表1。

表1 Hu16P3井套管数据

为精确定位套管漏失点和破损井段，采用40臂井径成像测井配合示踪流量、井温找漏测井的方式[17-18]，测井结果解释如表2。套管分别在1 783.8、1 815.5、1 822.7、1 827.8和1 845.2 m等5处漏失，在井段1 780～1 850 m显示井径变形和低温异常。

表2 40臂及示踪流量测井结果解释

2 工艺参数设计

根据膨胀管膨挤过程会在轴向缩短[19]以及补贴管柱上下密封端避开套管接箍的原则，设计长井段膨胀管补贴管柱结构(如图1所示)及工艺参数(如表3所示)，连接杆与膨胀锥改良成卡簧对接方式，膨胀管柱底部盲堵采用可打捞式底堵，膨胀管补贴管柱壁厚8 mm，胶皮厚度2 mm。设计补贴井段1 767～1 863 m(如图2)，补贴长度96 m，胀后内径139 mm。

图1 膨胀管管柱结构

基础套管规格膨胀器尺寸膨胀管规格及技术参数油管规格内径/mm通径/mmD/mmd/mmL1/mmD1/mmd1/mmL/mm胀后内径/mm抗内压/MPa抗外压/MPa157.08154.015213935014613096139402173 mm外加厚油管

图2 膨胀管补贴工艺施工管柱示意

3 膨胀管补贴施工

首先进行井筒准备，刮削通井，保证后续施工及膨胀管补贴后有效密封；然后下入补贴管柱，加压胀管补贴，套管试压；最后下工具打捞出底堵，沟通井眼，完成补贴施工。

3.1 井筒准备

3.1.1套管刮削

使用GX-T178弹簧式刮削器刮削套管至设计补贴井段以下20 m，在设计补贴井段反复刮削3次，并用75 ℃热水洗井2周，彻底清除套管内壁上的水泥残渣、毛刺、死油和硬蜡等杂物，保证膨胀管补贴时有效贴合密封。

3.1.2通井验管

匀速下入ø154 mm×4.68 m通井规+球座+73 mm外加厚油管，通井至补贴井段以下20 m，保证膨胀管套管补贴施工的通径要求[22]。投入钢球，对73 mm外加厚油管柱加压至40 MPa，稳压15 min无泄漏，确保后续加压胀管施工。

3.2 套管补贴

3.2.1下膨胀管

采用安全卡瓦和专用提升短节配合，下入11根由螺纹连接而成的膨胀管补贴管柱，用73 mm外加厚油管柱底部带连接杆，缓慢下入膨胀管中，完成卡簧对接，在膨胀管与外加厚油管的环空注入干净清水至膨胀管口处，装填满黄油密封，安装好尼龙防尘组件后，以0.5 m/s的下钻速度匀速下入至设计补贴井段，校核深度及指重表，记录管柱悬重和方入。

3.2.2加压胀管

连接加压接头和高压软管，设定泵站安全溢流压力为45 MPa，起泵加压胀管，输出排量调定到15 L/min，压力32～20 MPa，上提管柱始终保持大钩载荷比原悬重多10～30 kN，起出外加厚油管11根，完成胀管补贴。

3.2.3套管试压

套管试压15 MPa，稳压10 min，压降≤0.3 MPa，膨胀管补贴井段试压合格。

3.3 打捞底堵

用73 mm外加厚油管连接73 mm平式油管接箍捞矛下入井中，缓慢加压至100 kN，上提钻具，悬重增加50 kN，判断捞获底堵，继续缓慢上提钻具，在补贴井段保持悬重始终大于正常悬重50～200 kN，当底堵完全从膨胀管中起出后，悬重恢复正常，直至起出井口，完成底堵打捞，至此完成膨胀管补贴施工。

4 关键技术及应用效果评价

4.1 关键技术

1) 用于拉力和液压传递的油管必须试压合格。

2) 连接杆上的锁紧装置与膨胀锥卡簧对接后，需上提下放管柱两次，活动高度约1 m，确认已连接好。

3) 膨胀管与73 mm外加厚油管的环空应注满干净清水，并安装防尘组件；下井过程中每下100 m须将管柱内灌满清水以保证膨胀管内外零压差。

4) 加压胀管压力值达到启动压力时，套管停止返水，大钩悬重略低于原管柱悬重20～60 kN，判断发射室坐挂成功，启动胀管，当管柱开始上窜约1 m后，提升管柱直至恢复原管柱悬重，保持压力并缓慢上提管柱，始终保持大钩载荷比原悬重多10～30 kN，直到补贴完成。

4.2 应用效果评价

在Hu16P3井井段1 767～1 863 m实施膨胀管补贴，补贴长度96 m，套管试压15 MPa，稳压10 min，压降≤0.3 MPa，说明膨胀管补贴密封良好， 1 780～1 850 m井段漏点成功封堵。复产后日产油6.8 t/d，含水率降至2.8%，已连续生产1 541 d未再次出现套管破损，且目前持续有效，累计增产原油1.048×104t，如表4所示。

表4 膨胀管补贴前后生产情况对比

5 结论

1) 针对套管自由段多处破损，待修复井段长的情况，膨胀管补贴技术能够实现整段封堵和长段套管加固，还能防止套损段加剧恶化，施工操作简捷，有效期长。

2) 通过对Hu16P3井实施长井段膨胀管套管补贴，成功封堵套管自由段多处漏失井段，补贴井段达到96 m的长度，为膨胀管补贴技术现场应用创造了补贴井段长度的新记录。

3) 实现长井段膨胀管补贴的关键技术施工步骤包括准确定位破损井段，使用适合规格的刮削和通井工具打通井筒通道，膨胀管下井过程灌液保持管柱内零压差，加压胀管配合上提管柱，试压合格后下工具打捞底堵完成膨胀管补贴。该技术现场应用的施工方法具有很强的可操作性，可推广到其他油田作业。