油田套损井修复技术研究

孙金朝

摘要：随着开发时间的延长，套管损坏情况越来越严重，不少生产井因此而减产、停产或者报废。虽然目前的各种套管检测、整形和修复等工艺层出不穷，但仍存在一些弊端，影响修套成功率。本文通过对套损井机理研究、套损类型细分、工具效果评价、新型修套工具研制等，形成适用的套管修复和加固模式等，实现快速、有效、低成本修复损坏套管的目的。

关键词：套管；损坏；修套；工具；整形

目前套损井的数量不断增加。套损井的增加会影响采油的效率，因此在施工过程中，套损井的修复对于整个施工过程来说是一个十分重要的环节。本文通过介绍在套损井侧斜修井的几项技术，提出了在套损井侧斜修井技术的实施过程中应注意的问题，对于相关施工作业有着重要的指导意义。

1.侧斜修井技术简介

1.1侧斜修井技术的简述

侧斜修井技术是修井施工中经常使用的一种技术。这种修井方法比其他的修井方法有独特的优势。采油定向工具和钻具是侧斜修井技术的一个突出的特点。在修复过程中，施工方一般在原来的旧井眼中撷取一定的纵向深度进行施工。通过预定法案按照一定的方向进行侧斜的钻井。在此过程中绕开深度下边的套管和井眼，目的便是避开之前的旧井眼，重新使其出现新的井眼，根据钻井轨迹的设计进行施工、对井眼轨迹的控制目标进行检测，用新的套管固井。侧斜修井的主要技术指标有：井斜角要小于3度，目的层水平位移要小于30米。这种钻孔技术使得原井的地面位置不变，通过上述方法进行钻井，使新的井底和原来的底部产生一定的距离，基本上保持垂直井的应有特点，不会影响原井网部署的发展。这种套损井侧斜修井技术对于已经废弃的油井的修复提供了一种新的思路和新的方法途径。

1.2侧斜修井技术在修井过程中的具体的应用

侧斜修井技术对于废弃井的修复起到了至关重要的作用，同时也是套损井恢复生产的一项重要的技术。根据实践经验可以总结为以下几点：

（1）对于套损深度的要求是侧斜修井技术应用的一个至关重要的前提。就目前的修井技术而言，套损深度若是没有超过800米的套损井，不便使用侧斜修井技术进行修井。

（2）在开放通道进行取套没有成功的油水井，对油井射孔段的密封条件的全面评估后确认已彻底封固的条件下，可以应用于恢复生产技术。

（3）对于井塌、吐沙严重，井下落物卡阻无法打捞的油井，可以应用侧斜技术恢复生产。因此，侧斜修井技术有着较好的应用价值和广泛的应用前景。

2.套管损坏井修复工艺技术研究

对于套管损坏井的修复处理，经过近多年的摸索和现场实践，已经取得了较大突破，但是在部分套损井修复中，还存在一些技术难点，如套损井段的长度和最小缩径很难检测、频繁更换整形工具级数和地面无法判断铣锥的磨铣状态等等，以上关键技术有可能造成工序无效或侧开套管等，影响大修成功率。为此研究合理的检测工具、整形工具和磨铣工具是实现高效修复套损井的关键。

2.1液压分瓣侧面铅模的研制

液压分瓣侧面铅印可探视套管腐蚀、穿孔、错断的形状和长度，真实准确反映井下套管侧壁损坏情况，在打印前后，铅模收缩在刚体内，避免了起下井时刮碰铅模，保证了铅模打印前后，铅模无损伤。

2.2多级组合钢球整形器的研制

该种整形器的形状类似于梨形胀管器和长锥面胀管器，从原理上讲又类似于偏心滚子整形器，可一次性修整较大尺寸的套管缩径，减少更换胀管器次数，且滚动摩擦，减小了钻杆的扭距，避免了整形工具易卡钻的缺点，提高整形的效率。

2.3套管损坏井加固工艺技术研究

对于大修修复后的套管，一般原则是若能满足要求，可以直接完井生产，对于套管变形严重或者磨铣井段较长的，则实施加固处理。

2.4油水井套管贴堵工艺技术

该工艺技术适应于补贴井段较长且距离油层较远，它不同于传统的机械补贴和液压补贴，它是在套管与油管环形空间下入专用贴堵管，选择合理的施工工艺，将特殊体系的水泥浆注入套管与贴堵管环形空间，构筑水泥和贴堵管双层封堵屏障，达到对套管修复或漏失段的封堵。

2.5油水井柔性防砂加固工艺技术

柔性防砂加固工艺就是变传统的刚性防砂为柔性防砂，可以一次性完成防砂、冲砂一体化的工艺技术，是针对长井段套管修复加固的一种方式。通过研究配套工具和管柱组合，最终形成了柔性防砂冲砂一体管柱。

3.对于侧斜井修井技术的研究探讨

3.1侧斜井井身剖面设计方法研究

侧斜井修井技术是针对老油水井进行的修复技术，这项技术一般应用在老化的油区。与此同时，经过油气田的不断开发，原来的油田网络也不断的产生变化。每个井之间的距离渐渐变小，井眼剖面边坡的设计应该充分考虑这些变化。通过研究不同井网对井身剖面设计的影响，不论是四点法井网、五点法井网还是九点法井网，对侧斜井身剖面设计影响最关键的因素是井网中的各井间距和各井眼的轨迹与方位。除对距离较近的井眼，必需进行防碰计算外，还应考虑将井眼的设计方位错开。通过笔者多年实践的经验以及外国先进国家的研究表明在施工过程中侧斜井井身的井斜角若是超过3度，便不能达到预期的效果。因为角度小，在实践中由于地层和井之间的异质性，会出现不容易形成新的井眼的现象。根据实践经验来看侧斜井井身剖面设计包括：侧斜井靶区设计、取套点深度和侧斜点优选以及侧斜井剖面设计。根据边坡的特殊要求，结合剖面设计的原则，该地区的地质特征，套铣套管损坏具体情况，可选的范围可以确定，以及边坡，边坡的下限值都可以确定。

3.2斜井实钻轨道的防碰分析

侧斜井修井技术是一项非常复杂的技术，在实施此技术的时候要筹划周密，还要保证施工的安全，降低成本。斜井实钻轨道的防碰施工显得更加重要，要求在施工过程中尽可能沿着预先设计好的轨道进行。并且要求设计方能够准确无误的对轨道进行精确的计算和设计。

所得到的数据分析，只能了解一些分散的点。这样要计算实钻轨道的参数，只能进行假设。依据不同的假设条件形成不同的计算方法，应用圆柱螺线法（曲率半径法）可以满足侧斜井施工的要求。在进行侧斜修井施工时要注意两个因素，一是实钻轨道的变化和趋势，二是预先设计的轨道和变化趋势。这是保证施工质量的两个重要因素。在施工过程中要注意两者的偏差，以防止碰撞的发生。另外，旧井和相邻井的井眼向撞也是施工中常见到的问题，解决这一问题需要分析井眼轨道之间的相互关系，井眼轨道间的相互关系可由最近距离、法面距离和水平距离三种来描述。井眼轨迹之间的最近距离是主要用于防止触摸技术，用于比较实际钻井轨迹和表面之间的距离偏差度轨道的设计方法，有时也可以用来防止防碰撞检测。

3.3侧斜井井眼轨迹预测方法分析

预测的指导思想便是用你自己的数据来确定设计点或钻顶角和方位角的预测值，通过调查预测的参数计算方法，计算最小距离，表面距离，用来表达钻孔轨迹平面距离之间的关系，实现防碰预测的目标。侧斜井井眼轨迹控制的方法就是通过计算和调整钻进时的井斜和方位两个方向上的合侧向力，根据需要调整井眼轨迹。在施工中，通过侧向力的大小来预测井眼轨迹，还可以根据井眼轨迹的变化需要调整侧向力的大小，从而达到井眼轨迹控制的边坡的目的。

4.结论与认识

套损井侧斜修井技术在修复套损井等废弃的旧井方面起到了重要的作用，由于目前我国修井技术还不处于世界的先进水平，因此在套损井测斜修井方面还面临着诸如设备老化，修井成本低等问题。这些问题的解决也需要相当长的时间。

参考文献

[1]张效羽.模糊识别及预测在役套管的变形损坏[J].天然气工业，2011，（2）

[2]胡文瑞.增加壁厚是延长陇东油区套管使用寿命的重要方法[J]石油钻采工艺，2012，22（1）

（作者單位：中国石化中原石油工程有限公司井下特种作业公司技术发展中心）