严重变形裸眼取换套工艺现场处理

张宏峰　张高峰

【摘  要】针对常规裸眼井取换套工艺现状进行分析，结合现场施工案例，在严重变形裸眼取换套工艺实施过程中，按照井下情况进行适应性改进，对于井下复杂情况提出对策及应对措施，为裸眼取换套工艺的具体实施和应用提出建设性参考。

【关键词】套管变形;取换套

引言

随着陆上油田开发进入中后期，油水井套管损坏情况越来越严重，各油田都提出了一些针对性措施，减缓了套管的损坏速度，但是由于非均匀地应力作用因素及套管腐蚀和注水压裂酸化等必要的开发措施的应用，套管损坏在一定时期内，仍将是影响油田上产和稳产的主要矛盾。 取换套技术是治理错断、破裂、变形套损井的一种有效的技术手段，它可以彻底修复套管，恢复原井的技术指标，能够满足地质开发方案的技术要求，是目前修井领域最为彻底的套管修复技术。

随着“示踪保鱼，内割取套”等深部取套工艺相取得显著的效果，但在实际现场应用和特殊井况时，需要对工艺和工具适应性进行调整，本文以大港油田实施的一口典型裸眼取换套井为例，为该项技术现场应用的适应性改进提供参考。

1.Z9-47井概况

Z9-47井，地质要求永久性封井，井深2830米，在2420m有11米气层。在前期的施工中∮78mm铅印至320.2m遇阻，打印印痕缩径至67mm;∮78mm铣锥2h无进尺憋钻;∮48mm油管33根带2根∮36mm空心杆试下，遇阻深度328m无法通过;24臂井径测试仪提前遇阻、“鹰眼”井下视像测井仪显示∮139.7mm原井套管在316m弯曲断开。推测井筒情况见图1，套管弯曲变形严重且存在错断，导致井内油气层无法实施有效封堵。

该井位于人口稠密居民区，属于高危施工区域，另外该井表层套管46.15m下入较浅，如果油气上窜，表套不能有效分隔地层，油气会随着地层空隙窜到地面四处蔓延，大量人口要紧急疏散，故该井有较高的安全风险、井控风险、工艺风险和社会稳定风险，存在重大的安全隐患。

2.取换套工艺的技术难点

（1）无法有效封堵井内油气层，施工存在较大井控风险，无法下入常规示踪管，存在丢鱼风险。

（2）套管变形直径达到237.5mm，常规套铣组合无法有效将变形套管引入，容易将原井套管劈开后，侧出原井筒轨迹，在没有示踪的前提下，导致丢鱼;

（3）套铣过程中无法及时取套，原套管不可避免地对套铣筒产生影响，推动套铣管改变轴线，更为严重的是脆弱的原套管在套铣管摩擦力和旋转离心力作用下，极易断裂下移，和鱼头重叠，引起下部套管鱼头“穿袖”现象，将严重影响套铣速度，鱼头无法进入套铣管，势必会造成劈套管，套铣施工将异常艰难。

3.取换套工艺技术对策

（1）井口安装2FZ35-35防喷器，配套244.5mm和139.7mm闸板，简易套管头安装地面引流管，以便对油气上窜及时引流和采取应急措施。

（2）无法设置常规示踪管，割取原井套管深度不超过表套深度46.15m，如果造成鱼头穿袖情况，用同心变扣悬挂原井套管。

（3）受表套内径305mm限制，采用244.5mm套铣管+290mm套铣头作为套铣管柱，转速80～100r/min，钻压为40～60 KN。采用单级偏梯形螺纹套铣管，此套铣管具有连接强度大，容易对扣，不易乱扣，密封可靠，不会刺坏连接螺纹等优势。

（4）套铣头内腔为喇叭口状，工作面铺焊YD合金，可自动引入套损点下部套管，可以磨铣不规则鱼顶，避免了下部套管的破坏，保证鱼头规则不丢失。铣鞋底部为小波纹齿，底部圆周上开有5道马蹄形水槽，以便套铣出的岩屑及时返出。

（5）配套动力水龙头，利用套铣管短接加深钻进，解决方钻杆接单根上提露出鱼头重新找鱼的风险。

（6）设计后腔式专用母锥MZ/5-1/2FH，前端加焊∮200mm引鞋，长度2.5m，兼顾套铣、引入和造扣功能。

（7）套铣时将会产生大量地层岩屑，固控系统效率要求高，配套大排量泥浆泵、双层振动筛、离心机。

4.取换套工艺实施过程

（1）切割油层套管15m，焊表套套管头，安装液动防喷器并试压合格，安装导流管，ρ1.15泥浆套铣。

（2）裸眼套铣深度315米进尺缓慢，随后发生卡钻、活动解卡1000KN开，起钻发现套铣头外壁泥包，内部有大片切削粘土，套铣头部分失去破岩能力。分析原因是表层钻进速度太快，切削井壁粘土尺寸过大;平原组地层粘土造浆作用强，加之泥浆净化能力差，导致切削的钙质泥饼尺寸大，泥浆无法携带到地面，形成泥包钻头卡钻。通过计算优化钻井液参数，调整泥浆泵排量至1.6m3/min，粘度35秒，提升井筒净化能力，离心机清除泥浆中固相颗粒，采取恒钻压30KN匀速钻进。

（3）钻进至320米无进尺，方钻杆憋跳严重，接单根后遇阻深度变浅至318米，分析原因是原井套管在套铣过程中已断脱，上部套管下沉和下部套管鱼头形成“穿袖”，超过套铣头内径270mm，無法引入套铣筒，套铣头侧劈原井套管，造成套铣困难。

（4）下可退式倒扣捞矛，捞获套管，下放钻柱遇阻深度上移3m，验证了“穿袖”。下带拨叉套铣头，用动力水龙头下端连接同心变扣，内接∮139.7mm原井套管，外接∮244.5mm套铣筒，进行套铣钻进，消除了鱼头“穿袖”影响，扩大套铣头的扩径率，加大套铣管和井壁环形空间，防止粘卡。

（5） 套铣至385米，进入明化镇上段地层，停止钻进，起出上部断脱套管，末端呈开花状（图2），侧壁有磨铣痕迹，验证了前期套管断脱和穿袖的判断。

（6）下后腔式母锥套铣筒，引入鱼顶，造扣，倒扣出破损套管，下带引鞋套管对扣器+∮139.7mm套管对扣，试压合格。

5.结束语

（1）严重弯曲井裸眼取换套在无法做到有效示踪的前提下，不能贸然提出原井套管，以防丢鱼造成施工困难，可以用同心变扣悬挂原套管，不阻碍正常套铣。

（2）动力水龙头可以保持持续钻进，避免普通接单根需要上提管柱造成已含入的鱼头脱鱼。

（3）大井径需要提高排量，利用离心机降低泥浆中固相含量，粘度不应超过40秒，恒钻压缓慢匀速送钻。

参考文献

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作者简介：张宏峰（1971-），男，高级工程师，1994年毕业于西安石油大学采油工程专业，目前从事修井、增产措施的研发和推广。