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我厂套损井治理现状和展望


我厂套损井治理现状和展望
董双平 一、前言
世界各国油田开发进程表明,随着油田开发年限的增加,开发方案的不断调 整和实施,特别是注水开发的油藏,由于不同的地质、工程和管理条件,油、气、 水井套管将不可避免地出现不同程度的损坏,使油水井不能正常生产,以致影响 油田稳产。美国威明顿油田,1926 年到 1986 年开发 60 年间,由于大量采出地下 液体,引起该地

区较大的构造运动,造成油水井成片错断,损坏严重;罗马尼亚 的坦勒斯油田开发 22 年后,已有 20%的油井套管损坏;俄罗斯的班长达勒威油田 有 30%的油水井因套管损坏而停产; 大庆油田截止 2001 年套损井累计已超过 8000 口。如何减缓油水井套管损坏速度,尽可能延长油水井的使用寿命,并对套损井 进行修复,充分利用这些资产,是石油工作者面临的重要课题。

二、我厂套损井现状
临盘油田属层状复杂小断块油田,断层多,储层类型复杂,加之开发过程中 的出砂、腐蚀和高压注水等因素影响,使已开发 30 多年的临盘油田油水井套损井 日益增多,严重影响了油田的正常开发。从统计资料看: 98 年底全厂套损井 180 口, 2001 年底上升到 377 口, 目前已达到 520 余口, 套损井上升速度在不断加快。 地质所资料统计显示,仅停产待治理的套损井中,预增油 149t/d,预增注 2520 方 /d,预恢复地质储量 34 万吨,恢复剩余可采储量 36.3 万吨,恢复水驱控制储量 418 万吨。我厂套管损坏形态以套变为主,套漏为辅,而套变井主要以套管缩径为主, 占套变井总数的 81.5%。对缩径井治理,目前各油田的办法还是以机械修复为主, 成功率不高。由此可见,我厂在套损井治理中有潜力可挖,但难度较大。

三、套损井治理工作进展情况
、2004 (一) 2004 年套损井治理年度计划 、
年初,为作好套损井治理工作,地质所、工艺所和作业科一起共同成立了套 损井治理项目组。首先由地质所对我厂近 500 口套损井从地质角度优选出了 70 余 口有潜力的套损井。在此基础由工艺所技术人员对每口的井史及套损情况等进行 了认真的调查分析、统计归类,然后由项目组成员一起制定治理措施,并对治理 措施进行了充分的论证,最终优选出了 64 口套损井,做为我厂 2004 年重点治理 井,同时制定了套损井治理年度计划: (一)全年套损井治理 60 口,力争完成 80 口,成功率 70%以上。其中换套 10-13 井次,堵漏 12-18 井次,下小套管 17-20 井

次,卡漏 3-8 井次。 (二)增加日油能力 90 吨,日注能力 1600 立方米。

、2004 年套损井治理工作进展情况 (二) 2004 年套损井治理工作进展情况 、
在套损井治理中,我们工艺所项目组主要承担每口施工井的资料准备、治理 技术分析、方案设计和现场技术监督指导的任务,在作业科、地质所、监测大队、 井下工程等单位的积极配合下,套损井治理工作开展的有井有条,具体工作量见 表 1。 从表 1 中可以看出,共实施套损井治理 54 口,加上封隔器卡漏措施的井数(未 统计),总治理口数在 60 口以上,已基本完成年初计划,成功率为 74%,初期日增油 量和日增注量分别为 55.8 吨、760 立方米,明显低于年初计划数。主要是一些治 理后的井未能实施注采或解除污染。另外,今年的套损治理主要是堵漏为主,效 果不是很好,由于取套换套和小套管固井占井时间长,需要大修设备施工,很难 提高该工艺技术的施工井数,另外扩径、打通道目前没有好的方法,使得机械修 套成功率极低。 表 1、2004 年套损井治理情况统计表
堵漏 口数 成功井数 有效率 26 20 77% 小套固 井 6 6 100% 取套换 套 3 3 100% 机械修 套 13 6 46% 套管补 贴 6 5 83% 合计 54 40 74.%

四、主要套损井治理工艺技术
近十几年来,经过各油田广大修井工作者的不断实践和认识,创新和完善, 套管损坏井的修复工艺技术有了很大的进步。针对各种套管损坏类型和形态,修 复工艺技术已经系列化;为满足各种修复工艺的需要,修井工具已经发展到十几 种类型,几百个规格。目前主要的修复工艺技术有:整形技术、扩铣技术、二次 固井技术、取换套技术、补贴技术、堵漏技术和爆炸治理等工艺措施,这些工艺 技术可单独使用,也可组合使用,基本上满足了各种套管损坏修复需要,这些技 术的实施,拓宽了修井范围(由可修通径φ90mm 以上套损井扩展到可修φ60mm 的套损井) 、提高了修井成功率。我厂从 2003 年底开始加大套损井治理力度,并 尝试过各种治理方法,其中机械整形、扩铣和堵漏工艺技术在我厂开展的较早, 已经很成熟。下面仅将我厂近两年开展的取套换套、小套管固井和套管补贴工艺 技术加以介绍。

、取套换套工艺技术 (一) 取套换套工艺技术 、
该工艺技术是把损坏的套管取出来,下入新套管与井内剩余的完好套管连接 上,然后根据需要采取固井或不固井方式完井。取套换套工艺技术是修复套管损

坏最彻底的手段,但它受到技术条件和经济条件的限制,目前比较经济可靠的施 工深度为 900 米以上,取套管井的井况也限制于 51/2in 以下的井,套管损坏部位 通径应在 35mm 以上,而且不存在大段弯曲的情况。目前我厂最深施工深度为 300m。该工艺主要施工过程如下: 1) 、核实套损点深度、形状。采用工程测井法、机械法相结合检测套损程度、 几何形状和深度,为取套根数提供依据。 2) 、打底丢手、填砂,在 600-700 米打 Y211 或 Y221 丢封,填砂 20 米,试压 15MP,30 分钟压降 0.5MP 为合格。 3) 、套铣,用 81/2 套铣筒套铣至套损点以下 20 米。 4) 、套管外注灰,要求灰柱 10 米,灰面深套损点以下 10 米。 5) 、内割刀切割取套、捞套,在套损点下一根套管中部切割,起出后,下公 锥倒扣捞出余下半根套管。 6) 、下新套管对扣,核算好新套管长度,下入对扣,有时在套管内下入部分 油带扶正器作为内扶正,以提高对扣成功率。 、试压、冲捞底砂和丢手,试压 15MP,30 分钟压降 0.5MP 为合格,起出 7) 套铣筒,下管柱冲砂和捞出丢手。 8) 、完井。按设计方案完井。

取套换套工艺示意
表层套管

油层套管 套损点

切割点

砂面 丢手

油层段 人工井底

、小套管固井工艺技术 (二) 小套管固井工艺技术 、
该工艺技术是在旧套管中下入新套管,然后用水泥浆封固新旧套管的环形空 间。当套管腐蚀损坏严重,损坏段太长,无法作一般修套技术修理时可采用该工 艺技术,根据我厂套损井特点,成功的组织实施了小套管上部悬挂的新工艺和相 关配套技术。该工艺主要施工过程如下: 1) 、探伤确定小套管下入深度,用工程测井法和机械法检测套管损坏程度、 深度,为小套管下入深度提供依据。 2) 、打悬空灰塞,在小套管下入深度以下 2-3 米打一水泥塞,厚度 15-20 米。 3) 、下小套管及固井管柱,按以下顺序下入固井管柱:水泥盲鞋+旋流管+可 钻式阻流阀+小套管+套标(短套)+小套管。 4) 、固井,按设计的水泥返高深度计算好水泥浆量和顶替量,按计算的最高 泵压安排施工车辆及井口工具。 5) 、钻铣掉固井附件及底部悬空灰塞,选择小直径磨铣工具磨铣,避免固井附 件落入大套管内。 6) 、完井,按设计方案完井。

小套管固井工艺示意图
表层套管 油层套管

4”小套管 碰压胶塞

可钻式阻流阀

旋流管

水泥盲鞋

灰面

油层段 人工井底

、套管补贴工艺技术 (三) 套管补贴工艺技术 、
套管补贴工艺技术是利用机械力使特制钢管紧紧补贴在套管破漏部位,堵住 漏点。套管补贴工艺技术适用于油水井套管局部破裂、腐蚀的孔洞、丝扣漏失等 严重外漏井。同时也可以用于封堵射孔井段,调整开发层系。目前该技术以由波 纹管补贴工艺发展到加固管两端密封工艺,施工长度也能达到 50 米,我厂补贴的 最长井段为 31 米。

五、2004 年套损井治理典型井分析
、商 13- 井全井下小套管固井施工。 (一) 商 13-18 井全井下小套管固井施工。 、
该井 1999 年 10 月因地表返水怀疑套管漏关井,2003 年 7 月大修打捞,2003 年 8 月电磁探伤显示 564-1110 米套管腐蚀较明显,且该井段多处有裂缝、裂痕显示。 为恢复生产要求对该井套管进行修复。作业科、工艺所、地质所对该井进行了认 真分析讨论,根据该区块及邻井情况决定全井下 4”小套管,设计尾部 800 米接箍 外径为Φ114mm,上部 1840 米为Φ118mm。套标(短套)位于 1600-1700 米之间。 水泥返高 1200 米。在打通道过程中,多处遇阻,上部地层有吐泥砂段和漏式段, 施工很难进行,后经分析讨论采取泥浆不间断洗井,下部小套改下Φ110 接箍,使 得该井顺利固井。在固井施工中,固井压力最高时达 23MP,很难保证Φ110 接箍 的承压能力,给固井施工带来风险,同时顶替泥浆性能差给施工增加了难度。在 以后的该工艺中,尽量不设计下Φ110 接箍,并要求施工用泥浆性能可靠,以确保 固井质量。

、商 13(二) 商 13-26 井取套换套施工。 、
该井 2000 年 10 月因地面返水怀疑套漏关,2004 年 3 月份上作业找漏,井温 测试显示 0-100 米套漏,井下成像显示 61-63 米套漏。为恢复该井注水能力,要求 修复该井套管。经三方面讨论决定采取取套换套工艺,在各单位的积极配合下, 该井以 15 天施工期快速高效完井,目前日注水量为 40 方,达到了预期注水量。 取套换套工艺的技术重点在于新旧套管的对口连接,在施工中我们采取内外扶正 并用的方法,保证了该井一次对口成功。

、盘 井套管补贴施工。 (三) 盘 1-29 井套管补贴施工。 、
该井施工前有自喷能力,全水。S3 上、S3 中和 S4 共 32.8 米,23 小层。地质

所技术人员分析该区块层间压差大,要求封堵 S3 上和 S4,对 S3 中进行注水。经 讨论决定对 S4 段进行注灰封堵, S3 上段进行套管补贴, 对 补贴油层段长 26.2 米。 在施工中,设计补贴管长 30.5 米,采取液压胀贴,经过精心施工,该井补贴一次成功, 目前日注水量为 80 方。该井补贴段为我厂最长的套管补贴井段,套管补贴工艺技 术重点在于两端胀贴的密封性,在保证同步的前提下,补贴长度可以任意延长。

六、套损井治理过程中的几点认识及建议
(一) 高压注水井中油层以上套管特别是松软的泥页层的套管应 、 加封隔器隔离保护
商 13-582 井 04 年 2 月 24 日上大修捞管柱, 施工过程中发现 1415 米以下套管 严重变形弯曲,但 118x600mm 卡瓦捞筒能加压通过,地质资料显示 1410 米为火 成 岩 和 泥 岩 交 接 带 , 1410 米 以 下 是 大 段 泥 岩 , 注 水 层 位 、 井 段 为 沙 二 下、 2288.2-2411.8 米,水泥返高为 1080 米,注水层位至 1410 米固井质量良好。 经分析该井段套管发生变形弯曲有两种可能: (1)火成岩和泥岩交接带发生相对 滑动造成套管弯曲变形; (2)注入的高压水渗入泥岩层,引发泥岩吸水蠕变和膨 胀造成套管损坏。商 13-44 井距商 13-582 井只有 30-40 米,地层发生相对滑动时, 将不可避免的受到影响,该井正常生产说明第一种可能是不正确的。商 13-582 井 正常注水压力为 23MP 左右,损坏井段又为泥岩层,因此可以确定泥岩吸水是造 成该井套管损坏的根本原因。在采油技术标准中,对高压注水井(注水压力大于 18MP)油层上部套管应加封隔器加以保护有明确规定。 建议在我厂高压注水区实施 注水井套管保护工艺,目前,注水井套管保护工艺主要有悬挂式分层注水工艺、 支撑式分层注水工艺和卡封注水井工艺。

、商 2540(二) 商 25-13 及盘 40-7 两口机械修套封井施工的认识及建议 、
商 25-13 井 04 年 2 月 20 日上大修捞三牙轮,经下薄壁卡瓦捞筒、一把抓、磨 鞋、尖钻头等工具后无效,后经井下成像显示确定为开窗,见图 1。盘 40-7 井 04 年 4 月 24 日上大修治理套管, (该井 03 年三牙轮落井,东营大修队地质报表上显 示捞出)在原鱼顶井段通井遇阻,后经尖钻头刮铣、挤成岩剂、钻铣、磨铣等工 序无效,井下成像显示确定为开窗,见图 2。从两口井井况来看,都是挤灰后,钻 塞时螺杆钻断在井内,从两张图片来看,都有月牙形物件在开窗处,从施工工具

来看,都使用了磨铣工具,有很大的相似性。可分析过程如下:在挤灰过程中挤 灰段套管损坏,钻塞时三牙轮卡在套坏处,施工时泵压过大导致万向轴受反向力 扭断,由于落井部分中,轴承组材料是优质的 TC 硬质合金,在磨铣中,倾斜在套 管中的落鱼充当了造斜器的作用,形成开窗。另外,在其他几口井磨铣施工中, 也有磨坏套管的显示。建议在使用磨铣类工具时,必要严格按照操作规程施工, 管柱结构必须合理,在 L45-11 井打通道施工中,我们和外协单位合作,经过认真 分析、优选工具,成功打出通道。

月牙形物件

图 1、商 25-13 井开窗顶部井下成像图片

月牙形物件

图 2、盘 40-7 井开窗顶部井下成像图片

七、套损井治理技术的展望 套损井治理技术的展望
、扩径、 (一) 扩径、打通道技术的研究有待发展 、扩径

上述各种套损井治理工艺技术的实施,都是建立在扩径成功、打开通径的基 础上,没有施工需要的通径,工艺措施无法实施,套损治理无从谈起。在今年套 损井治理中我们摸索出了一套扩径方法,成功打出了几口套损井的通道,实施了 下步措施。另外,爆炸整形技术在扩径、打通道方面应有很好的发展前景,该技 术曾在一些老油田如玉门油田、吉林油田广泛应用,目前在新疆油田用爆炸整形 技术和机械整形技术相结合修复了一批躺井。在胜利油田爆炸整形技术还不十分 成熟,可选择性引进外部爆炸整形技术来拓宽修井范围。

、 (二) 积极引进先进的套损检测技术为治理措施的制定和实施提 供切实可行的依据和可靠的技术数据。 供切实可行的依据和可靠的技术数据。
套管损坏井检测技术指的是测量油水井井下套管技术状况的测井技术,以掌 握井下套管的变形形态,如变形长度、套损深度、内径变化、有无裂缝及变形方 位等,为套损治理提供可靠的技术数据。同时,套管技术状况检测还可以对井下 套管损坏及产生和加速损坏的环境及原因进行研究分析,为采取预防措施提供科 学依据。我厂目前使用的检测技术主要有铅模法、井温测井、18 臂井径仪等,这 些检测技术还不能满足一些施工需要,目前检测技术已逐步完善、配套,出现声、 电及机械等多种先进的检测仪器,并向电子图像化过度。

、在套损井治理中应作到“ (三) 在套损井治理中应作到“防、治、用”相结合,遏止套管 、在套损井治理中应作到 相结合, 损坏速度、减缓套损井对产量的压力。 损坏速度、减缓套损井对产量的压力。
、套损井的防治 1) 套损井的防治 、 经过广大技术工作者对套管损坏的原因和机理的研究分析,提出了若干防治 套管损坏的措施,2004 年由工艺所完成的“临盘采油厂套管损坏机理分析及防治” 提出了适合我厂套损情况的主要防治措施:一是防止外挤力超过套管屈服强度, 包括防止注入水进入非油层,以防止泥页岩蠕变、层间滑动、断层复活、盐岩浸 蚀坍塌等方法;二是提高套管强度来增加抗外挤力,主要包括提高套管抗挤等级、 套管的壁厚,用双层套管和和防止射孔严重伤害套管等方法;第三是防止套管腐 蚀。这些防治措施应在钻井过程中、投产完井施工中逐步组织实施,特别是一些 特殊区块的油水井。 、套损井的治理 2) 套损井的治理 、 在套损井的治理中,要和各区块油水井实际情况相结合,要有针对性的实施

成熟的治理方法,努力作到多产油、多注水,使用期限长,治理成功率高。 、套损井的利用 3) 套损井的利用 、 对一些无法修复或修复成本过高的井安装无管泵、下小直径封隔器或打侧钻 井等工艺技术,可使套管损坏井得以重新利用,发挥它应用的作用。

八、2005 年套损井治理工作打算
、项目组成员继续深入学习套损井治理技术知识,以更好地为我厂套损 ( 一) 、 井治理工作服务。 、与作业科、地质所一道继续做好有潜力的套损井的治理工艺、治理效 ( 二) 果等方面的分析论证工作,努力提高套损井的治理成功率。 、进一步做好新工艺、新技术的引进、使用和管理力度;全方位、多渠 ( 三) 道引进新工艺技术;加大套损井治理的现场监督和指导力度;以加速套损井治理 进度和成功率的提高,力争完成套损井治理任务。 、建立套损井治理单井施工资料档案,做好套损井治理后期管理工作, ( 四) 特别是治理后井眼减小井的监督管理工作。 、适应油田改革的形势,算好套损井治理中投入和回收的成本帐,为以 ( 五) 后套损井治理定向送修或招标送修打下基础。


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