套管修复(2010大赛)

液压整形套管修复技术的研究摘要：目前曙光油田套管损坏井逐年增加，而由于缩径引起的套损比例较大，是套损井修复中要重点解决的问题。

套损修复装置，在解决套损井方面起关键作用。

现有的缩径整形技术，主要有机械墩压及爆炸扩径等，这些工艺施工风险大，成本高，无法控制，给作业造成很大困难，甚至会产生不安全隐患，对套管危害无法预测，极有可能造成不必要的经济损失，而且成功率较低，针对以上问题，我们研究出了套变井液压整形技术，该技术很好的解决了以往整形技术存在的诸多弊端。

其采用液力控制，利用现场小修设备，即可进行修复作业。

关键词：套管修复液压整形1 技术原理将整形工具下到套损位置后，地面动力经液压设备增压后在胀压设备上产生一个强大的胀压力，使数百个钢球变径后以一定的规律排列并顺势向下滚动，将套管内径恢复到圆形，反复滚压完毕后，钢球回到初始状态，上提管柱完成整个工艺。

2 主要配套工具（1）水力锚采用多级压裂式水力锚。

由于整形压力较大，为确保管柱具有足够的锚定力，必须配备多组水力锚，配备数量根据整形压力高低而增减，其规格按所要修复的套管不同而选择。

（2）液压增压器采用液压增压原理，将一定的液压动能转换为整形所需的机械动能。

（3）变径胀压头变径胀压头由数百个变径钢球按一定的规律排列，在水力作用下对套管内壁进行滚压，胀头直径可以自动增加到预先设定的尺寸，将套管最大限度的恢复到原有的通径。

3 技术指标（1）、该设备在套管内表面形成880 ～1600MPa压强（2）、内径φ124mm套管整形后可达到φ116mm～φ118mm（3）、内径φ161.7mm套管整形后可恢复到φ146mm～φ154mm4 技术优点（1）操作安全可靠、整形效果好（2）可实现长距离连续整形（3）泄压装置使施工过程显示明显，便于现场操作（4）具有防卡、防脱、复位功能（5）整形后可直接进行膨胀管补贴（6）利用小修设备就能实施套管整形5 对井况的要求（1）套管无严重弯曲、错断、破裂；（2）套管变形处最小通径≥φ80mm；（3）套变处深度一般小于3500m；（4）油水井无严重井漏，正洗井有返水。

浅谈套管损坏的原因及修复方法发布时间：2023-03-03T07:32:37.137Z 来源：《中国科技信息》2022年10月19期作者：殷琦王小强白卫宁[导读] 随着油田开发进入中高含水期，套损井越来越多随着油田开发进入中高含水期，套损井越来越多殷琦王小强白卫宁（长庆油田第三采油厂油房庄第二采油作业区）摘要: 随着油田开发进入中高含水期，套损井越来越多，因此，套损井的修复一直是重点研究的课题，为提高套损井的修井质量，缩短修井时间，本文对套损井修复过程中整形工具结构进行了系统深入的研究，其研究成果对认识油水井套管变形和损坏的受力状况和套损井修复整形工具的改进具有一定的指导意义。

与套损井修复工艺相结合，同时本文通过分析套管损、变形的原因进行分析，并采取针对性的工艺技术修复或预防，使其达到正常生产的目的，从而提高油水井的利用率。

关键词：套管损坏，套管修复1 造成套管损坏的原因套管损坏主要是由以下三方面的因素造成：一是由地质因素引起的套损；二是由电化学腐蚀、氧腐蚀、CO2腐蚀、H2S腐蚀等引起的套损；三是因固井质量不合格及井下作业等工程因素引起套损。

1.1 造成套管变形损坏的地质因素1.1.1 井眼周围的岩石压力对套管损坏的影响钻井前各岩层处于原始地层应力场的平衡状态，钻井后，引起周围岩石应力重新分布，当周围岩石应力集中处的应力达到岩石的屈服极限时，就有变形发生，套管受到周围岩石的作用力导致套管损坏。

1.1.2 泥岩膨胀引起套管损坏泥岩在有水的情况下能引起膨胀，这种负荷会随时间增大而增大，当套管的抗压强度低于外部负荷时套管就会被挤压变形乃至错断。

1.1.3 地层出砂和油层压实可导致套管损坏油井在生产过程中出砂，在油层压实和地层压力下降的情况下使周围岩石应力状态发生变化，使卸压的岩石发生坍塌，形成对套管的作用载荷，导致套管损坏。

1.1.4 地壳的运动也可导致套管损坏由于地壳的运动、地震同样也可导致对套管的损坏变形。

套管修复作业指导书一、套管变形修复（一）施工步骤1、利用井下工具查明套管变形程度、深度、通过能力。

2、选用适宜的涨管器下井。

3、涨管器下入变形遇阻位置后，在变形部位上下活动顿击数次，畅通后起出。

4、根据修复内径及设计要求，再选用大一级涨管器涨管，直至达到质量标准。

（二）技术要求1、对单一变形点且变形不严重的套管选择相应尺寸的涨管器，按先小后大的顺序选择使用。

2、对长段或者几处变形点且变形严重的套管，选用辊工整型器严格规程修理。

3、变形处修复后，下工具证实套管修复后的通过能力（和未修复处基本一致）。

（三）质量、安全、环保1、套管修复后，用相应的通井规通井畅通至井底。

2、不得对套管造成新的损伤。

3、顿击时平稳操作，防止因卸扣造成井下落物或者卡钻事故。

4、顿击多次仍未通过变形点，要分析原因采取相应措施，不可盲干。

（四）应取资料涨管方法、使用钻具、工具的名称、规范、修复的深度、修复后通井结果。

二、套管断错修复（一）施工步骤及工艺技术要求1、利用井下工具和工程测井方法，查明套管断错位置形状、破损程度、通过能力、类型，制定可行性修复方案。

2、对断错不严重者先用套管整形器、铣锥等工具处理好错断口。

3、对脱扣错位套管采用涨管器扶正，套管对扣方法对扣。

4、对断裂错位套管采用涨管器扶正对接后，在断口处挤注水泥。

5、对错断较严重者先下木质扶正器将上下套管扶正并连接起来，然后用水泥封固。

6、凝固后钻掉水泥塞、扶正器。

（二）质量、安全、环保1、套管修复后，必须通井试压合格，达到设计要求。

2、不得对套管造成新的损伤。

3、平稳操作，防止井下落物或者卡钻事故。

4、工完料尽、利于环保。

（三）应取资料修复的方法、使用钻具、工具的名称、规范、修复的深度、工艺参数、修复后试泵、通井结果等。

三、套管破裂修复（一）挤水泥法套管破裂不严重之井可挤水泥修复。

1、施工步骤工艺技术要求（1）通井：按设计要求的通径规通井。

若套管结蜡，应先用小于套管内径8－10mm的刮蜡器刮掉套管壁上的蜡后再通井。

套管修理修井工程课程教学课件 (一)套管修理修井工程是石油工程中非常重要的一部分，课程教学课件的设计与使用对于学生的学习与应用至关重要。

本文将重点探讨套管修理修井工程课程教学课件的设计与应用。

一、课程教学课件设计的原则1.清晰简洁：设计的条理分明，重点凸显，表达清晰。

2.视觉呈现力：需要美术设计专业的课程培训，要求色彩搭配、图片选择等方面的视觉呈现力要好。

3.多种形式的表达：课程教学设计中，可以采用图片、文字、音频、视频、PPT幻灯片等多种形式来表达。

二、课程教学课件的设计要素1.理论知识的介绍：套管修理修井工程这门课程的重要性需要在理论知识介绍中重点提出。

2.工具与材料的介绍：学生需要了解与套管修理有关的工具和材料名称、功能及作用。

例如：套管张紧器、套管扳回器、套管面板、测压表以及接口盒子等。

3.实际应用案例分析：学生需要理解套管修理实际应用情况。

例如：各种规格的套管、套管的普遍磨损以及套管的加固、其他套管修理方法等。

4.安全知识：安全是任何一个行业的根本，套管修理修井工程中需要注意的安全事项需要在课件中详细列举出来。

例如：钻井易失杆、滑脚、卡钻井筒、液压穿透等。

三、课程教学课件的应用1.独立学习：课程教学课件可以为学生提供独立研习课程的机会。

2.课堂实战：灵活运用课程教学课件将理论知识与实际案例相结合，能够帮助学生进入实战课程。

3.远程教学：课件可以随时随地在线学习，便于学生与教师之间的互动交流。

对于分布的学生，课件的使用将大大提高他们的学习效果。

综上所述，套管修理修井工程课程教学课件的设计与运用可以从多个角度，从不同的方面，帮助学生了解这门课程的知识点，增强其学习效果，从而更好地将所学的知识运用到工作实践当中。

套管修理修井工程的课程教学课件设计，必须要符合学生的各种需求，并且要凸显其针对性和实用性。

前言随着油田的开发的不断深入，老井套管损坏不断增多，各类复杂事故井需要大修。

实践证明，油水井大修作业工作是油田增储上产的重要手段。

我公司设置有修井公司一个，下设大修队26个，目前共拥有各种型号的修井机48台，能够承揽6000米以内的各种井况、各类井下修井事故的油水井大修、3200米内定向侧钻和2000米以内的工浅井钻井工作。

工作中针对各类疑难井出现的问题，潜心研究攻关，大搞技术革新，大力推广应用新工艺、新技术，通过不断探索、研究、公关、改进、提高、总结、归纳、完善了40多种大修事故相应配套的十几项工艺技术，具备了年大修油水井600口的能力，培养、锻炼出一支适应国内外市场作战的队伍。

三十多年来，我公司共承修各类大修井近万口，积累了丰富的油石井大修经验，为油田原油的稳定生产做出了重要贡献。

一、油水井主要大修工艺技术简介根据不同的事故类型，我们总结出16项配套工艺技术，包括8项打捞技术、5项套管修复技术、3项其它技术：（1）普通落物打捞技术（2）绕丝管及滤砂管打捞技术（3）弯曲抽油杆打捞技术（4）电潜泵打捞工艺技术（5）水平井、大斜度定向井内打捞工艺技术（6）油水井内打捞工艺技术（7）海上油田特殊生产管柱大修打捞技术（8）水泥固结油管处理技术（9）套管整形工艺技术（10）套管补贴工艺技术（11）倒套换套工艺技术（12）套管加固工艺技术（13）套管内侧钻工艺技术（14）震级、聚能切割、爆炸松扣解卡技术（15）冲钻裸眼、浅井钻井技术（16）油水井找串、、封串及漏失段封堵技术其中近几年发展的大修新技术包括：1、弯曲抽油杆打捞技术在油管内及在套管内打捞非弯曲变形抽油杆的办法是，直接采用相应尺寸的稠油杆卡瓦捞筒，三球打捞器，活页捞筒等常规工具即可，而且在油管内打捞稠油杆比在套管内要容易。

若上述工具捞不住，则多数情况为稠油杆鱼顶变形。

抽油杆变形的原因有打铅印、打捞不慎，资料未反映有落井稠油杆、采取刮管通井等工序时，造成稠油杆弯曲变形。

第八章套管修理§8—1套管损坏的原因及预防一、套管损坏的原因套管损坏大致分为变形、破裂、错断和腐蚀穿孔。

发生的原因分为地质因素、工程技术因素。

（一）地质因素1．地层的非均质性：2．地层(油层)倾角：陆相沉积的油田，储油构造多为背斜和向斜构造。

3．岩石性质：沉积构造油气藏的储油岩石多为砂岩、泥砂岩、泥质粉砂岩。

4．断层活动：在注水开发过程中，由于断层附近是地应力相对集中的地区，剪挤套管。

5．地震活动：地球是一个不停运动的天体，地下地质活动从未间断。

6．地壳运动：地球在不停的运动，地壳缓慢的升降运动产生的应力可以导致套管被拉伸损坏。

7．地层腐蚀：浅层水(300m以上，浅层无水泥固井)在硫酸盐还原菌的作用会引起套管的腐蚀。

（二）工程因素（地质因素往往在外因的引发下成为主导因素）1．套管材质问题2．固井质量问题3．完井质量4．井位部署的问题5．开发单元内外地层压力大幅度下降问题（打加密井或调整开发方案引起地层压力大起大落） 6．注入水侵入泥页岩的问题（引起岩体膨胀、变形、滑移）7．注水不平稳问题8．注水井日常管理问题二、套管损坏的类型：划分为套管变形、套管破裂、套管错断和套管腐蚀四种类型。

（一）套管变形损坏：由于地应力、轴向应力变化，以及套管外挤压力大于内压力等因素的作用所造成的套管一处或多处缩径、挤扁或弯曲等变化，统称为套管变形损坏。

1）套管缩径变形损坏：凡是套管发生局部内径缩小或出现凹形变形而破损者，简称缩径变形。

套管缩径破损种类很多，如图7—1所示。

（1）单向一处内凹变形(图7—1a)；（2）双向一处内凹变形(图7—1b)；（3）单向多处内凹变形(图7—1c)；（4）双向多处内凹变形(图7—1d)；（5）单向与双向复合内凹变形(图7—1e)。

图7—1 套管变形纵断面示意图(a)单向一处内凹变形；(b)双向一处内凹变形；(c)单向多处内凹变形；(d) 双向多处内凹变形；(e) 单向与双向复合内凹变形图7一2 套管弯曲示意图表(a)弯曲段中等；(b) 弯曲段很小(c) 弯曲段很长2）套管挤扁变形损坏：凡是由于套管外挤压力大于套管内压力造成套管纵断面由于四周受力不均匀而变成不规则形状的损坏，称为套管挤扁变形。

油井套管损坏原因分析及修复技术摘要：在油田尤其资源开采中，油井套管损坏是一种较为常见也是较为严重的问题，基于此本文就针对油井套管损坏原因及修复技术进行分析，论述具体的油井套管损坏修复技术和防范措施，希望对实际的油井套管损坏有相应的处理效果。

关键词：油井套管；损伤处理；修复技术1.油井套管损坏原因分析1.1钻井施工质量导致损坏通过对已经破损的油井套管的调查和分析，发现50%的油井由于固井水泥没有及时返回到地表，从而引起了套管的回弹不足，从而引起了套管的破损，由此我们也了解到，在钻探工作中，会对油井地层产生一定程度的损害影响，有的甚至会引起上覆岩石的上涌、下覆岩石的下陷等，这些都会对油井的套管产生直接的损害，从而引起套管的屈曲、断裂等损害。

在钻井过程中，地层中存在着大量的地层压力，这些地层中存在着大量的地层压力，这些地层中的地层压力会随着地层压力的改变而改变，从而引起地层中地层压力的改变，从而使地层中一些比较薄弱的地层产生断裂，从而引起地层的损害[1]。

1.2钻井设计参数导致损坏在钻探项目中，必须对整体项目进行参量的设计和计算，参量的不合理会影响井筒本身的质量。

而给予油井井筒本身的构造影响，不同类型不同构造的油井套管所带来的作业也是不同的，现阶段油井套管的作用区别可以分为“直-增-稳”和“直-增-降”两种，第一种类在应用上易于控制，它对油田套管的作用也很少，而另一种则是作用很大，在实施时存在着很大的困难，很可能会导致施工失败和故障，破坏油田套管。

在垂直方向上，井倾斜的影响很大。

一旦出现这种情况，就会造成井斜情况的出现，这不仅会对后续的工作造成很大的干扰，而且还会造成很大的安全隐患。

定向井与水平井对井斜的要求是不一样的，一般都是较高的，如果井斜不达标，将会极大地影响到已经完成的工程的质量，极大地提高了工程的复杂度，同时也会威胁到井筒的安全。

2.油井套管损坏原因分析检测方法油井套管损坏的检测，有多种方法可用，其中包括电磁、涡流、超声波、机械电尾等多种方法，这些方法可以在应用的过程中，或通过直接检测或通过间接判断的方式，实现科学的问题检测和损伤分析，但上述的各种方法在检测的过程中，也存在一定的准确率不足的缺陷，因此本文认为应当通过各类检测测试技术，提升整体工作的效率和精准性，其中具体的技术方法如下所示。

第一章套管修复工艺技术套损井修复工艺技术主要是针对变形、破裂、错断及穿孔的套管加以修复，国内套管修复技术随着大庆油田于1962年成功补贴第一口井的套管而开始，不断发展和进步，目前套管修复技术主要有套管内打通道、套管补贴、取套换套三种类型。

一、套损损坏原因及现象1、套管损坏的原因造成套管损坏的原因主要有以下几种：（1）、由于地应力集中的作用，造成套管损坏地应力集中的效应引起了地层的隆起和折皱，造成局部岩体的变形，这种附加内力的分布密度在空间的分布是不平衡的，地应力具体作用在套管上可分解为正应力和剪应力，地应力集中作用的结果使油水井套管被挤扁或拉伸后折断。

（2）、泥岩膨胀与蠕动引起套管损坏许多研究已经证实，泥岩是一种不稳定的岩层，在有水侵入的情况下，极易造成粘土成份膨胀，泥岩进水后形成不断扩大的侵水域，从而减小岩层的摩擦系数，降低岩层原始的抗剪强度，软化地层，使原始相对平衡的地应力场失去平衡，引起泥岩地层蠕动、滑坡和断层复活。

（3）、地层出砂造成套管损坏由于地层出砂，使套管附近产生空洞，造成上覆岩层坍塌，套管受到挤压而变形损坏。

（4）、断层影响据资料表明，断层活动是直接造成油水井套管损坏的原因之一。

大庆油田在84年曾专门进行过试验，当空隙水压超过岩层破裂压力后，可造成断层的活动，进而引发地层产生微破裂，使处于断层附近的油水井套管损坏。

（5）、施工作业的影响施工作业时采取措施不当，也是造成套管损坏的重要原因之一。

特别处理事故时缺乏对套管的保护意识，而采取措施不当，另外频繁的起下钻具或采取磨铣措施等都有可能造成套管的损坏，或使套管壁磨薄降低了套管的强度，加速了套管的损坏。

（6）、腐蚀影响由于地层水中溶解O2、CO2、H2S及硫酸还原菌SRB对套管的腐蚀，造成套管损坏。

（7）、套管本身问题和重复射孔影响造成套管损坏除上述因素外，套管柱的设计和重复射孔也是造成套管损坏的重要原因。

由于射孔枪型在不断加大，射孔密度在不断增加，且最多重复射孔达四次，而射孔段的套管柱设计上并未采取特殊要求，因此，优化套管柱设计和射孔方式，也是减少套管损坏的重要措施之一。