套管打通道技术在胡庆油田的应用

套管打通道技术在胡庆油田的应用前言胡庆油田是复杂断快砂岩注水开发油气田，随着油田开发时间的延长，油水井套管出现了不同程度的损坏，井下技术状况逐年变差，井况恶化日益严重，目前套管损坏的油水井占总开发井的14%，并且损坏速度有逐年增加的趋势，影响了油田的开发生产，使一大部分已控制的储量重新损失，注采系统失调，层间矛盾加剧，油水井增产增注措施受到制约，严重影响了油田的开发水平和整体经济效益。

因此，开展套管修复技术是改善油田开发效果的途径之一。

1、套管打通道技术1.1套管损坏的危害一是套管的变形、缩径、错断造成井内生产管柱被卡，使油水井不能正常生产。

二是套管的变形、缩井、错断造成管柱、仪器不能通过，一些增产增注不能实施，甚至阻断油气水通道，造成油水井报废。

由于套管变形、缩径、错断使套管的通道不能畅通，致使目前一些成熟的套管修补技术不能实施，例如：无接箍套管及延迟凝固固井技术、套管补贴技术、特殊化学堵剂挤堵补贴技术等。

因此，套管打通道技术是损坏套管修复工艺的关键技术之一。

1.2套管打通道工艺技术该是应用磨铣工具对套管变形或错断部位进行磨铣或切削处理，使其通径基本满足油气水井生产需求或增产增注措施。

工艺原理是依靠钻具旋转和加载到磨铣工具上部的钻具重量（钻压），使磨铣工具在旋转过程中，侧面或端面的硬质合金磨削或铣削损坏的套管极其周围岩石，产生碎屑通过不断循环工作液排除井筒，从而满足油气水井生产需求或增产增注措施最小通径。

1.3目前套管打通道技术思路1.3.1针对变形、缩径的套管采取先整形、验证、再整形、再验证。

若整形工具能通过，而长直径工具不能通过时，再采取磨铣工艺，这一点主要考虑尽量减少对套管厚度的损伤，延长套管的回弹周期。

1.3.2针对套管严重的变形、错断的井段先用小直径的高效复合铣锥进行磨铣，再逐级增加高效复合铣锥直径，或者配合运用套铣、锻铣，直至达到设计目的。

2、配套工艺技术：2.1击胀管整形法管柱组合：梨形胀管器+配重钻铤+钻杆图一梨形胀管器示意图工作原理：利用钻杆传递动力，使梨形胀管器在钻杆及配重钻铤快速下放作用下产生向下的冲击挤胀力，对套管变形、错断部位进行冲击（顿击）、挤胀。

在连续不断的冲击（顿击）、挤胀作用下，变形、错断部位套管逐渐被挤胀而恢复到原径向尺寸或基本恢复。

由于梨形胀管器最大工作面尺寸受环空间隙和一次最大整形量所限，往往要更换几次甚至十几次不同工作面尺寸的胀管器才能将变形、错断部位整形恢复完成，因此冲击胀管整形法起下管柱更换工具相对频繁，工作量较大。

2.2套铣法管柱组合：套铣头+套铣筒+安全接头+沉淀杯+钻杆图二套铣筒示意图工作原理：利用钻杆传递动力，使套铣头与套铣筒联合使用，在钻杆的带动下快速旋转，套铣头对损坏、变形的套管进行磨铣、切削，随着套铣进尺，套管损坏、变形处被切削掉，被套管损坏、变形造成卡住的井下落物周围的碎屑被循环液带出，达到套铣进尺后起出管柱。

主要用于套管变形、损坏与落物重叠处的套管修复。

套铣施工难度大，套铣筒容易出现被碎金属颗粒切断，造成井筒复杂化。

2.3铣锥扩眼工艺管柱组合：铣锥+安全接头+钻杆图三铣锥示意图工作原理：铣锥是由上接头、不同锥度的锥体构成，锥体侧面镶有硬质合金刀刃，具有耐磨性好、几何形态利于切削、切削的负荷小、不易卡钻特点。

工作过程是：选择合适的铣锥，一般选择铣锥直径比套管变形、损坏处的最小通道大2-3mm 的原则。

用钻杆将铣锥下至套管变形、损坏处，开泵循环，利用钻杆传递动力，铣锥快速旋转，对套管变形、损坏处的套管、水泥环进行切削，直至铣锥能顺利通过。

然后再选择直径大一点铣锥进行扩眼施工，直至达到设计要求通道尺寸。

2.4液压整形工艺管柱组合：液压整形工具+安全接头+钻杆工作原理：液压整形器是由胀头、液压缸、胀头复位装置组成，根据套管变形、错断的不同情况，可以选择不同尺寸的胀头入井。

工作过程：用钻杆将液压整形器送至套管变形、损坏部位，然后用水泥车向钻杆内蹩压，在液压作用下，液压缸及活塞拉杆将液压力转变成机械动力，使拉杆急速回缩上行，带动椎形的刚性胀头上行，与弹性胀头重叠，将套管变形、损坏处撑开。

井口泄压后，液压整形复位装置，将刚性胀头回复到初始位置，然后继续下放管柱，遇阻，继续打压整形，通过下放、打压、泄压往复操作，直至套管正常。

适用于套管多点变形、错断井，长井段变形井。

3、施工中技术参数确定和施工要求打通道施工，针对不同的套管损坏状况选择合理的修复工艺，对井下情况正确判断、工艺参数的选择以及各种工艺措施的配合得当，可以保证管柱安全，提高修复速度。

3.1磨铣过程中，必须有洗井液循环，一方面冷却磨铣工具，另一方面携带碎屑，洗井液排量不低于30m3/d。

3.2对套管损坏部位的磨铣处理时：因为套管损坏部位不规则，因此磨铣工具受力是不均衡的，一般情况下有向较软的地层方向偏移的趋势，钻压、钻速过大，容易磨铣出套管，产生跳钻现象，也会加快工具的磨损甚至造成铣锥工具断裂落井，一旦磨铣出套管，则很难再找到下部井眼，工具断裂后卡在套损部位也很能为处理往往会产生不可挽回的损失。

一般磨鞋类工具钻压控制在20-30KN，转数50-100 r/min为宜，操作中视工具情况尽可能采取低钻压高转数磨铣。

3.3使用平底或底磨鞋类工具修整错断口，磨铣进尺不能太长，一般不应超过0.5m 就应走出钻具,打印落实磨铣效果,因该种工具容易磨铣出套管,所以达到修整错断口的目的即可.3.4使用铣锥工具磨铣错断口,在选用工具时一定要根据印模落实的套管错断口的最小通径准确计算所选工具的尺寸,并留一定的余量,必须保证铣锥前头前端能够准确插入错断口,才能实施磨铣.3.5磨铣过程中要随时换取洗井液排出的碎屑进行观察,如果洗井液排量正常,进尺较慢,则可适当增加钻压和转数,如果洗井液排量正常金属碎屑显著减少,岩屑突然增加进尺可能也增长较快,,这是一个危险信号,说明可能磨出套管,应立即停止磨铣,起出钻具后,进行打印落实,采取适当的补救措施.3.6当磨铣工具下至错断口以上1-2m,开泵循环,并且采取较低钻压和钻速磨铣,磨到错断口以后再上担1-2m,反复磨铣顺畅后,再正常磨铣错断口.以便于对不规则错断口附近进行修整,保证磨铣工具在磨铣断口时,受力尽可能均匀,运转更平稳.3.7当磨铣工具运行一段时间或达到一定进尺后,虽经调整钻压\钻数也不产生进尺或进尺很少,一方面可能是工具磨损严重,一方面可能是有金属碎片垫在了磨铣工具的底部,可反复上提下放管柱后再磨铣,如还是没有进尺则应该起出工具进行检查.3.8每次磨铣完成后,对工具的磨损部位,磨损情况的检查也非常重要,这些数据资料对验证和判断磨铣效果,下步工具、工序的选择有十分重要的指导作用,是现场施工人员不应忽视的重要环节.4、实例分析4.1 例1 胡47-24井：套管错断造成管柱卡修前简况：该井04年5月27日上修起管遇卡，解卡起管第220根本体断，断口参差不齐，分析套管损坏所致，落鱼为∮73mm油管3根，丝堵1个，鱼长26.6m，鱼顶为油管本体，鱼顶深度2105.5m。

该井∮116*2000mm通井规遇阻深度2105.52m。

施工过程：4.1.1 套铣下ф114mm×12.40m套铣筒，遇阻深度2101.66m。

历时5小时，钻压10KN，转速60r/min，无进尺。

起出井内钻杆及套铣筒，检查套铣筒磨损严重。

4.1.2 磨铣下ф116mm×0.23m空心磨鞋，遇阻深度2101.66m。

磨铣18h，钻压10-20KN，转速40-60r/min，井段2101.66m—2102.11m，进尺0.45m，返出少量压裂砂及铁屑。

起出井内钻杆及空心磨鞋，检查空心磨鞋底部有三个圆形印痕，内径分别为ф108ｍｍ、ф83mm、ф71mm。

分析套管损坏。

为了进一步证实，决定打铅印。

图四铅印图片黄色为ф108ｍｍ、橙色ф83mm、绿色ф71mm磨痕4.1.3 打印下ф114mm×0.40m铅模，遇阻打印深度2102.11m。

起出检查铅印端面杂乱，分析为鱼顶破裂变形和套管破裂。

4.1.4 套铣下ф102mm×2.17m套铣筒，遇阻深度2102.11m。

套铣8h，钻压10-15KN，转速50-60r/min，井段2102.11—2104.01m，进尺1.9m，返出20Ｌ压裂砂、岩屑及铁屑。

起出套铣筒，检查套铣筒外壁磨损严重。

4.1.5 套铣下ф102mm×10.04m套铣筒，遇阻深度2104.01m。

套铣30h，钻压10-15KN，转速50-60r/min，井段2104.01—2114.61m，进尺10.6m，落鱼下落，钻下ф73mm反扣钻杆9根87.12m，深度：2189.7ｍ，返出128Ｌ压裂砂、岩屑及铁屑。

起出井内钻杆及套铣筒，带出套管皮2块，其中1块有丝扣。

1块长5.5ｍ，宽0.07ｍ；1块长0.34ｍ，宽0.07ｍ。

4.1.6 打捞下ф105mm×0.78m母锥，遇阻深度2189.7m，起出母锥，未获。

4.1.7 打捞下ф114mm×0.72m母锥，提前遇阻，深度为2102.06m，起出母锥，未获。

4.1.8 扩眼下ф118mm×1.0m铣锥，遇阻深度2102.06m，扩眼19h，钻压5-10KN，转速30-60r/min，井段2102.06—2189.7m，进尺87.64m，钻下ф73mm反扣钻杆9根87.12m，返出72Ｌ压裂砂、岩屑及铁屑。

起出井内钻杆及铣锥，检查铣锥锥体磨损。

4.1.9 套铣打捞下ф114mm×11.75m套铣母锥，捞出井内全部落物。

4.1.10 经过2次化堵，2次用ф114mm×0.23m钻铰磨鞋钻掉堵剂。

4.1.11 扩眼下ф118mm×1.0m铣锥，遇阻深度2087.65m 。

钻铣17h，钻压5-10KN，转速50-60r/min，井段2087.65m—2269.17m，进尺181.52m。

装井口完井。

4.2 例2 胡5-89井：套管变形、错断修前简况：该井04年8月2日起管发现二级三段注水管柱卡，解卡发现管柱有10m左右的自由活动距离。

判断为套管错断。

施工过程：4.2.1 打印下ф117mm×0.65m铅模，迂阻打印深度2200.43m。

起出铅印，检查铅印底部印痕，分析为该处套管错断，套管最大通径ф102mm。

目前，套管错断以下还有Y311-114封隔器、665-2配水器、球座各1个以及油管4根，鱼顶深度为2210.42m。

图五铅印图片4.2.2 磨铣下ф110mm×1.0m铣锥+ф105mm×0.48m安全接头+ф73mm反扣钻杆5根+ф118mm×1.93m钻压控制器+ф73mm反扣钻杆214根+接ф73mm反扣方钻杆，方入4.37m遇阻，加压20KN，深度2132m。