可膨胀套管修复套损井技术47页PPT

套损井修复技术 （膨胀管应用）
目
肆叁贰壹
套膨膨膨
录
内胀胀胀
膨管管管
胀技关技
管 补 贴 技
术 系 统
键 技 术
术 原 理
术
一、膨胀管技术原理
膨胀管技术原理
实体膨胀管就是一种由特殊材料制成、 具有良好塑性的金属圆管，下入井内后通 过机械或液压的方法在直径方向膨胀10～ 30%左右，从而使管柱发生永久性胀大， 同时，在冷作硬化效应下，管材强度和刚 性指标得到提高，而塑性指标下降。
Φ112mm-116mm（大通径） 7″套管： Φ139mm-143mm 9-5/8″套管：Φ196mm-202mm
膨胀管补贴后强度：J55-N80钢级 （常规）、P110或更高钢级（特殊）
错断井膨胀管补贴
大段贴堵修复工艺
四、套内膨胀管补贴技术
1、常规膨胀管补贴（免钻底堵）
技术原理：
单根补贴：底堵和膨胀锥连接，补贴后将膨胀
三、膨胀管技术系统
四、套内膨胀管补贴技术
利用膨胀管的膨胀性能在井下对套管 损坏处进行“补贴”和密封，修复损坏 的套管，恢复生产。
适用范围：
错断、变形和腐蚀类套损修复 对已射孔井段的补贴封堵 钻井过程中技术套管磨穿的修复 完井过程中套管脱扣
技术特点：
适用于多种套损类型的修复 修复后可获得较大的通径 悬挂能力强，密封可靠 修复后不影响后续作业
❖ 长短不限：应用广泛 ❖ 可打捞：方便后期处理
◆ 打捞出悬挂器 ◆ 切割打捞一体化打捞出加固管：防腐套管、玻璃钢管 ◆ 磨铣贴堵管：铝合金、玻璃钢管 ❖ 聚合物类堵剂：封堵可靠、密封性好、悬挂承载力大 ❖ 内通径大：易于后期措施实施、利于下大泵 ❖ 生产管柱简化：方便生产管理，提高泵效

前言 一、实体可膨胀管应用领域 二、膨胀管补贴配套技术研究 三、配套技术在公司的应用 四、实施效果评价
1、套管井下机械除垢工艺技术应用
磨鞋钻眼
铣锥扩眼
刮管器刮平 清理井壁残垢
缺点： 施工工序多而复杂、
占井周期长、作业成本 高、职工劳动强度大、 劳动效率低等现状打通道工艺技术应用
基本原理是利用各种修套、整形 工具将套管缩径、变形、破裂或错 断等情况下的套管重新进行整形、 接合和磨铣扩大通径，使套管的各 项性能恢复到满足生产的需求。
打通道工艺的施工步骤
通过油管或钻杆打铅印落实套变井段和变形
1
程度。
下加长通井规（2m以上）验证套变井段有无
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弯曲、变形及上部套管是否完好。
油水井开窗侧钻技术正成为油田后期稳产增产的 一种主要手段之一。对于目前绝大多数的油水井， 采用的多为51／2″ 套管，因而侧钻井段所采用的多 为31／2 ″套管，这为油井以后的生产及作业带来了 很大的难度，采用膨胀管技术可有效提高套管内径， 并能显著提高固井质量。
胜利油田有数百口油气井油层套管由于腐 蚀等原因穿孔或泄漏，急需补贴大修。如果 能用可膨胀套管补贴油气井套管，那么大量 油气井可恢复生产，不需要钻更多的调整井 和侧钻井，具有显著技术经济效益。
（30m3/h）洗井一周，将钻磨下来的垢屑
带出地面；然后继续磨铣。
若出现严重憋钻，应停止磨铣上提钻具至原
4
处理井段以上，分析原因并采取相应措施后
在组织施工。
经过在梁14、樊41X1、纯83-2、纯71-17等 13口套管机械除垢井的试验，取得了理想的效果。
目前最长处理过的套管长度为500m，对油水井 套管结垢严重的井，功能效果尤为明显，处理后的 套管井段，均能达到设计用通井规顺利通过的目的 要求。经过多次的现场应用试验，证明该工具能够 大幅度提高工作效率，经济效益显著。

④液压缸
液压缸是套管补贴的重 要工具，其结构分上液缸、 下液缸、止动环和两组活 塞、活塞拉杆等.
④液压缸
工作原理是将管柱中传递过来 的液体压力，转换成为活 塞拉杆的上提拉力，带动 拉杆下部的刚、弹二级胀 头进行补贴。液压缸上、 下两组活塞产生的力同时 作用在活塞拉杆上。该液 压缸在35MPa的水力压力 下，活塞拉杆能产生 4.1×105N的拉力，活塞拉 杆的作用行程为1.5m，可 以满足施工需要。
3. 磨铣扩径法
原理：通过使用铣锥磨铣，把凸出部分磨 掉，使通径扩大。这种方法有时需要其它 修复方法配合，如磨铣后挤水泥或下内衬 管等，以保证整修质量。 适用：套管缩径较严重或有一些错断情况。
(二)、套管补贴加固技术
套管补贴加固技术是与套管整形技术配套的 套管修复工艺技术。套管变形或错断井经过整 形后，只是内径尺寸得到了基本恢复。为了使 整形效果得以保持，尽量发挥修复后的功能， 还应对修复后的套管进行补贴加固。尤其是套 管错断或变形量较大，经过爆炸整形或磨铣扩 径后套管损坏严重的井段，必须进行补贴加固。 不整形则无法加固，而整形复位后不加固则易 发生再次变形、错断，且变形、错断的速度也 快。
三、套管损坏的原因
5.井下作业对套管造成损坏。 ①多次的井下作业，尤其是酸化、压裂措施，不断使 套管胀缩、腐蚀，如反复加压、卸载、气举快速放压 等，也会造成套管损坏； ②修井作业中，套铣鞋、磨鞋在处理井下事故过程中 也会对套管造成不同程度的损坏； ③误射孔、重复射孔造成的套管损坏； ④在试油施工中，抽汲掏空深度大于允许深度，使套 管发生变形； ⑤封隔器坐封侧向冲击力造成的套管破裂； ⑥ 遇硬卡大力上提管柱也可能将套管胀坏。
补贴原理示意图
补贴后的波纹管在抗压性能方面不如两端悬 挂密封的补贴衬管，尤其是在套管破损尺寸 较大时，其抗外挤强度较小，因此，波纹管 补贴主要用于密封性补贴、封堵通径未改变 的腐蚀穿孔和误射孔段等漏失性损坏，而不 用于套管损坏严重的加固补贴。

聚合物-超细水泥浆
粒径分析结果表明超细水泥平均粒径是嘉华G级水泥的十 分之一，比表面积是超细水泥较嘉华 G级水泥的3倍。由于超 细水泥的粒径小，比表面积大，所以固结后结构致密，强度 比相同比重的普通水泥浆可提高一倍左右，同时由于超细水 泥粒径小，比表面积大，增加了水泥与套管的粘接强度。
堵剂性能:
1、固化时间最短12h，使用安全。 2、水泥浆的悬浮性好，固化后体积不收缩。
活动井口的加固
因受地质构造、油井出
油套上窜
砂、修井作业、表层水位下
降等因素的影响，油井不断 出现表层套管下沉油层套管 弯曲、井口活动等损坏现象。 特别是南部油区，由于地下
下沉
水开采比较严重，地面下沉，
造成套管弯曲、浅部变形较 多。
一般出现以下三种情况
油套与表套发兰部分螺 丝丢失 油套悬挂器顶出 法兰螺 丝部分 丢失
工作原理：
旋转震击整形器上部为锤体，下部为整形头。 在旋转钻柱的带动下，锤体同整形头间的凸轮曲面 产生相对运动，旋转一定角度后，凸轮曲面出现陡 降，被抬起的锤头下落，砸在整形头上，给套管的 变形部位以挤胀力。锤体、整形头端面的凸轮轮廓 面为三个等分螺旋面，所以钻柱每旋转一周可发生 三次震击。此工具与开式下击器配套使用。 ① 适用于变形通径较小（φ95mm以下）的井况。 ② 一次整形2mm。
目前在油区成功实施取换
套井47口，特别是利用自主研
发的过鱼顶套管捞矛实现了对 不规则鱼顶的直接打捞，并在 板深51-1等多井应用成功。
取换套工艺特点及水平 ①大通径套铣方钻杆，可以直接套铣井下第一根套管。避 免了切割/倒扣，鱼顶引入的繁琐工作。 ②作业过程中不需重复起下套铣管，工作量小，作业周期 短，节约了作业成本。 ③切割、取套、套管回接工作在套铣管内进行，鱼顶始终 含在套铣管内，有效保护了鱼顶，避免丢鱼事故发生。 ④大直径工具在套铣管内能顺利起下，套管回接顺利。 ⑤有效降低了井眼坍塌卡钻及岩屑沉降卡钻问题。 ⑥裸眼套铣、取换套深度达到800米。 ⑦套管采用对扣回接，回接后承压25MPa。 ⑧套管内通径不变。

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爆炸修复 （1）适用井：机械修复无效的井 （2）原理：爆炸整形技术又称燃爆整形,适用于机械
整形无法实现整形的套损井。该方法是将适量的炸 药药柱送到井内预整形复位（扩径）井段，利用炸 药爆炸后产生的高温、高压气体及强大的冲击波通 过套管内的介质（修井液、水或油水混合液等）作 用在套损部位套管内表面上时产生的径向向外压力 波，使套损井段的套管向外扩张，从而实现整形复 位。
打压，在液压作用下，补贴工具中的水力锚锚爪伸出并卡住 套管内壁，使水力锚以下的液缸、波纹管、拉杆及胀头等相 对固定在一定位置。当液压继续升高并达到一定值时，波纹 管内的拉杆及加长杆在液缸活塞的作用下向上快速收回，同 时带动波纹管下部的刚性胀头和弹性胀头一起向上运动，此 时波纹管在水力锚定位作用下，由止动环控制而相对稳定不 动，呈锥状的刚性胀头受力向上，初步将波纹管胀开胀圆， 弹性胀头则顺利进入波纹管，进一步将波纹管完全胀开并紧 紧地贴补在套管内壁上。
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D、配管柱。依据不同的套管尺寸，选择合适的胀 头及波纹管，并按要求入井。入井补贴工具管柱结 构（从下到上）：导向头 + 弹性胀头 + 刚性接头 + 波纹管（管内穿过活塞拉杆、加长杆、安全接头） + 液缸 + 水力锚 +震击器+ 滑阀 +31/2″钻杆+ 1.5m长短钻杆至少6根。 E、补贴管柱入井。要求操作平稳，速度一般控制 在1m/s的下放速度，不得猛顿猛放，在4小时应下 完管柱。 F、下到补贴井段后，进行套管补贴。补贴有两种 方法。
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地层倾角对套损的影响示意图 1 －油层；2 －隔层；3 －生产井；
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岩性变化对套损的影响示意图 A －油井；B －注水井；C －油井

pp研究背景 第二部分 胜坨油田“贴堵技术”的研究与配套 第三部分 胜坨油田“贴堵技术”的应用 第四部分 胜坨油田“贴堵技术”取得的效果
胜利采油厂
二、胜坨油田“贴堵技术”的研究与配套
针对日益凸显的开发矛盾， 胜采厂及时转变观念，立足自主 创新，探索形成了以套管贴堵为 主导的井筒治理技术。
胜一区沙二1-3单元主力层井网图（2010年调整前）
铅印验证 套管错断
取换套显示 套管漏失
薄壁管验证 套管弯曲
多臂井径显示 套漏腐蚀严重
胜利采油厂
受套坏影响单元油水井开井数由08年1月的274口下降到2010年年底的245口， 减少了29口井，日产液量下降了3316t，日油下降了429.3t。
08年1月
2005-2010年单井作业周期及层次变化趋势
15
4.7 5
10 2.8
3.1
3.2 3.4
5
5.1
5.5 5.7
6
3.8
4
10.1
3
6.7
2
1
0
0
2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年
单井周期/天
单井层次/次
胜利采油厂
背景2：老油田套损状况持续恶化，不适应井网完善需要
“十一五”井网指标变化曲线
85
84
水驱储量控制程度（%）
83
82.8 82.6
82
81.4
81
80.4
80.2
80
79
78
77 2006 2007 2008 2009 2010
胜利采油厂
典型单元-----胜一区沙二1-3
截止2010年套损井数达59口，占总井数的20.7%，失控储量328×104t。

2020/3/24
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⑴技术优点
1 、 施 工 过 程 膨 胀 压 力 低 ， 一 般 在 26 ～ 40MPa之间；
2、长段膨胀管加固技术比较成熟，膨胀管 之间连接的无接箍丝扣的密封性能与强度性能 好，适应于油水井作业现场施工的要求。
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⑵技术不足
1、底堵采用丝扣连接方式连接到膨胀管尾 部，膨胀完成后必需采用磨铣工具对铝合金底 堵实施磨铣，而且井内易留有底堵碎片；
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⑴工艺原理
2020/3/24
主要由膨胀管、 中心管、胀头、 底堵、支撑环等 零部件组成。
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⑴工艺原理
膨20胀20管/3加/24固技术工艺原理示意图
整形—— 打开通道—— 膨胀管加固器下至补贴井 段 —— 泵 入 清 水 —— 胀 头 推 动 油 管 上 行 —— 上 行 至 膨胀管上端。泵压下降为0。 达到锚定与密封。然后起 出油管和加固器底堵，完 成加固。
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⑵技术优点
1、膨胀管与套管之间采用钢体与钢体的微 过盈密封，密封性能好，锚定悬挂力大，而且 能够满足深井及高井温井的密封加固要求；
2、膨胀管发射器的底堵可捞，施工工艺简 单，加固后井内不留落物；
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⑵技术优点
3、膨胀管由下向上膨胀，修井机可提供向 上的拉力，膨胀管在规定的泵压下不能继续膨 胀运行时，可借助修井机的拉力使膨胀管继续 膨胀，保证施工的成功率。
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敬请专家领导批评指正！
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㈡PZG-DQCY5型膨胀管加固技术
主要由膨胀管、胀 头、发射器、拉杆、 释放头等零部件组成。

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膨胀管修套技术-讲稿
•膨胀管技术有多种用途，目前主要有：
•1）裸眼钻井衬套系统：用于解决井漏、复杂井段井壁稳定问题并封 • 堵损坏地层。
•2）下套管井的膨胀式衬管系统：用于套管井腐蚀后的补救性作业。
•3）膨胀式衬套悬挂器系统：取代常规的尾管悬吊器，获得最大的通 • 径。
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•长、费用越高，而且错断口通径小于40mm的井尚无成熟的
•修复工艺。
• 为此，开展了段铣扩径与膨胀管加固技术攻关。其目的
•是为了进一步提高小通径套损井的修井技术，提高施工ຫໍສະໝຸດ 率PPT文档演模板•1
1
膨胀管修套技术-讲稿
•4、对设备的要求：
•1）作业机： • 最大钩载不低于入井管柱重量+40吨；绞车提升最大速度不低于 3.0m/min；配转盘和指重表。
•2）液压泵站：两种方式 • 用自带的压力泵，则要求井场配有功率不小于45kW，输出电压 380V的三相交流电源。 • 采用油田设备，则需要额定工作压力不低于60Mpa、工作排量 在20～60L/min可调的水泥车或压裂车，并配有足够承压能力在 60Mpa以上的压力软管。
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膨胀管修套技术-讲稿
•三、大庆油田段铣扩径与膨胀管补套技术
• 目前，油田对套管错断井的大修主要有两种技术手段：
•错断深度在900m以内的一部分井采用“取换套技术”修复。
•其余大部分井采取“小通径套损井扩径技术”进行修复。存
•在的主要问题是：错断口通径越小，施工难度越大、周期越
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膨胀管修套技术-讲稿
•1、施工工艺流程：
• 目前的施工工艺主要是基于国内 在用作业设备条件，采用液压挤压胀 管工艺；同时也在开发使用普通作业 设备、不需要使用预锚定能够施工的 旋压胀管工艺。

堵漏技术
目前胜利油田的技术水 平为：丰富了TC－1型触 变水泥堵剂、ND系列炮 眼封堵剂、GSY高水膨胀 剂等多类型堵漏剂；实现 了触变性水泥套管堵漏施 工堵冲一体化；引用 Y531 压 裂 封 隔 器 ， 实 现 了长井段、多层封堵和选 层封堵。
套损井修复技术
目录
- 打通道技术 - 堵漏技术 - 套管补贴技术 - 小套管固井技术 - 膨胀管技术 - 取换套技术 - 错断井扶正、补接技术 - 结论
爆炸整形示意图
打通道技术
★非坍塌错断井打通道技术 依靠钻具旋转和加载到磨铣工具上部的钻具重量，
使磨铣工具在旋转过程中侧面或端面的硬质合金磨 铣损坏的套管，适用于通径大于Ф90mm的错断井 修复。
打通道技术
★坍塌错断井打通道技术
坍塌错断井是指上部套管错断，下部套管被套管外的
临流砂71、-砾3井石是充填一，口且5套1/管2外″坍地层塌塌错落断，井套，管该错断井上通端过口扶 正成扶胀正自套上由、部悬挤套挂损状灰段态稳， ，定与封、固下磨坍端铣塌口层不打在，通同钻道一塞、轴打套线通管上道。处补理通接井过后眼采，用，射 孔再完次井精，铣通其道中，套进损行井套管段补90接8。.6目～前9该1技1.术3米已成，功补修接复井 段2900多5口.3坍～塌9错1断2米套损，井加。固后套管试压25MPa，30 分水量套管扶正钟2不2降立；方投米封堵加固入，满生足产配后注，方注打 通 道案水要压求力。15M补接加固Pa，日注
膨胀管技术
利用膨胀锥的机械推拉 力使膨胀套管变形，超 过弹性屈服强度，达到 塑性变形区。膨胀后内 径增加10～15%，屈服 和破裂强度和膨胀前一 样。
该技术已经在通61-侧 162 、 王 14- 侧 20 两 口 井上进行了现场试验， 均取得成功。

射孔孔眼损坏是指射孔施工过程中， 由于各种因素的影响，导致孔眼被堵 塞或破坏的现象。
射孔孔眼损坏的危害包括影响射孔效 果、降低油层的渗透性、影响油水井 的正常生产等。
射孔孔眼损坏的原因主要包括孔眼被 泥浆、岩屑等堵塞，或者由于射孔器 材质量问题、施工操作不当等原因导 致孔眼损坏。
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修井工艺介绍
修井工艺概述
某气田的套损情况及修井工艺应用
套损形态
该气田部分气水井存在套管腐蚀、穿孔、断裂等套损问题。
修井工艺应用
采用高分子材料对套损部位进行涂层保护，同时采用复合射孔技术恢复气水井 的产能，对于严重套损井，采用取换套工艺进行修复。
某海上油田的套损情况及修井工艺应用
套损形态
该海上油田部分油水井存在海床侵蚀、潮流冲刷导致的套管裸露、错位等套损问 题。
化学修井技术
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化学修井技术的原理
利用化学剂与套管、水泥环等材料发生化学反应 ，实现对套管的修复和加固。
化学修井技术的优点
对地层无伤害，适用于各种类型的套损修复；同 时，该技术能够根据实际情况调整修复材料的性 能，以达到最佳修复效果。
化学修井技术的局限性
对施工设备和技术的要求较高，成本相对较高； 同时，修复材料的性能和选择需要充分考虑地层 和套管的实际情况。
套损对油田开发的影响
01
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降低产能
套损导致油井产能下降， 甚至完全丧失生产能力。
增加维护成本
套损需要修井作业，增加 了维护成本和停产时间。
安全隐患
套损可能引发井喷、爆炸 等安全事故，威胁人员和 环境安全。
修井工艺的重要性和发展
修井工艺是解决套损问题的重要手段，通过修井可以恢复油井产能，提高油田开发 效益。

可膨胀套管技术
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性本爱丘山。
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
膨胀管套损井补贴技术
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克