套管补贴

TECHNOLOGY TREND随着油田开发时间的推移，受地质构造、油层出砂、油水井增产措施以及修井作业等内外因素的综合影响，油层套管不断出现变形、破裂、错断、穿孔等损坏现象。

油田开发中后期，套损井尤为严重。

油层套管损坏使油水井不能进行正常的生产和作业。

因此，修复套损井已成为油田大修作业的重要内容。

套管补贴是通过粘贴或挤压，将补贴管紧贴于套管损坏处。

套管补贴技术在玉门油田主要用于套管破裂和漏失井的修复应用中。

针对套管损坏原因和井下特点，玉门油田在2006年引进了燃气动力套管补贴技术，并在鸭儿峡作业区615井和32井成功应用。

2008年以来，又引进了膨胀管套管补贴技术，已在老君庙和鸭儿峡得到了广泛应用，取得了较好成效。

1燃气动力套管补贴1.1燃气动力套管补贴技术简介燃气动力补贴技术其主要工作原理是利用火药燃烧产生的高压气体，推动系统中的活塞与活塞缸做相对运动，促使加固管上下两端的锥管相对运动，达到设计位置，径向扩胀金属锚（上下锥）和金属密封环，使之在套管内壁牢牢座封，最终将加固管固定在破损套管处，达到补贴的目的。

同时补贴加固器自动解卡，从井下安全提出全部投送工具，完成补贴加固管任务，井下不留遗留物。

曾对补贴管做的耐压试验表明，高效燃气动力补贴管在井下可以耐压150MPa ，地面试压50MPa ，说明对破损套管补贴的效果非常好。

1.2燃气动力套管补贴技术现场应用2006年初，通过大量的信息查询和资料调研工作，玉门油田引进了套管然气动力补贴技术，先后在鸭儿峡作业区615井和32井进行了现场应用。

共对4个破损、漏失层段进行了补贴，累计补贴长度32.86m ，取得了单层补贴长度最长13.07m ，单井（615井）补贴层数3层，成功率达100%的好成绩。

1.3膨胀管套管补贴技术现场应用本文以H289井施工为例，介绍膨胀管套管补贴施工工艺工序。

H289井套管外径139.7mm ，内径124.26mm ，水泥面867.79m 。

膨胀管套管补贴技术l 常规膨胀管补贴技术l 大通径膨胀管补贴技术l 免钻底堵膨胀管补贴技术l 耐高温密封膨胀管补贴技术l 水平井及大斜度井膨胀管补贴技术l 耐高压密封膨胀管补贴技术l 膨胀管长段补贴技术l 出砂井膨胀管补贴技术l 补贴后可速取式膨胀管补贴技术l 气井膨胀管补贴技术膨胀管套管补贴修井技术系列：膨胀管套管补贴技术系列膨胀管是一种由特殊材料制成、具有良好塑性的金属钢管，下入井内通过机械或液压的方法使其在直径方向膨胀10~30%左右，直接补贴和密封受损套管; 同时，在冷做冷作硬化效应下，管材强度和刚性得到提高，在补贴套管的同时加固受损套管。

应用范围：n广泛用于套管变形、漏失、错断、腐蚀井补贴、薄弱套管加固、封堵射孔层进行堵水或调层n适用于5-1/2”、7”、9-5/8”等API常用套管及非标套管补贴n5-1/2″常用套管补贴后内通径φ105mm-φ108mm；7″常用套管补贴后内径φ136mm-φ143mm；9-5/8″常用套管补贴后内径φ195mm-φ200mmn悬挂力≥450KN，密封压力≥15MPa -25MPa（根据需要，最高可达35MPa）n最高工作温度120℃（对于高温热采井可达350℃以上）常规膨胀管补贴技术与常规膨胀管技术相比，大通径膨胀管技术，由于其胀后通径更大，允许常规注水压裂等措施工具从补贴后的膨胀管内下入，拓宽了膨胀管补贴技术在油水井调层封堵（堵炮眼）、出水层堵水、恢复套损井分层注水工艺等领域的应用。

技术特点：★ 通径大，补贴后套管内径只减少10mm-11mm，一般情况下不影响常规井下工具的使用和增产、增注措施的实施。

★ 工艺简单，一趟管柱就完成整个工艺过程，没有磨底堵工序，作业时间短、效率高。

★ 地面施工压力低，安全可靠。

送入工具总成RIH液压动力系统Hhydraulic system大通径膨胀管Large drift SET大通径膨胀锥Expansion cone锚定系统anchor最新开发成功超薄壁大通径膨胀管：①补贴后套管内径只减少6mm-8mm。

套管补贴修复新工艺1技术简介1.1结构组成主要由补贴加固装置和补贴管组成。

补贴加固装置包括伸缩加力器、动力坐封工具、补贴加固器三大部分，补贴管由规格尺寸与补贴位置适应的钢管及铆固在两端的上金属锚、下金属锚等组成（见图1）。

图1结构示意图图2补贴后井下管柱示意图1.2工作原理在地面完成补贴加固装置与补贴管的组装，用油管将其下到预定补贴位置，经磁性定位校深，用水泥车打压，启动动力坐封工具，使动力坐封工具内的液压活塞产生锁紧力，作用在上、下锥套上，上、下锥套在大小相等万向相反的力的作用下挤压上、下金属锚，使其胀大并固定在套管内壁上。

当水泥车压力上升到20～25Mpa时，丢手机构启动脱开，同时自验封装置开始工作。

停泵15min，如果压降小于0.3Mpa，说明补贴成功。

提出补贴加固装置，补贴管留在需补贴的井段内，完成补贴（见图2）。

1.3实施套管补贴的主要技术指标见表1。

表1主要技术指标表井下套管（mm）补贴前通径（mm）补贴后通径（mm）抗内压强度（Mpa）抗外压强度（Mpa）耐温（℃）双端悬挂力（KN）139.7套损井≥122≥1023025500588177.8套损井≥160≥14630255005881.4适用范围套管补贴技术适应井况范围很广，目前主要应用在以下几个方面：1.4.1修复补贴。

适用于套管腐蚀穿孔、破裂裂纹裂缝、螺纹漏失的修复以及误射孔的补救等，与爆炸整形、磨铣打通道等工艺结合，可解决套管错断、坪塌、长井段弯曲等复杂套变井的修复问题。

1.4.2调整补贴。

由于地层的非均质性，经过一段时间的开发，出现层间矛盾恶化的现象。

为充分挖掘层间潜力往往需要分层开采，利用补贴技术可实现此目的，使调整开发层系的工艺取得更理想的施工效果。

1.4.3封堵高含水层段。

利用补贴工艺对油井的高含水油层实施补贴，减少高含水井段的干扰，挖掘低动用层的潜力。

1.5新型套管补贴修复工艺的技术特点1.5.1该工艺采用特制软铁材料为胶结密封段，坐封压力高达25Mpa，耐温性能好，承压强度高，通过补贴不仅可恢复油水井正常生产，还对补贴后的套管起一定的支撑加固作用。

套管补贴和取换技术一、套管补贴技术油水井外漏破损包括腐蚀孔洞、破裂、螺纹失效等形式，不但影响正常生产，还严重污染环境。

破损漏失部位往往在无水泥封固的空井段，套管受地表水、电化学等因素作用而腐蚀破损。

一般在50～500 m 较常见，有些井在井口附近或距井口10～20m 处也常发生破损外漏。

（一）补贴工艺原理套管补贴，就是利用特制钢管，对破漏部位的套管进行贴补，采用机械力使特制钢管紧紧补贴在套管内壁上，封堵漏点。

目前补贴修复（堵漏）常用特制波纹管，利用专用补贴工具进行补贴施工，其工艺原理是：用油管柱将补贴波纹管和补贴工具送至套管破损部位，然后管柱内憋压，在液压作用下，补贴工具中液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，带动胀头胀开波纹管。

（二）补贴修复运用范围补贴法修复工艺技术，适应井况范围较广泛，从补贴工艺发展应用的情况来看，目前可以推广应用以下几方面。

（1）修复补贴修复补贴适用的井况包括套管腐蚀孔洞、穿孔、破裂裂纹、破裂裂缝、螺纹失效、误射孔补救等。

这种井况下的补贴修复，修复效果明显，成功率高，修复后井的利用率高。

（2）调整补贴对于多油层系统开发的油井，共同注水的注水井，在开发到一定程度后，同井不同层系不同油层将会出现层间矛盾、层内矛盾、平面矛盾等注水开发三大矛盾。

为消除解决这三大矛盾，特别是层间矛盾往往需调整开发层系，使某一层系，某一层段封闭放弃开发，为此需对关闭放弃的层段射孔孔眼进行补贴封闭，这种补贴法称为调整补贴。

因补贴而封闭的油层需重新动用时重新补射孔即可。

利用波纹管补贴封堵射孔孔眼与化学堵剂封堵关闭的油层配套进行，可使调整开发层系取得更理想的施工效果。

（3）封堵高含水层段油井含水高，这种高含水将随油田注水开发时间的增长而增高，而处理高含水井况，往往用机械卡堵即双封隔器卡堵高含水层段，其结果是高含水部位被卡堵，而低含水部位的油也同时被卡堵产不出来。

另一方面双封隔器堵水因其工具及配套配产（水）器所限，一般一次工艺管柱只能卡堵5～7 层，而又受工具寿命所限，往往需起下管柱更换堵水工具，所以费时费力，成本较高，而效果也并不理想。

油水井大通径套管修复技术一、油水井套损原因及危害在油田开发过程中，由于地质活动、地层滑移、层间压差、区块压差、泥岩吸水膨胀、频繁作业施工、注水、注气、腐蚀等影响，使油水井套管的技术状况越来越差，套管内凹、变形、孔洞、裂缝、错断拉开的数量逐年增多，尤其是处于高含水后期开发的油田，随着套管服务年限的增长，油田地层压力的变化，油水井套管损坏问题显得十分突出。

轻则是油水井不能正常测试，无法采取下返油层及堵水等措施，重则造成大量的油水井报废。

套损井的出现严重破坏了井网的注采关系，给油田生产造成了很大影响。

针对上述情况，我公司研制成功大通径套管密封补贴加固技术和与之配套的小直径井下工具完井技术，为套损井修复提供了新的技术手段。

二、大通径套管密封补贴加固技术原理套损井打出通道后，配以液压密封加固技术对套损井段进行补贴加固，液压密封加固器由压力放大器、缓冲装置、补贴加固器三大部分组成。

由地面泵车打压，通过压力放大器将放大的力通过传力系统，作用在加固器的座封机构上，使其完成封补加固过程。

作用力达到一定数值后，通过缓冲机构完成补贴器的座封，从而实现对套损井段的补贴加固。

三、大通径套管补贴技术的先进性1.施工工艺较以往的补贴技术先进，补贴后内通径大、寿命长、承压高。

2.适用性广，对井深、井径等条件无严格限制，损套井段深浅对于成本费用无太大影响。

3.完井工艺先进，套管补贴后，可采用与之配套的小直径井下工具进行分采、分注。

4.施工周期短，成本低。

5.大通径套管补贴加固技术（简称Φ110mm）与以往的Φ100mm套管补贴加固技术相比具有以下技术优势：①Φ100mm套管补贴加固技术在补贴井段只能通过Φ 95小直径封隔器完井，Φ 95小直径封隔器的胶筒外径从95mm扩张至124mm的工作尺寸，胶筒的抗疲劳性能降低，封隔器使用寿命受到限制。

而Φ110mm套管补贴加固技术在补贴井段能通过Φ100-Φ105小直径封隔器完井，封隔器的使用寿命接近Φ114封隔器的寿命。

在钻完井施工过程中，上部套管破损，密封不严，给后期施工井控安全增大了风险，为确保后续施工安全，需要对套管损伤部分进行补救。

20世纪80年代，壳牌公司最先对膨胀管技术进行了研究和应用。

应用膨胀管技术为套管补贴修复提供了新的方法和手段，具有施工工艺简单、套管补贴修复后永久密封且井眼尺寸变化小的特点，具有良好的应用前景。

一、膨胀管技术膨胀管技术是把钢管的冷扩工艺从工厂车间转移到在井下数千米深处的复杂工况条件下，通过机械或液压，把井下的钢管及其连接螺纹膨胀到预定的设计直径，从而达到石油工程目的。

二、现场应用1.井况简介CBG141井三开中完井深4203.00m，下177.8mm尾管至4202.50m，固井候凝后电测尾管固井质量，对全井套管试压，压降明显（04:42 压力20.5MPa，至05:10 压力降至8.2MPa）2.补贴过程（1） 封隔器试压找漏运用封隔器进行套管验封，下244.5mm封隔器在多个位置坐封进行套管验封找漏。

①下244.5mm封隔器至1003.62m，坐封后关封井器反打压，打压18.8MPa，4m i n压力未降，证实244.5m m套管（1003.62-井口）密封完好。

②下244.5mm封隔器至2505.55m，坐封后正打压20.4MPa ，稳压30min，压力不降，证实重叠段及177.8mm套管正常，泄压后关封井器反打压，打压5.6MPa，2min压力下降至4.8MPa，证实244.5mm套管（1003.62-2505.55m）有漏点。

③起244.5mm封隔器至1604.79m，坐封后关封井器反打压，打压5.4MPa，4m i n压力下降至4M P a，泄压后正打压10.4M P a，稳压4m i n，压力下降至10.3MPa不降，证实244.5mm套管（1003.62-1604.79m）有漏点。

④起244.5mm封隔器至1290.43m，坐封后正打压5.3MPa ，稳压3min，压力下降至4.5MPa，泄压后关封井器反打压，打压10.3MPa，3min压力下降至10.2MPa不降，证实244.5mm套管（1290.43-1604.79m）有漏点。

承载总成包括卡瓦组合和卡瓦控制环。

套管外补贴器外筒下部的引鞋，方便补贴器下入时捕捞住经磨铣平整的原套管；上部有连接套管的丝扣；中部为补贴器的延伸筒，可以根据需要调整切割位置和控制磨铣平整的原套管进入补贴器的长度。

密封总成的密封盘根由保护套封住，可以避免套管进入补贴器时损坏密封盘根。

承载总成的篮式设计可以在需要时进行脱手，卡瓦控制环可以磨铣掉套管外部的毛刺。

1.3 工具原理将套管外补贴工具连接在新套管下部，下入井中捞住原套管后，继续下放外补贴工具直到不能再下行为止，在下放补贴工具的同时，井下原套管将补贴工具内的密封保护套顶开，密封盘根罩住原套管外壁从而实现密封。

将新的套管下入井中，使新套管与原套管之间的套管外补贴工具一起构成套管外补贴。

1.4 工艺优点套管外补贴工艺从井内套管柱外面实现补贴回接，不损失原套管串内径；特殊的“L ”型密封盘根设计可以实现双向密封，最大限度保持补贴的完整性；拥有不同额定工作压力、较宽范围的补贴尺寸可选择，可以满足不同压力等级、不同井身结构的需要；补贴器的承载总成采用篮式设计，可以方便地捞住经磨铣平整的井内原套管柱，同时在需要的时候可以进行脱手操作；套管外补贴工艺既能在半潜式平台实现悬挂式套管回接，也可以在自升式平台实施卡瓦式套管回接。

2 施工工序2.1 作业前准备作业前需要获得已下入的套管准确及详细的数据，如果套管外环空已经固井，则需要下入CBL 或下入工具测套管卡点并确定套管外环空水泥返高位置，以利于寻找切割点进行切割0 引言海洋石油钻井作业是一项高风险、高成本的作业，在钻井作业过程中，会遇到各种各样的井下复杂情况或井下事故，而套管复杂情况或套管事故就是其中较为常见的一种，如下套管中遇阻导致套管下不到位或遇卡导致套管无法下放或拔出，由于套管质量缺陷引起套管刺漏、裂纹、脱扣等，采用传统的倒扣等方法来处理这样的套管事故，往往需要花费大量的作业时间，少则7至8天，多则数10天，占用大量的人力、物力、财力，而采用套管外补贴工艺一般只需2至3天就可完成上述套管事故的补救工作，实现快速处理事故、最大限度降低事故造成的损失[1-4]。

实体膨胀管套管补贴技术研究及工程运用武刚;刘强;上官丰收;齐国权【摘要】随着油田的不断开采,油套管损坏日趋严重.本文主要介绍了实体膨胀管套管补贴技术的原理及工程运用,为油田老井的恢复及再生提供了崭新的技术手段,并指出了实体膨胀管套管补贴技术的发展方向和前景.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】3页(P6-8)【关键词】实体膨胀管;套管补贴;工程运用【作者】武刚;刘强;上官丰收;齐国权【作者单位】中国石油集团石油管工程技术研究院,陕西西安710065;中国石油集团石油管工程技术研究院,陕西西安710065;中国石油集团石油管工程技术研究院,陕西西安710065;中国石油集团石油管工程技术研究院,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TE925随着油田开发步入中后期,套损的井数量与日俱增,严重影响了油田的后期生产。

根据报道，国外遇到的常见问题主要是套管腐蚀,与国外相比，我国的套损问题更加严重，类型也更多，包括套管腐蚀、变形、错断等。

常规的套管修复工艺主要有取换套技术、打通道技术、波纹管技术、加固管加固技术等,其中，取换套技术是最彻底的修复技术，修复后仍能保持原井眼通径,其余的密封加固技术都是局部修复技术，修复后不可避免地导致井眼通径的缩小。

这些局部修复技术普遍存在修复后承压能力较低、无法实现长井段补贴、补贴段通径小、补贴段的悬挂能力差易和挂脱等问题,严重影响了套管修复的质量；因此,存在较大的局限性。

实体膨胀管补贴技术是采用特殊材质的实体钢管作为补贴管,利用其塑性变形能力使其膨胀并产生永久变形, 并且采用悬挂密封元件使其膨胀后与外层套管内壁紧贴,从而达到套管补贴修复的目的。

目前,该技术正展现出强劲的发展势头,并被应用于钻井、完井、修井等行业。

1 膨胀管技术简介实体膨胀管技术是将待膨胀的套管下到井内,以机械或液压为动力,采用类似拉拔金属加工工艺,使套管发生径向膨胀的一种技术。

套管补贴技术探讨套管补贴技术是一种常用于油井和天然气井中的工业技术，主要用于固定套管并提供必要的支撑和保护。

在勘探、开采和注水过程中，套管补贴技术对于确保井筒的完整性和安全性至关重要。

本文将就套管补贴技术的原理、操作步骤和应用范围进行探讨。

首先介绍套管补贴技术的原理。

套管补贴技术通过注入水泥浆或其他填充物来填充套管与井筒之间的空隙，以实现套管的固定和加强井壁的稳定性。

套管补贴技术的关键是选择适当的填充物和控制注入的压力和速度，以确保补贴质量和效果。

套管补贴技术的操作步骤可以分为选井筒、准备材料、执行补贴和评估效果四个阶段。

首先，需要进行井筒评价和选择合适的补贴方案。

然后，准备好所需的材料和设备，包括水泥、搅拌设备、打压泵等。

接下来，执行补贴操作，具体包括调整注入压力和速度、控制注入高度和位置等。

最后，需要对补贴效果进行评估，包括检查补贴质量和效果是否符合要求。

套管补贴技术的应用范围非常广泛。

首先，在油井和天然气井中，套管补贴技术可以确保井筒的完整性和安全性，防止井壁坍塌和漏水等问题。

其次，在勘探和开采过程中，套管补贴技术可以增加井筒的稳定性和强度，提高油气生产效率。

同时，在注水过程中，套管补贴技术可以阻止水和油井产液之间的混合，保护地下水资源的安全。

此外，套管补贴技术还可以应用于井下仪器和设备的固定和保护，例如测井仪器和生产管柱等。

然而，套管补贴技术也存在一些挑战和问题。

首先，选择合适的填充物和控制注入参数需要具有丰富的经验和技术知识，否则可能导致补贴质量不合格。

其次，在注入过程中，可能会出现泥浆循环不畅、补贴料掉落和漏泄等问题，需要及时调整和解决。

此外，对于复杂地质条件和井筒结构不同的井，套管补贴技术的效果可能存在差异，需要根据具体情况进行优化和改进。

综上所述，套管补贴技术是一种重要的油井和天然气井工业技术，可以确保井筒的完整性和安全性，提高油气生产效率。

通过选择合适的填充物和控制注入参数，可以实现套管的固定和加强井壁的稳定性。