套管补贴
套管补贴技术与应用
锥 上 行至 膨 胀管 上端 时 ， 油套 连 通 ， 泵压 下 降 ， 膨 胀 管完成 整体膨 胀 ， 紧贴 于套 管 ， 通过 管外 的密封 件 实现膨 胀管 与原 井套 管的密封 和锚定 ， 达 到修 补套漏和 封堵炮 眼 的的 目的。 ２ ． ２ 膨胀 管 结构 膨 胀 管管柱 主要 由下封 头 、 膨 胀器 、 连接 杆 、 膨胀 管 、 密 封环 、 油管、 打 压 接头 等部 分 组成 （ 见 图 １） ， 其 中膨 胀器 是 由膨胀 管尾 和膨 胀锥 组成 。
２ ． ３ 膨 胀管 技术指 标
①可膨胀管膨胀施工压 力 ￣ ＜４ ５ Ｍｐ ａ ； ②修复后 ， 补贴
段 通 径 为 巾１ ０ ３ 一 １ ０ ８毫 米 ；③ 修 复 后 补 贴 段 密 封 压
１油 田目前生产 现 状 ２ ． ４ 膨 胀管 的优 点与 缺点 随着 油 田开发 的逐渐 深入 ， 大港油 田的开发 已进入高含 ①膨胀管可满足长短井段 的补贴需求，连接简便。 ② 水期 ， 堵水 、 堵 漏的 需求也越 来越 多 ， 部 分油 水 井 由于腐 蚀 、 通 过 金 属 对 金属 密 封 ，接触 面 整 合 良好 ，两 层 套 管 间无 井筒 压力变化 、 不规范 的生产 方式造成油 层套管 的穿孔或破 缝隙。 ③膨胀管补贴套管 ，对漏失部位进行有效封堵的同 损， 套 变井 的数 量在逐 年增 加 ， 另外 有部 分油 水井在投 产 不 时也加固了老井套管 ，提高 了套管的抗外挤强度。 ④膨胀 久就 出现套管 漏失 的问题 ， 采用下 封隔器 、 化 学堵 漏等 常规 管 串两端 的密封 橡胶 件具 有 耐压 、 耐高温、 耐 腐蚀 等 特性 ， 性堵漏 、 修补工艺都存在 明显不足 ， 已不能满足生产需 要。 可保 证较 长 的有效 期 限。 油 田堵 水 技 术是 增 加 油 田的 可采 储 量 和 提 高 油 井产 缺 点 由于 在 套 管 中又 加 入一 层 套 管 ， 使 原 井径 尺 寸 量 的重 要措 施 之一 ， 我 国最 早使 用 水泥 浆堵 水 。后来 发 展 缩小， 影响 了下入 的油 管及 井 下工 具 的尺 寸 ， 给冲 砂 、 下完 为油基 水泥 、 活性稠 油 、 树脂 聚合 物 。 井 管柱 、 打捞、 钻塞 等 施工 带来 不便 ， 比如 油管 过补 贴 井段 ６ ０年 代采 用 封 隔器 卡堵 出水层 和 使 用化 学堵 水 剂 封 时， 接箍 两端 要车 有倒 角 ， 以 防卡阻 。 堵 。７ ０年代 这项 技术有 了迅速 发展 ， 特别 是水 溶性 聚合 物 ３ 膨 胀工具 在 油 田堵水 中应用 以来 ， 使 化学堵水 技术 向前迈进 了一步 。 膨 胀 工具 最主 要 的是 膨胀 锥 ， 目前 膨 胀锥 主要 分 为 固 近 年来 又 出现 了衬 管补 贴技 术 进行 堵 水 ， 与 以上 的技 定 式和 变 径式 两种 ， 膨 胀锥 在 作业 时将 受 到很 大 的界 面压 卒 术相比， 它具 有很 强 的选择 性 、 准确性、 可靠 性和 井 眼 的畅 力， 因此在 设计 、 制造 膨胀锥 的时候 需 要考 虑机 构 形 式 、 材 通 性 。所 以从 修 井 的角度 来讲 ， 这 项技 术 更具 有推 广性 和 质 和 润滑 等 问题 ，要 求 制造 的膨 胀锥 具 有足够帆 的强 度 、 耐 ｍ 段 ， 搬 ｍ ｍ ； ｌ 实用性 。 冲击性 、 耐 磨损 、 耐腐 蚀 等。补 贴 结束后 用 ２ ７ ／ ８ 油 管 内 堵 漏 方式 与分类 ： 径 打捞 矛 （ 长度 大于 １米 ） 打 捞底 堵 ， 完成 施工 。 封 隔 器堵 漏 ： 对油 层 以上 套 管 漏失 有 一 定 作 用 ， 对 浅 ４ 现 场应 用 实例 层 井 套 漏 有 良好 的效 果 ，但 对 于 深 井及 油 层 内 的 出 水 无 井号 ： 枣９ ０ — １ ２井 效 。 由于 受 生产 管柱 蠕 动和 工具 承 受能 力 的影 响 ， 也 会 使 基本 情 况 ： 封隔 器在 使用 一定 的周 期 内失效 。 化 学堵 漏 ： 施 工难度 大 ， 井别： 油 井 人 工 井底 ： ２ ８ １ ２ ． ４ ３ ｍ 生产 井段 ： ２ ４ ４ ５ ． ０ — 有郊 期有 一定 局 限 ， 施 工 中必须连 续施 工 ， 有一定 风 险。 ２４ ７３． ３ｍ 套 管补贴 技 术 ： 漏失井段 ： １ ７ ３ ２ ， ２ ３ ｍ一 １ ７ ４ ４ ２ ． ９ ７ ｍ， １ ８ ５ ２ ． ６ ９ ｍ一１ ９ ２ ６ ． ０ １ 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
中石油膨胀套管补贴新技术
膨胀套管补贴新技术能够提高井下 套管的安全性能，减少井下事故的 发生，保障石油生产的安全。
对未来技术发展的建议
01
02
03
加强研发力度
鼓励企业和研究机构加强 膨胀套管补贴新技术的研 发力度，不断探索新的材 料、工艺和设备。
推广应用
积极推广膨胀套管补贴新 技术的应用范围，提高其 在石油工业中的普及率。
减少环境污染
膨胀套管补贴技术能够减少油井的泄漏和溢油事故，从而 减少对环境的污染。
该技术能够降低油井的生产成本，从而减少生产过程中的 废弃物排放，进一步减少环境污染。
03
中石油膨胀套管补贴新 技术的实施情况
技术应用范围
适用于各种规格和材 质的油管、套管和钻 杆等管道。
适用于陆地和海洋油 气田的开发。
培养专业人才
加强膨胀套管补贴新技术 领域的人才培养，为技术 的进一步发展提供人才支 持。
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首先对受损管道进行清理和预处理，然后将膨胀套管放置在 受损部位，通过加压或加热使膨胀套管扩张，最后对修复部 位进行检测和验收。
技术的发展历程
起源
膨胀套管补贴技术起源于20世纪末， 最初是为了解决石油和天然气管道的 修复问题而研发的。
发展
现状
目前，膨胀套管补贴技术已经在国内 外的管道修复工程中得到了广泛应用， 为各类管道的安全、高效运行提供了 有力保障。
05
中石油膨胀套管补贴新 技术的未来展望
技术发展趋势
高效化
随着技术的不断进步，膨胀套管 补贴新技术将更加高效，能够更 快速、准确地完成套管补贴作业，
提高生产效率。
智能化
未来，膨胀套管补贴新技术将更 加智能化，通过引入人工智能、 机器学习等技术，实现自动化决 策和智能控制，减少人工干预和
套管补贴技术在胜利油田的应用
参考文献
［１］ 聂海光 ． 油气田井下作业修井工程［Ｍ］ ． 北京：石油工业出版
社，２００２．２，２７２－２８０
作者简介 朱建军，工程师，１９９８年毕业于中国地质大学，
２００７年毕业于中国石油大学，获硕士学位，现从事修井作业现场及服务
工作。
（收稿日期：２００７·０７·１２）
２ 膨胀管套管补贴技术在辛３７斜３５井的应用
辛３７斜３５井油层套管外径１３９．７ｍｍ；套管壁厚７．７２ｍｍ；漏失 井段５０５－５１５、２３９７－２４３７ｍ。套管补贴前先根据施工要求通井、刮 管、油管试压。
２．１ 套管补贴技术的应用 ⑴根据施工设计下补贴管柱。 ⑵套管补贴：地面管线接好以后，试压到４１ＭＰａ。把膨胀锥上 提到第一个密封圈将要安装的深度，水泥车打压至３４ＭＰａ，膨胀器 内膨胀盘片爆破。膨胀开始后，增加泵率到８０Ｌ／ｍｉｎ。此时悬重下 降５０ＫＮ，司钻上提管柱至１５０ＫＮ。继续膨胀直到膨胀锥通过第一 个密封圈，释放压力，上提油管到９０ＫＮ，管柱没有被上提，表明 第一个密封圈已补贴在套管壁上。水泥车继续打压膨胀至第三个密 封圈时泵压３４ ＭＰａ，拉力上升至４８０ＫＮ仍未膨胀。分析原因为上 部套破处吐出的脏物沉至密封圈外沉积，导致密封圈未膨胀至套管
３ 结论与建议
⑴ 实体膨胀管套管补贴技术操作方便简单，用橡胶筒密封， 悬挂力度大，不易松动脱落，密封可靠，可耐高温，适用套管损坏 类型广，如变形套管整形后的加固、套管断错但没有位移或位移量 不大时的加固、破裂套管的修复、误射孔井段的封堵、已射开水层 的封堵等。
套管补贴技术探讨
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 。
石油工程技术 膨胀管套管补贴技术
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。
石油工程技术 井下作业 套管补贴修复新工艺
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。
膨胀管套管补贴技术在文留油田的应用
易松动脱落 ，密封可靠 ，耐 高温 ， 用于套管损坏 的任 意井深 ， 适 适用 套管 损坏的类型广 ，如变形套管整 形后的加固 、破裂套管 的修复 、漏 失井 段的封堵等 ，实体膨胀管套管 与原井 套管形成双 层套 管 ， 提高 了 套管 的强度 ，延长了套管的使 用寿 命 ， 套损井 的修复有较强 的适应 对 性 。现场 试验表明 ：套管补 工艺技 术是一项成本低 、简便适 用的套 占 损井修复 工艺技术 ；对油 田开发进入 中后期 ，增产节资 ，将起到积极 有效 的作 用。膨胀管套管补贴技术在 文留油 田的 成功应用 ，使我们在 套损井修复方面 多了一项新 手段。
２ 膨胀管套管补贴现场应用
压 过程 中压力表读数达 到安全压力４ＭＰ 管柱仍 然没有上行 ，应停泵 ５ 分 析原因并采取相应措施 ，严禁随 意提高施工作业泵压 。③停泵前要 保证彻 底卸压 ，以免带压操作 出现危 险。④在起 出入井管柱时只能上
提 ， 准下放 管柱。 不 （） ３ 后期施 工。①试压 。验证 补贴管密封 情况 。全井 筒试压试 压 １ＭＰ ，稳压 ３ｍｉ，结 论试 畦合格 。起 钻完 。② 钻通下堵 头。下 ５ ａ ０ ｎ ｌＯ ｍ × ．１ 磨鞋 １ ＋ ３ ｍ油管 １６ ， 塞１ ６ ． ｍ，钻通 Ｏｍ ０ ｍ ２ 个 中７ｍ ７根 探 ６９ ４ ７
参 考 文 献 … 采 油技 术 手 册 编 写 组 ． 油 技 术 手 册 ． 京 ： 油 工业 出版 社 ． 采 北 石
１７ ９ ７， ７
进行修整整型 ，去掉原套 管内壁上 的水泥残 渣、毛 刺、死 油和硬蜡等 物 ，同时证 实漏失段 ，提供 准确 的补贴段 。①起 出井下原 生产管 柱 后 ，配合测井公 司找漏 ，十六 臂测井 。② 下 中ｌＯ ｍ 印＋ ｌｍ 铅 油管 ，打 印深度 １４ ． ｍ 出 发现缩 径 为 １８ ｍ。③ 套铣 ：下 １４ｍ × ６３１ 起 ７ ０ｒ ａ １ｎ ￣ ｌｍ ＿ 套铣 筒＋ ３ ｍ油管深 度 １１． ｍ 铣４ ， ６ 中７ｒ ａ ６７６ 套 ８ ｄ时无进 尺 。起 出井 下 管柱 后 ，下 ｌＯ ｍ ｘ ． ｍ套铣 筒＋ Ｏｍ ｏ ８ ５ 油管 ，通过套 变至井 底 。④ 套 管 整形 ：下 ｌ ４ ｍ×９ 套管 整 形器 ＋ ｌｍ ． 嘶 油管 ，由 １３ ． ｍ 形 至 ６７ ５ 整 ８ １３． ｍ ６７ ３ 上提管柱 卡 ，解 卡４Ｔ 功 ，起出井下管柱 及套管整形器 。 ９ ７成
套管补贴和取换技术
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。
膨胀套管补贴与套管液压整形技术
一、套管补贴加固技术概述
2. 传统（早期）的变形套管修复方法
（2）机械胀管修复法和磨铣整形法缺点 主要是: 常用的整形器或磨鞋结构复杂,
成本昂贵, 有些甚至只能从国外进口。安装
各种整形器或磨鞋的地面装臵不统一, 并且 十分笨重, 安装、拆卸都不方便, 大大增加 了具体施工的难度。 两种方法的工艺过程均比较长, 工作量大,
通过较小的井眼, 到达补贴位臵(见图1), 再将波纹管 的波纹胀开, 胀开后的补贴管外径大致等于需要修补
套管的内径, 这时波纹管恢复成圆钢管, 紧紧地内衬
在套管壁上，与套管形成一体。
一、套管补贴加固技术概述
图1������
波纹管下井工具
波纹管加工示意图
一、套管补贴加固技术概述
3.膨胀管补贴工艺的发展
二、水力式机械胀贴波纹管补贴工艺
1．胀贴波纹管组成
水力式机械胀贴波纹管配套工具由滑阀、震击器、 水力锚、双液缸总成、连杆、安全接头、钢性胀头、 弹性胀头等部件组
1-上接头；2- 滑阀；3- 震击器；4- 洗管保护器；5-水力锚； 6-双液缸总成；7-波纹管止动器；8- 加长杆；9-光杆联接器 10-波纹管；11-安全接头；12-刚性胀头；13-弹性胀头；14死堵。
正常生产。目前应用的取换套工艺、
挤封串工艺还不能满足油水井套管 大修理工艺的要求。目前普遍采用 世界上较先进的“水力式机械胀贴 波纹管补贴工艺”及补贴工具。
二、水力式机械胀贴波纹管补贴工艺
水力锚 滑 阀 上 活 塞 卸流槽 震击器 液 缸 下 活 塞 补贴管
膨胀头
连 杆
水力锚
图1 水力机械胀贴波纹管工具结构
套管补贴加固技术在套损井修复中的应用分析
中国设备工程 2023.12 （上） 205
Research and Exploration 研究与探索·工程技术与创新
会进一步增加 H+ 的释放效率，提升 H+ 在金属表面的效果， 使得其移动到金属晶格中，当金属结构内部存在缺陷时， 则会促进 H 原子的聚集，出现大量分子氢，大大提升了 氢的体积，从而向周边结构施加较高的应力，在该应力 的作用下，即可导致套管表面出现裂缝。
2.3 与其他套管补贴的对比 当前，套管补贴加固方法有很多，根据补贴加固原
理的不同，可将其划分成两种类型，一种为机械加固法， 即在机械力的作用下，即利用机械力进行补贴加固，如 实体膨胀管套管补贴技术等；另一种为化学加固法，主 要通过化学材料对损伤的套管进行修补，如水泥浆修补 法等。每种套管补贴方法具有不同的特点，可应用到不 同的工况中，如表 2 所示。
套管补贴
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。
膨胀管技术在油气井套管补贴中的应用
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。
套管外补贴工艺研究与应用
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
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。
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涨后 通径
备注 侧钻尾管膨胀 侧钻尾管膨胀 修套 修套
140 140 120 120
1530～1764 104.5 1720～2080 104.5 1210～1320 108 922～932 108
四、套管悬挂加固技术
套管悬挂加固技术是利用套管悬挂装置将小 套管（相对原井套管）下入需加固的井段， 座封丢手后，再挤灰浆封固小套管与原套管 的环空，待灰浆固结后，钻掉多余灰塞，使 套管内重新形成一个坚固的通道。其强度相 当于套管强度。
7.72
9.17
9.19
10.36 ≤20m
套管弯曲、错断、破裂等严重变形 井，打通道后的修复 ≥25 ≥15 ≥300 ≥25 ≥15 ≥300
技术配套工具
开发完善了配套小直径封隔器，满足注 水开采施工要求。
钢体外径： 耐压（Mpa) 耐温（℃）
φ95 φ130 40 120/150
三、实体膨胀管加固技术
¹ ù ² Ì ³ ¤¶ È 5.5 7.2 4.2 5.2 5.2 4.6 4.6 4.7 3.8 5.2 3.8 3.8 4.8 4.0 3.8 4.0 2.6 5.2 4.0
二、金属密封加固技术
双端金属密封加固技术是修复套管变形、错 断井较为有效手段。利用专门的加固工具将 加固衬管两端的密封软金属挤胀变形，紧紧 贴在套管内壁，产生过盈配合达到加固密封 的目的。因为加固后强度高又是全金属密封， 用来封堵深井、热采井的高温高压层、修复 套管错断井显示出特有的优势。
打 压 补 贴 过 程
套管补贴后切面
技 术 指 标
◆ 破损孔洞直径＜75mm ◆裂缝长×宽＜600×12mm ◆补贴长度＜ 20m ◆补贴后的套管承受压力为： 内压＞ 15MPa，外压＞ 9MPa，孔洞越小，承受压 力越高。如25mm1井摄像资料
（1）应用范围
该技术可用于套管开窗侧钻井、 老井加深井、地层条件恶劣井、特 殊要求压力井、长井段破损、变形 的井。
（ 2）技术指标 套管规格 139.7mm 177.8mm 加固后的最小通径 101mm 136mm
喇叭口920m
960.36m
套管破裂段 1062.63m 1141.2m 沙一 1167.8m 喇叭口1125m
灰面1189.4m
面4-3-151悬挂加固示意图
（3）应用井例
序 号 1 井号 套管 内径 加固井段 段长（米） 1076.59-1148.62 72.03 1134.69-1238.25 103.56 1165.65-1320 154.35 加固后 通径 φ 136 φ 136
面4-3-151 φ 159.4 滨182-x10 φ 159.4
² Ì ¹ ù ¾ ® ¶ Î 1822.5-1828 1295-1302 21.9-26.1 81.5-86.7 66.79-71.99 263.2-267.8 170.7-175.3 643.7-648.4 755.4-759.2 281-286.2 88.85-92.65 244.9-248.7 126-130.8 462.1-466.1 291.9-295.7 700.5-704.5 133.3-135.9 295.7-300.9 183.2-187.2
施工结构简图
油管 加固工具 伸缩短节
套管破裂
胀头
加固管
施 工 示 意 图
拉杆 密封金属
释放机构
技术特点及记录
金属密封衬管加固技术使用高强度加固管 做衬管，具有修复强度高，承压大，耐温性能 好，施工有效期长、可以较长井段施工的特点 ；
可以用于套管破裂、缩径、漏失、错断、 弯曲等套损井的通道修复 ；
膨胀管补贴技术是指将钢制套管下
到井下后，在井下通过冷挤扩张的方法
使套管达到要求尺寸，从而达到修补损 坏套管的目的。通过在膨胀头两端的施 加压差或直接用机械推力或拉力,迫使膨 胀头从膨胀管中穿过, 使膨胀管所承受
的应力超过了其弹性极限，产生塑性变
形扩张膨胀管，达到对套损段进行补贴 的目的。
技术特点：
措施二
措施三
备注
铣锥铣修
爆炸整形 金属密封加固 上部倒换套 套管悬挂加固 下部注灰封堵 下部套管悬挂加固 下部套管悬挂加固 套管悬挂加固 套管悬挂加固 膨胀管加固 金属密封加固 或膨胀管加固 膨胀管加固 金属密封加固 或膨胀管加固 金属密封加固 或膨胀管加固 金属密封加固 或膨胀管加固 膨胀管加固 先修毛刺 先打通径 先打通径 先打通径 先打通径
套管修复的几种形式
波纹管补贴技术 金属密封加固 实体管膨胀加固 小套管悬挂加固
一、套管补贴工艺技术
该技术是利用专用的补贴工 具通过液压挤胀的方式将波纹管补 贴在油、水、气井由于腐蚀穿孔、 误射炮眼、丝扣漏失、机械损伤等 造成的套管损坏部位，达到恢复生 产的目的。还可用于调整开采层系 和堵水，是目前套管修复有效技术 之一。
Õ 139.7¡ ¦ Á 7.72 Õ 139.7¡ ¦ Á 7.72 Õ 139.7¡ ¦ Á 7.72 Õ 139.7¡ ¦ Á 7.72 Õ 139.7¡ ¦ Á 7.72 Õ 139.7¡ ¦ Á 9.17 Õ 139.7¡ ¦ Á 7.72 Õ 139.7¡ ¦ Á 7.72 Õ 139.7¡ ¦ Á 7.72 Õ 139.7¡ ¦ Á 9.17 Õ 139.7¡ ¦ Á 9.17 Õ ¦ 177.8¡ Á 8.05 Õ ¦ 177.8¡ Á 8.05 Õ ¦ 177.8¡ Á 8.05 Õ 139.7¡ ¦ Á 7.72 Õ ¦ 177.8¡ Á 9.19 Õ 139.7¡ ¦ Á 6.98 Õ 139.7¡ ¦ Á 9.17 Õ 139.7¡ ¦ Á 7.72
已经推广应用86口井103井次，其中海洋 平台施工 6口井9井次。施工最大井深3979 m， 一次施工最大加固长度14.8m，单井施工最多 加固3层。施工有效期大于5年 。
技术指标
项目名称 5-1/2 壁厚 内径 100 壁厚 7 内径 136 备注
加固后内径
补贴长度 适用条件 加固后承内压Mpa 加固后承外压Mpa 耐温（℃）
套管补贴典型井例
ò Å Ð º 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 ¾ º ® Å Ó ª 17- Ð ±57 » Æ 3-1 Ã æ 14-6-15 Ã æ 14-6-15 Ð Á 24-2 Ð Á 50- Ð ±50 Ã æ 4-6-27 Ã æ 1-9-8 Ã æ 1-15-7 Û ô 126-0-6 Ã æ 4-2-11 Ã æ 4-5-13 Ã æ 14-3-309 Ã æ 14-503 Ã æ 1-15-7 CB12B-1 Û ô 10-7 Ã æ 4-3-30 Ã æ 4-9-28 ×¹ Ì Ü ¹ æ ¸ ñ
(1)膨胀管可满足长井段的补贴需求， 连接简便，且膨胀后也不影响丝扣 的密封性能。 (2)老井套管与膨胀管间无需填充其 它介质。 (3)对漏失部位进行有效封堵的同时 也加固了老井套管，提高了套管的 抗外挤强度。 (4)膨胀管串两端的密封橡胶件具有 耐压、耐高温、耐腐蚀等特性，可 保证较长的有效期限。 耐温性较差。
2
3
尚7-37
φ 124.3
φ 101
附表1
针对不同套管损坏类型的套管修复技术
损坏类型 套管毛刺、卷 边 套管缩径 套管破裂 套管腐蚀出现 孔洞、裂缝 套管长井段腐 蚀（30米以上） 误射孔或下返 改层 套管错断 套管脱扣 套管弯曲
措施一 涨管器涨挤 涨管器涨挤 套管补贴 套管补贴 浅层倒换套 套管补贴 浅层倒换套 倒换套 浅层倒换套
在修井作业中的应用
3）技术指标 ◆井温＜ 150℃ 耐压＞15MPa
补贴后理论通径：(缩小7mm) 膨胀内径 膨胀后通径
◆
φ124
↘
φ108
φ121
φ161 φ159
↘
↘ ↘
φ105
φ143 φ141
典型井例
井号 商23-侧27 王14-侧29 南4-7 辛100-斜31
套管（裸眼） 膨胀井段 内径mm （m）
谢
谢
左图为套管补贴段井下摄像图 右图为补贴段波纹管尾部摄像图
套管补贴工艺技术的应用
套管补贴工艺技术在胜利、清河、江苏、 河南等油田得到了广泛应用，累计补贴 施工百余井次。如： 清河油田面1-15-7井实现了 一井三段补 贴的高难度施工。 海上CB12B-1井套管打穿井的修套。 江苏油田黄3-1井用补贴工艺封堵8.9m 射孔层位，补贴长度达11.4m。