几种高难套损井的套损形态及修井工艺

套损井通径小于Φ70mm的井 -活动型错断井
首先磨铣处理错断口上部附近的套管,使其 通径大于120mm 再对错断口上部附近的套管,从错断口开始 向上进行锻铣扩径,锻铣长度1～2m,直径 >160mm 然后,将向下锻铣扩径工具引入下部套管,把 下部偏离套管中心线的套管全部锻铣掉,采 用密封加固工具将处理的井段加固
– – – – 弯曲井眼所致 油管本身弯曲 加在封隔器等支撑件上的重量过大所致 惯性载荷引起
磨损致使油管损坏
这种磨损不但对油管有损坏,对抽油杆的损坏更大 磨损迹象呈光滑剑形痕迹,严重者可将油管磨破， 由于管柱转动或伸缩也可使油管磨破 对于弯曲井眼或受压弯曲而被抽油杆磨损的井段, 可在抽油杆柱相应部位装扶正器或导向轮 因油管转动或伸缩而与套管壁的磨损,可采用旋转 式油管扶正器或防止油管偏磨的旋转式采油井口, 也可用液压油管锚锚定油管 由于频繁的井下作业或拉运放置不当,造成油管丝 扣严重磨损,有的油管未上扣前公扣段已全部放入 接箍内
落物与断口平齐的井 -套损形态
落物与断口平齐是指落物夹持在错断口处, 并与错断口基本平齐 铅模印痕显示错断口印和井下落物鱼顶印 同时存在
落物与断口平齐的井 -套损形态
落物与断口平齐的井 -修井工艺
首先磨铣处理错断口上部附近的套管,使其通径大 于120mm 然后用扩铣钻头,磨铣错断口下部套管及落物,长度 0.5～1m 再用钻杆笔尖探错断口,如果落物已下移,则用探针 式铣锥等磨铣组合钻具,分步铣通套损井段 如果落物仍夹持在套损井段,则继续用扩铣钻头向 下扩铣,直到铣通套损井段 采用密封加固工具将处理的井段加固。
修井技术
套管有漏点的井采取取套措施,如套管破裂、错断 的井,在取套深度允许的情况下,通过套铣,倒扣,打 捞把井中套管一根一根的捞上来,然后再把新套管 下入井内,按照要求与井中的套管对扣接起来,固井、 试压合格达到要求,使其修复 套管弯曲严重通道打不开,套管错断后上下断口偏 离很大,施工时又很难找到鱼头的井,目前工艺技术 又无法修复的井,只好采取报废措施。
损坏原因
– 由于修井时井架竖立不正,使滑车在自重静态下 与井口中心线不在一条直线上,当油管悬吊起时, 在自重作用下而偏离井口,上扣时便出现斜扣 – 滑车虽与井口对正,但由于滑车摆幅较大,未等 滑车静止便进行上扣,出现斜扣 – 滑车下放过低甚至压在油管上端而出现斜扣 – 油管弯曲在上扣时出现斜扣
斜扣硬上致使油管丝扣损坏
套管损坏原因 -工程因素和其他因素
压裂施工 套管质量不好 施工中丝扣受损(丝扣部位受到损坏,一是在 装卸运输过程中有磕碰现象存在,二是下套 管过程中套管和套管连接时对扣不准确,偏 磨丝扣,三是在投产之后进行的各种施工,多 少要刮碰丝扣部位) 报废井封堵不态制做打捞工具,经反 复打捞争取将落物打捞上来,对于打捞不上来的采 取磨铣措施 套管变形井,一般使用胀管器胀管：经多次起下胀 管器才能打开通道、整形,或者进行燃爆整形,通过 这些办法,把套管被挤小的变径重新撑开,达到正常 套管内径 套管变形井经整形后,一般要进行加固。为防止大 修后再次变形,在整形后下加固管来增加和提高套 管抗挤压的强度
多点严重损坏的井 -修井工艺
多点严重损坏井的套损井段在两段或两段 以上,并且前四种套损井的套损形态可能有 几种在其中体现 因此前四种套损井的修井工艺研究成功了, 可针对多点严重损坏的井采取相应有效措 施,对各段套损部位争取分步处理 在捞出落物和采用微膨水泥彻底报废后,用 侧斜技术修复
几种高难套损井的套损形态 及修井工艺
腐蚀引起油管损坏
由于油管长期处于恶劣环境中,受到Ｈ2Ｓ、 低含硫ＣＯ2气体、ＣＯ2、Ｏ2、细菌等的 腐蚀,使油管表面出现锈蚀、坑斑、蛀虫小 沟等 特别是当油管表面的涂料层脱落露出金属 本体时腐蚀加剧 建议使用涂料油管并保护防护层,严禁使用 修复油管及火烧油管
磨损致使油管损坏
抽油杆柱在油管内不断往复运动,有时会造成油管 的严重磨损或油管柱随抽油杆运动而不断地转动 或伸缩,从而造成油管外壁与套管的严重磨损 抽油杆柱对油管的磨损通常起因于油管的陡弯,而 油管的陡弯原因:
火烧被硬蜡等脏物堵死的油管 而造成油管损坏
由于结蜡等脏物使油管堵死,采用火烧油管, 结果高温使油管材变软,强度降低 而且火烧破坏了油管表面的涂料层,加剧了 腐蚀,且容易引起火灾 因此,必须禁止火烧油管的做法
油管损坏的其他原因
磁化使油管无法正常使用 加工工艺不合格,使油管的强度、防腐、耐 磨等性能降低 材质不合格所带来的故障由于材质不合格, 使得油管的强度、防腐性、耐磨性大为降 低或温度骤变时,因伸缩系数不同而出现弯 曲
几种高难套损井的套损形态 及修井工艺
西安石油大学石油工程学院
套管损坏原因与修井技术
套管损坏原因 -地质因素
断层附近的井易发生套管损坏 地层倾角越大的井越易发生套管损坏 射孔井段部位易发生套管损坏(射孔井段套 管最易发生应力集中) 泥岩部位易发生套管损坏(泥岩遇水膨胀引 起地应力集中所致)
套管损坏原因 -地质因素
油管损坏的防治措施
提高作业质量，延长检泵周期也是保护油 管的一个重要途径 严把材质关，禁止加工工艺不合格及劣质 管材投入使用，特别是简单的修复油管， 必须经强度处理且技术达标方可使用 建立一套完善的油管鉴定及管理体系,确保 质量和合理使用。
参考文献
金岩松，刘 合.几种高难套损井的套损形态及 修井工艺.大庆石油地质与开发.2004,23(1) 姚洪田,王 伟.套管损坏原因与修井效果.大庆 石油地质与开发.2001年,20(1) 张世甫.油管故障原因分析及防治措施.钻采工 艺.2001,24(5)
油管损坏的防治措施
立放井架、井口操作、排列油管、使用工具等按 规程规定进行,施工人员分工明确,密切配合,责任 到人,杜绝因斜扣硬上、打砸撞击、液压钳咬伤、 压吊拉弯、火烧油管等人为因素造成油管故障 加强机械、热洗等清蜡手段，减少强磁防蜡器等 强磁性井下工具的使用,并对已磁化的油管及时更 换,避免磁化导致的无功作业 对于已出现故障的油管，经处理仍达不到标准的 必须更换以免造成返工或事故
严重坍塌出砂的井 -套损形态
这类套损井出现的较多,并且很难修复 井内返出物类型较多,有砂、泥岩块、水泥 块,有的直径比较大,达到50mm 由于这些井内物质上返,掩埋了套损部位,虽 然施工时用清水或泥浆冲砂,但效果不好,经 常冲不下去 由于修井工具无法达到变形点,这样的井很 难修复。
严重坍塌出砂的井 -套损形态
由于击打、碰撞、咬伤使油管损坏
管钳直接咬于公扣段或公扣段油管内外壁, 当用力推拉时便使丝扣局部损坏。因此造 成的油管损坏处呈局部坑状、片状甚至表 面内陷或端面外张破裂 以上3种情况纯属违章作业,必须严格禁止
油管断裂损坏
作业时人员协作不好,挂单臂吊环起油管,使油管弯 曲变形,靠挂单吊环一侧受压,相对一侧则受拉 当再次放下,受下部负荷作用,油管又被拉直,造成 疲劳破坏 再次上提时,致使油管从疲劳薄弱处断裂,这样的断 裂点一般位于油管上部 油管靠公扣端多次被液压钳咬伤、剥皮,加之严重 腐蚀,强度大大降低,油管承受大负荷时,便可能由 此断裂
大段弯曲变形的井 -套损形态
由于岩层整体位移,套管在岩层上下界面上 两点受力,产生弯曲型变形损坏或弯曲型错 断损坏,出现大段弯曲变形的井段 损坏长度基本与岩层的厚度相同
大段弯曲变形的井 -套损形态
大段弯曲变形的井 -修井工艺
首先对弯曲部位进行整形,使通径达到 120mm,然后用模拟加固管通井 如果通不过套损井段,则用扩铣钻头铣掉偏 离套管中心线的部分套管。最后用密封加 固工具将处理的井段加固
套损井通径小于Φ70mm的井 -套损形态
套损井通径小于Φ70mm的井 -非活动型错断井
首先磨铣处理错断口上部附近的套管,使其 通径大于120mm 再从错断口开始向上用向上锻铣扩径工具 进行锻铣扩径,锻铣长度1～2m,直径 >160mm 然后,用扩铣钻头磨铣错断口下部套管0.5～ 1m,最后用探针式铣锥等磨铣组合钻具,分步 铣通套损井段,采用密封加固工具将处理的 井段加固
油管损坏原因分析
斜扣硬上致使油管丝扣损坏
损坏的丝扣特点
– 上一根公扣与下一根母扣同时损坏,丝损损坏段 从丝扣始端开始逐圈均匀推进,而不是丝扣段只 有在中间或末端局部损坏 – 损坏的丝扣段从始端向末端刮削前进,在损坏段 表面覆有环状或长条丝状铁丝,损坏的丝扣段表 面与油管本体表面平行,无坑孔变形
斜扣硬上致使油管丝扣损坏
套损井通径小于Φ70mm的井 -套损形态
这类井主要以套管错断损坏为主,分为活动 型错断和非活动型错断两种 在大庆油田885口待修井中,有190口井,占 21.4% 这些套损井通径一般小于70mm,错断口上 下套管轴线错开50～120mm,套损段为 0.5～2m,损坏点深度一般在800m以下,井内 有落物,部分井还大量出砂和岩块,修复的难 度很大
多点严重损坏的井 -套损形态
套损部位在井筒上下间隔较大,是由于不同 原因形成的套损 套损部位相对集中在某一井段中,是由于同 一原因造成的套管损坏 无论是那种类型,如果井筒通径比较大,一般 可以打开通道 但是由于各损坏段套管轴线不对中,套损段 长,不能进行密封加固,多数采用工程报废措 施处理
多点严重损坏的井 -套损形态
井筒周围地应力分布不均易发生套管损坏(注采不 平衡、高压注水、转抽、钻调整井、关注水井等 情况,都会使原来暂时处于平衡状态的地应力重新 分布,造成某些井点压力高或特高,而这些井点的井 身就成为地应力作用的对象,当井身抵抗不住应力 的作用就会套损) 井壁坍塌油层出砂易发生套管损坏(油水井在生产 过程中压裂、酸化有时导致套管外的水泥环损坏, 在井筒不同部位形成空洞,严重时会有井壁坍塌,在 井筒里出现水泥块和砂,由于地层的压实作用,在空 洞与地层交界面处存在的切应力,就能导致套管损 坏)
在以上几种难以修复的严重套管损坏井中, 关键技术是打开套管通道,这是采取下步修 复工艺的基础 采取修复措施之前,分析和搞清套管损坏形 态是非常重要的,是采取针对性修复措施的 关键 由于套管损坏原因和状况不同,决定了修井 工艺的难度,只有不断研究和发展修井工艺 技术,才能满足油田修井工作的需要
油管故障原因分析及防治措施
几种高难套损井的套损形态 及修井工艺
在近年的油水井大修施工中,修井的难点主要是套损井 通径小于Φ70mm的井、落物与断口平齐的井、严重坍 塌出砂井、大段弯曲变形井、多点严重损坏的井 目前,对这些套损井尚无完好的修复措施,修复率很低。 即使要采取工程报废措施,因没有打开通道捞出落物,井 内有落物阻拦,报废液也不能有效进入变形点以下井段, 难以达到地质部门对报废的要求 上述几类套损井修复的关键是打开套管通道，这是实 施其他修井措施的基础 通过对复杂套损形态和相应修井工具的研究,使这几类 难以修复的套损井得到修复或者报废,是修井工艺急需 解决的问题
对以上几种情况操作人员未加以排除,斜扣 硬上,不但严重损坏了丝扣,而且这样的丝扣 连接非常危险,下钻时若有动载,很容易造成 油管脱落,致使落井油管全部顿弯,或管柱遇 卡时便从此拔脱 因此,对于弯曲不合格油管必须更换,作业人 员必须高度负责,严格执行操作规程,并确保 滑车与井口中心线在一条直线上。
由于击打、碰撞、咬伤使油管损坏
由于击打、碰撞使油管表面的防护层脱落,这样露 出的金属本体便受到盐、泥、砂等湍流液的冲击 损坏或加剧腐蚀 甚至由于击打、碰撞直接损坏油管丝扣或在油管 表面留下内陷的坑痕。如起升油管速度过快,使井 口操作人员无法接住油管,致使油管与井口等碰撞 而损坏 由于液压钳牙齿磨损或牙缝充填油泥、铁屑，或 已被液压钳刮削剥皮而外径变小,从而使液压钳打 滑,使油管表面再次被刮削剥皮,降低强度,进而引 起腐蚀加剧,负荷过大时会从此薄弱处断裂
严重坍塌出砂的井 -修井工艺
用重泥浆将井压稳,防止错断口以下井内液体上返 和断口继续出砂 采用冲砂钻头,用重泥浆打循环,边钻边冲,将砂面 冲至错断口 将速凝水泥浆或者更好的堵剂注入错断口,将坍塌 的地层封固住 用钻水泥塞工具钻至错断口以下0.5m,然后用清水 将井筒冲洗干净,并打铅印落实下部套管鱼顶 用扩铣钻头向下扩铣,直到铣通套损井段 用密封加固工具将处理的井段加固