- 收藏
- 加入书签
套管损坏作业施工技术探讨
摘要:本文结合套管损坏的表现与类型,重点针对套管弯曲破裂实例,分析了有关问题产生的原因,并提出了相应技术解决措施和防范措施,以为同类型作业施工提供参考与借鉴。
关键词:套管损坏;作业施工技术;应用
1套管损坏的表现与类型
1.1套管损坏的表现
在修井的过程中,起下钻有遇阻的现象。洗井或冲砂施工中,修井液大量的漏失。油气井在生产的过程中,井口压力下降,产液量猛减。油气井在生产的过程中,发现大量的淡水和泥浆。井口附近的地面冒油、气、水,或井口的油层套管下陷。注水洗井时带出砾石或泥浆块、固井的水泥块。注水井注水时泵压突降,注水量大增,注不到注水得层位。套管试压稳不住,达不到试压的标准。发生地震或地层构造运动时,原出油的井不出油。在发现以上的现象后,应采用通径、打印、微井测井、单级、或双级封隔器找漏、侧面打印等方法,查明套管是变形、破裂,还是套管错断,以及套管损坏的位置、破裂的大小、形状、错断的程度等。
1.2套管损坏的类型
套管径向凹陷变形,套管多点变形,套管腐蚀孔洞、破裂,套管严重弯曲变形,套管错断(非坍塌型),坍塌形套管错断等。
2侧钻打通道技术应用
2.1套管弯曲破裂
以热采井套管弯曲破裂为例,某疏松砂岩稠油油藏蒸汽吞吐热采井,上作业拔出绕丝管,冲砂、通井至井底,下K331-152补偿器封注汽管柱注汽后,下Ф152*1200mm通井规至1381.52m遇阻不下,打印,测井径分析套管于1380.2-1383.8m套管弯曲且破裂。
2.2套管弯曲破裂原因
地层出砂是疏松砂岩油藏油井套管损坏的主要原因:伴随着砂子的产出,套管外围被掏空,油层部位地层与套管外水泥环之间形成“空洞”,胶结力降低,应力平衡被打破,原来由油层承担的重力除一部分由空洞中的流体承担外,相当一部分转嫁给了套管。此时,套管在轴向应力作用下,会发生两种不同性质的屈曲:一种像柱子那样的屈曲;一种是圆柱壳体表面屈曲。空洞的存在,为套管弯曲变形提供了空间条件。射孔完井是造成套管损坏的重要外在因素:射孔降低了套管的强度,尤其是当射孔器材、射孔方式不合理时,对套管强度的破坏更大。射孔后在套管上出现微裂纹,在长期应力状态下形成应力腐蚀开裂和疲劳扩展,导致了套管的破裂。高温高压注汽加速了套管的损坏:与常规开发相比较,热采井套管遭受的损害更大,突出表现在两个方面:一是热应力的影响。热采井在注汽过程中,套管在高温高压下承受交变热应力,接触比压降低,密封能力、抗挤抗弯能力降低,易发生弯曲、破裂、穿孔以及套管接箍松扣、脱扣等井下事故。二是地应力变化的影响。热采区域无外来能量补充,随着开采时间的延长,地层亏空大、压降大,上覆岩石重力挤压造成套管弯曲、破裂损坏。套管材质、加工制造及套管柱强度设计不合理是套管早期损坏的重要原因。
2.3套管弯曲破裂处理措施
上动力:搬上XJ650修井机及配套大修设备1套,开工验收合格。装防喷器:按标准安装2FZ18-35型防喷器,并试压21MPa,15min压降小于0.7MPa合格。通井:下Ф152×1200mm通井规通井至井深1380m中途无阻起出。刮管:下GX-T178弹簧刮管器,刮管至井深1380m(在导斜井段1345m-1355m反复刮削三次以上),循环洗井直至出口干净后起出。验套:下丝堵+Y221-150F封隔器+筛管+钻杆对1350m以上套管泥浆试压15MPa,30min压降小于0.5MPa合格,起出验套管柱。下斜向器:下Ф150mm液压式斜向器至井深1350m,(下斜面深度,该深度根据套管接箍深度具体调整)注意避开套管接箍。选择其上斜面距套管接箍超过3米为合适。打压至20MPa,稳压5min后放压重复打压3次,下放验证斜向器座挂合格后正转倒开。起出导斜管柱及斜向器中心管。开窗:下Ф152mm复式铣锥+Ф105mm钻铤30m,套管开窗,并钻进3m左右,转速、钻压和泥浆性能根据施工情况随时调整。开窗后修整窗口至不刮不阻。起出开窗管柱。钻进:下三牙轮钻头钻进至井深1450m(垂深)彻底循环洗井。钻进参数:钻压50-60kN、转速70-80r/min、排量17.8L/S、泵压15MPa。划眼:每钻进一根单根,对钻开裸眼井段起下钻划眼2趟,每钻进50m,对钻开裸眼井段起下钻划眼1趟,钻井进尺完成后,对钻开裸眼井段起下钻划眼1趟,彻底循环洗井后起出钻柱。电测:配合测井单位做好裸眼电测工作。下套管:(自下而上)浮鞋+Ф127mm套管1根+浮箍(阻流环)+Ф127mm套管+短节(套管胶塞)+悬挂器+丢手接头,上部接钻杆送入设计位置。套管串入井后,开泵灌修井液,记录悬重。(每下30-50m管柱灌液1次)坐悬挂器:调节钻具中和点至倒扣位置进行倒扣。固井:按设计要求进行固井,利用首浆+正常密度水泥浆,投胶塞,顶替修井液碰压。注入水泥浆、替液连续进行,中间不能间断和停止,排量为300-500L/min。碰压结束后上提钻具离开悬挂器正洗出多余水泥浆,上提钻具200m,关井侯凝。钻塞:下三牙轮钻头探灰面,钻塞至完井套管阻流环深度。试压:泥浆井筒试压15MPa,稳压30min,压降小于0.5MPa合格,后起出钻塞管柱。通井:下Ф102mm×1.2m通井规通至人工井底合格起出。根据工艺设计要求执行下步措施。
2.4套管弯曲破裂防范措施
加强钻完井设计和施工,稠油热采井油层部位应采用强度更高(如P110套管)、壁厚更大(如10.36mm)的高强度套管。加强钻井、固井、完井施工监督,提高钻、完、固井质量。适时防砂,将地层充实,避免空洞的形成。做好注汽过程中套管的保护工作。下导向器时速度要慢,按照0.5m/s的速度均匀下放。遇阻加压不要超过20kN。开窗密切注意扭矩的变化和跳钻情况。若出现跳钻情况,可降低钻压和转速,直到工具工作平稳。恢复正常后,再逐步提高钻压、转速、直至最佳钻压、转速。钻进过程中,要做好防卡的工作,钻具在裸眼段静止时间不超过5分钟,上下活动不少于2m,由于其他原因不能及时恢复钻进,将钻柱起入套管内,确保井下安全。电测认真通井,充分处理好泥浆,确保电测顺利完成。电测时要详细提供开窗井段的井深、窗口形状、起下钻情况等,严防仪器挂在窗口上拉断电缆造成仪器落井。
在油田生产过程中,对于涉及套管损坏的问题及类型,不论哪一种类型卡钻,都应将卡点以上的管柱倒出后,通过打印,分析出套管变形的类型,选择合理的修套工具,先将套管变形部位整修好后,再进行打捞,直至捞完被卡管柱。
参考文献:
[1]范玉斌,吴艳华,孙经光,等. 套损井倒取套管技术研究与应用[J]. 化工管理,2020(32):47-48.
京公网安备 11011302003690号