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液壓擴徑整形技術在套管變形井杜813-42-63中的應用

2021-10-10

液壓擴徑整形技術在套管變形井杜813-42-63中的應用

曾立桂

(中油遼河油田公司,遼寧 盤錦 124109)

摘要:針對常規套管整形技術在套管變形井應用中存在的技術缺欠,研究并應用了液壓擴徑整形技術。該技術利用小修設備及高效液壓整形工具對油水井套管變形部位進行液壓整形,達到縮短修井周期、提高修井效率、最大限度恢復套管通徑以及提高套管變形井產能的目的,為套管變形井的修復提供了強有力的技術支持,并在曙光油田杜813-42-63井得到成功應用?,F場應用結果表明,該技術施工簡便,使用安全,整形效果顯著,在套損井治理工作中具有較好的推廣應用前景。

關鍵詞:套管整形;修復技術;套管變形井;杜813-42-63井;應用

引 言

隨著油田開發時間的延續及稠油井吞吐輪次的增多,套管變形井逐年增多,制約了油氣井正常選配注、壓裂、補孔等增產作業工藝措施的實施,嚴重影響了油氣田的開采速度和最終采收率。由于縮徑引起的套損比例較大,是套損井修復中要重點解決的問題,而現有的縮徑整形技術,主要有機械墩壓及爆炸擴徑等,這些工藝施工風險大,成本高,給作業造成很大困難,甚至會產生不安全隱患,對套管危害無法預測,成功率較低,極有可能造成不必要的經濟損失;而采用大修手段修復該類油水井成本高、周期長。針對以上問題,結合遼河油區油井特點及國內外套管整形現狀,研究開發出了套管變形井液壓擴徑整形技術,并成功應用于現場。本文主要介紹了套管變形井液壓擴徑整形技術的結構、工作原理、技術特點及在杜813稠油區塊的應用情況,為套損井的修復提供新的技術支撐。

1 套管變形井液壓擴徑整形技術

1.1 結構

1.1.1 液壓擴徑整形器

液壓擴徑整形器由有錐形頭部的外殼、芯軸及若干個鋼球構成(圖1)。該整形器由數百個變徑鋼球按一定的規律排列,對套管內壁進行滾壓,脹頭直徑自動增加到預先設定的尺寸,將套管恢復到原有的通徑。

圖1 滾壓擴徑整形器示意圖

1.1.2 水力錨

水力錨采用多級壓裂式,主要由錨體、防砂管、彈簧片、錨牙、螺釘、密封圈以及壓條構成。由于整形壓力較大,為確保管柱具有足夠的錨定力,必須配備多組水力錨,配備數量根據整形壓力確定,其規格按所要修復的套管尺寸來選擇。

1.1.3 液壓增壓器

液壓增壓器采用液壓增壓原理,將一定的液壓動能轉換為整形所需的機械動能,主要由上接頭、缸套、內管、泄壓套、活塞、鋼球以及下接頭構成。

1.2 工作原理

將整形工具下到套損位置后,地面動力經液壓設備增壓后在脹壓設備上產生強大的脹壓力,使數百個鋼球擴徑后以一定的規律排列,并順勢向下滾動,將套管內徑恢復到圓形,反復滾壓完畢后,鋼球回到初始狀態,上提管柱完成整個工藝。

1.3 技術參數

該設備在套管內表面形成880~1 600 MPa的壓力,內徑為 ø124 mm的套管整形后可恢復到ø116~ ø118 mm,內徑為 ø161.7 mm 的套管整形后可恢復到ø146~ø156 mm,內徑為ø159.4 mm的套管整形后可恢復到ø144~ø154 mm。

1.4 技術特點

液壓擴徑整形技術特點主要包括:①操作安全可靠,整形效果好;②可實現長距離連續整形;③泄壓裝置使施工過程顯示明顯,便于現場操作;④具有防卡、防脫、復位功能;⑤整形后可直接進行補貼;⑥利用小修設備即可實施套管整形。

2 現場應用情況及效果

2.1 現場應用情況

曙光油田杜813-42-63井位于6區12號站,屬于杜813超稠油區塊,2005年6月15日投產。該井因套管漏失,嚴重出水及789.0 m處套管縮徑(大徑為 ø150 mm,小徑為 ø144 mm),不能正常實施機械堵水,于2009年3月因高含水關井。2010年1月對該井實施液壓擴徑整形技術。該井套管變形位置為790.62~794.00 m,施工中選用ø146、ø154、ø155 mm 變徑滾壓脹頭,5 次整形后ø152 mm×1.2 m通井規順利通過套管變形井段,其整形管柱見圖2。

圖2 杜813-42-63井液壓擴徑整形管柱

2.1.1 整形施工過程

第1次整形施工:下入 ø154 mm整形器至790.62 m,對油管加壓為10—20—25 MPa,整形管柱從790.62 m開始經3次反復整形至792.72 m后遇阻無進尺,起出管柱帶出ø154 mm整形器。

第2次整形施工:下入 ø146 mm整形器至793.0 m,對油管加壓為10 MPa,進尺1 m后無遇阻情況,下探5m后起出管柱帶出ø146 mm整形器。

第3次整形施工:下入 ø154 mm整形器至791.0 m,對油管加壓為10 MPa,進尺3 m至794.0 m后無遇阻情況,下探5 m后起出整形管柱。

第4次整形施工:下入ø155 mm整形器(整形最大外徑達到ø159 mm)至791.0 m。對油管加壓為15—10—5 MPa,管柱漏失嚴重,整形無進尺,起出管柱。

第5次整形施工:下入ø155 mm整形器,下入深度為791.05 m,對油管加壓為10 MPa,進尺3 m,整形至794.0 m后無遇阻情況,在整形井段反復整形12次后,下探至801 m遇阻,根據遇阻深度判斷整形器已過套管變形位置,而上部增壓器外徑大,尺寸長,未能探過套管變形位置791.05 m。分析認為,套管彎曲,無法探視下部套管情況。

2.1.2 整形后套管驗證情況

杜813-42-63井套管內徑為ø159.42 mm,根據技術標準選用ø152 mm×1.2 m通井規,通井至套管變形位置790.61~794.00 m時無遇阻顯示,后一直通至817.19 m,達到設計要求,整形后順利進行卡封(Y211-150封隔器下深為772.57 m,Y341-150封隔器下深為809.98 m)作業。

2.2 效果評價

整形后選用機械堵水下泵生產,措施后,平均日產油為9.1 t/d,見到良好的生產效果。截至2011年6月16日,已累計增油3 934 t,3輪次注汽后套管仍完好,沒有出現套管破損扭曲等問題,且整形后未重新縮徑。該井具體生產情況見圖3。

圖3 杜813-42-63井整形后生產曲線

3 結論與建議

(1)液壓擴徑整形技術解決了以往整形技術存在的諸多問題。該技術利用小修設備及高效液壓整形工具對油水井套管變形部位進行液壓整形,達到縮短修井周期,提高修井效率,最大限度恢復套管通徑,提高套管變形井產能的目的。

(2)高效脹管整形工具將液壓與機械方式相結合,在原有整形工具的基礎上進行了創新,改善了普通整形工具效率低、效果差的狀況。

(3)采用液壓提供動力,整形力大小不再依賴作業設備,同時利用液壓力易于改變、易于控制的特點,可以準確控制脹頭膨脹力。

(4)利用該技術對套管進行整形,既可節省作業成本,又可減少對套管的危害。該技術突出的優點決定了其廣闊的應用前景。

(5)建議增壓器型號應多樣化,并合理選擇,減少因增壓器外徑太大或套管彎曲而導致整形工具無法下到待整形位置。

(6)整形前要確保泄壓閥性能良好,避免整形時因泄壓閥故障而無法正常起壓。

參考文獻:

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Application of casing reshaping by hydraulic reaming technique to casing deformation well Du813-42-63

ZENG Li-gui
(Liaohe Oilfield Company,PetroChina,Panjin,Liaoning 124109,China)

Abstract:The conventional casing reshaping technique has its limitations,so a hydraulic reaming reshaping technique was developed and applied in the paper.The technique uses small-scale workover equipment and high-efficiency hydraulic reshaping tools to hydraulically reshape the deformed section of the casing in oil or water wells,shortening the workover period,improving the workover efficiency,restoring the drift diameter of casing to the greatest extent,improving the productivity of casing deformation wells and providing a strong technical support for the repair of casing deformation wells.It has been successfully used in well Du813-42-63 in Shuguang Oilfield.The results indicate that the technique is simple and safe,and has a promising future in its application.

Key words:casing shaping;repairing technology;casing deformation well;Shuguang oilfield

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