摘要：普光氣田高含H₂S和CO₂，套管變形井井深、產(chǎn)層套管鋼級(jí)高、套管壁厚，套管修復(fù)難度大，直接影響到后期增產(chǎn)作業(yè)和開發(fā)措施的實(shí)施。為此，提出采用套管滾壓整形修復(fù)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)套管變形井的投產(chǎn)。通過(guò)普光302井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例，介紹了滾壓整形技術(shù)原理和施工工藝過(guò)程，提出了套管滾壓整形脹頭選擇的建議：①脹頭型號(hào)應(yīng)根據(jù)套管變形程度進(jìn)行從小到大的選擇；在自然狀態(tài)下，滾珠當(dāng)量圓直徑(遇阻直徑)應(yīng)大于整形套管內(nèi)徑4～6mm，即一次整形量應(yīng)控制在4～6mm，依次漸進(jìn)達(dá)到整形要求；②依據(jù)多次整形數(shù)值分析，套管擠壓變形后的回彈量為1.0～1.5mm。對(duì)于不同鋼級(jí)和壁厚的套管，整形量設(shè)計(jì)時(shí)，一次整形量應(yīng)稍大于套管材質(zhì)的彈性形變量。實(shí)踐證明該技術(shù)具有對(duì)鉆柱強(qiáng)度要求低、整形阻力小、對(duì)整形鉆具和套管損傷小，是一種新型的套管整形技術(shù)。

關(guān)鍵詞：普光氣田；氣井；套管；變形；滾壓整形；修復(fù)技術(shù)

    國(guó)內(nèi)外很多油氣田在生產(chǎn)一段時(shí)間后，因地應(yīng)力變化、蠕變性巖層蠕變、注水開發(fā)、流體腐蝕等因素的影響，很多油氣井發(fā)生了不同程度的套管損壞^[1]，制約了油氣井正常壓裂、酸壓、補(bǔ)孔等增產(chǎn)作業(yè)工藝措施的實(shí)施，嚴(yán)重地影響了油氣田的開采速度和最終采收率。普光氣田采氣工程設(shè)計(jì)采用一體化酸壓生產(chǎn)管柱投產(chǎn)，“5.12”汶川大地震前后，因地震誘導(dǎo)鹽膏地層蠕變，數(shù)十口氣井的套管發(fā)生不同程度的變形，少數(shù)氣井一體化酸壓生產(chǎn)管柱難以實(shí)施，投產(chǎn)難度大。由于普光氣田井深，使用的產(chǎn)層套管直徑大、鋼級(jí)高、管壁厚，同時(shí)高含H₂S和CO₂的氣井修復(fù)套管工藝必須考慮井身結(jié)構(gòu)的完整性和氣密封能力，套管修復(fù)難度大。套管滾壓整形技術(shù)具有整形阻力小、對(duì)鉆柱的強(qiáng)度^[2]要求低、對(duì)套管損傷小等優(yōu)點(diǎn)，是一種新型的套管整形技術(shù)。

    套管滾壓整形工具，是在傳統(tǒng)的梨型整形工具基礎(chǔ)上研制而成的實(shí)用型工具，經(jīng)過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用不斷完善而形成的配套新技術(shù)。變徑滾壓整形修復(fù)技術(shù)原理：地面泵車產(chǎn)生的水動(dòng)力通過(guò)鉆桿柱傳遞到井下液壓變徑滾壓整形工具總成，水力錨在液壓作用下錨定在套管壁上建立支點(diǎn)，液體壓力通過(guò)動(dòng)力液缸總成轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，推動(dòng)變徑滾壓整形脹頭下行，滾珠依靠與套管之間的摩擦力上行，每排滾珠組合成的當(dāng)量圓逐漸變大，擴(kuò)脹變形套管。上提鉆具時(shí)，1口井可重復(fù)多次上述程序，完成整個(gè)變形段的整形任務(wù)。滾壓整形管柱組合及整形原理見圖1。

    該井位于川東斷褶帶普光構(gòu)造，2007年6月采用Ф177.8mm氣密封套管完井，人工井底為5467m，套管鋼級(jí)為TN110S，壁厚為12.65mm，抗擠毀強(qiáng)度為90.0MPa，其中抗H₂S和CO₂腐蝕的高鎳基合金套管^[3]井段為5018.03～5479.84m。2008年5月作業(yè)投產(chǎn)時(shí)Ф146mm×2.5m通井規(guī)在4147.76m遇阻，分析為套管變形。2008年7月29日使用CJ40多臂井徑測(cè)井儀進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)在嘉陵江組4～5的鹽巖層段存在2段套管變形。其中4147.0～4151.0m套管變形最小內(nèi)徑為138.8mm，生產(chǎn)管柱和封隔器無(wú)法按工程設(shè)計(jì)下至合金套管位置。井徑測(cè)井曲線及套管變形三維成像見圖2。為了保證修整后的套管抗擠毀強(qiáng)度^[3～5]以及修整后井筒的密封性能，經(jīng)過(guò)多次技術(shù)論證，采用滾壓整形技術(shù)擴(kuò)展變形套管通徑。

    2008年10月16～27日對(duì)套管變形段4147.0～4151.0m進(jìn)行了滾壓整形修整施工。

    第1次整形：使用Ⅱ型滾壓脹頭(本體為Ф139mm，最大擴(kuò)張為150mm)對(duì)變形內(nèi)徑在138.8～146.0mm井段實(shí)施整形，脹頭在4148.09m遇阻后，地面打壓整形20多次，泵壓為20～35MPa。25MPa時(shí)整形進(jìn)尺約10cm，以后再提高泵壓，無(wú)明顯效果，經(jīng)過(guò)對(duì)地面工程參數(shù)分析認(rèn)為井下工具出現(xiàn)故障，決定起鉆檢查。檢查發(fā)現(xiàn)工具液體過(guò)濾管被鉆桿絲扣密封膜堵塞，泄油器泄壓孔刺漏。

    第2次整形：在總結(jié)上次整形經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，改用直徑較小的Ⅰ型滾壓脹頭(本體為Ф136mm，最大擴(kuò)張為Ф144mm)對(duì)變形內(nèi)徑在138.8～144.0mm井段實(shí)施整形，對(duì)應(yīng)電測(cè)深度在4148.0～4149.6m。脹頭在4148.22m遇阻后，地面打壓整形30多次，泵壓為20～35MPa。20MPa時(shí)整形有效果，累計(jì)進(jìn)尺約110cm，整形至井深4149.32m鉆具懸重恢復(fù)正常，加深至4153.43m無(wú)遇阻顯示，整形結(jié)束。

    通井檢查：滾壓整形后用Ф140mm×4.26m通井規(guī)通井檢驗(yàn)整形效果，通過(guò)套管變形段4147.0～4151.0m至井深4180m。通井過(guò)程在4149.32m附近(套管接箍)有遇阻顯示，分析為存在毛刺或套管回彈效應(yīng)。

    整修套管毛刺：2008年10月31日下入Ф140mm銑錐，在4149.32m反復(fù)掃銑套管毛刺，起下阻卡小于5kN，繼續(xù)下鉆無(wú)阻卡，再用Ф140mm通井規(guī)通井無(wú)遇阻顯示，達(dá)到了投產(chǎn)井下工具的最小通井標(biāo)準(zhǔn)。整修套管毛刺后，套管狀況達(dá)到投產(chǎn)完井封隔器下井的要求。

    為了檢驗(yàn)整形效果和了解整形后套管回彈情況，整形24h后用40臂井徑測(cè)井儀器復(fù)測(cè)，整形段套管內(nèi)徑變化對(duì)比見表1。從表1中可以看出，套管變形嚴(yán)重井段4148.0～4148.6m的長(zhǎng)軸徑值縮短1.3～3.6mm；短軸徑值增加2～9.7mm，具有較明顯的整形效果；井段4148.9～4149.3m整形效果不理想，該處為套管接箍，分析存在套管整形毛刺。

    1) 脹頭規(guī)格選擇要合理。脹頭型號(hào)應(yīng)根據(jù)套管變形程度從小到大選擇；在自然狀態(tài)下，滾珠當(dāng)量圓直徑(遇阻直徑)應(yīng)大于整形套管內(nèi)徑4～6mm，即一次整形量應(yīng)控制在4～6mm，依次漸進(jìn)達(dá)到整形的要求。

    2) 依據(jù)多次整形數(shù)值分析，滾壓整形屬于套管擠壓變形，變形后的回彈量在1.0～1.5mm之間，回彈量較小。對(duì)于不同鋼級(jí)和壁厚的套管進(jìn)行整形量設(shè)計(jì)時(shí)，1次整形量應(yīng)稍大于套管材質(zhì)的彈性形變量。

    3) 該技術(shù)具有對(duì)鉆柱的強(qiáng)度要求低、整形阻力小、對(duì)整形鉆具和套管損傷小等優(yōu)點(diǎn)。

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(本文作者：石俊生¹ 古小紅¹ 宋迎春² 李順林¹ 魏鯤鵬¹ 1.中國(guó)石化中原油田分公司采油工程技術(shù)研究院；2.中國(guó)石化集團(tuán)華北石油局五普鉆井公司)