套管的损坏与修复课件PPT.ppt

1、第章套管的损坏与修复20032003年年4 4月胜利油田月胜利油田1010个采油厂的套损井情况统计个采油厂的套损井情况统计20052005年辽河油田五大热采区年辽河油田五大热采区38703870口热采井套损调查表口热采井套损调查表辽河油田五大热采区套损分类辽河油田五大热采区套损分类 在油田的开发过程中，生产井或注入井（注气井、注水井等）发生套管在油田的开发过程中，生产井或注入井（注气井、注水井等）发生套管损坏后会产生以下危害：损坏后会产生以下危害：(1)(1)造成井的停产或报废，延长了油水井的非生产时间，造成井的停产或报废，延长了油水井的非生产时间，增加了修井作业的成本。增加了修井作业的成本。

2、(2)(2)破坏了注采井网的正常布置和注采层系方案的实施，降低了油气产量。破坏了注采井网的正常布置和注采层系方案的实施，降低了油气产量。(3)(3)当某一口井发生套管破漏或错断后，往往会造成水层（注水层或水层当某一口井发生套管破漏或错断后，往往会造成水层（注水层或水层)与其它层系间的水窜，软化泥岩层，形成大面积水浸域，引起与其它层系间的水窜，软化泥岩层，形成大面积水浸域，引起 相邻井套管成片损坏，进而形成恶性循环。相邻井套管成片损坏，进而形成恶性循环。(4)(4)下部高压产层的油气水可能上窜至上部某一浅地层，造成上步浅地层下部高压产层的油气水可能上窜至上部某一浅地层，造成上步浅地层 的高压或浅

3、层气，对钻井带来较大的安全隐患。的高压或浅层气，对钻井带来较大的安全隐患。一、套管损坏后的危害二、套管损坏的主要原因1 1地质因素地质因素 (1)(1)盐膏等蠕变性地层对套管产生很大的挤压应力，当应力超过盐膏等蠕变性地层对套管产生很大的挤压应力，当应力超过 套管的抗外挤强度时发生破坏。套管的抗外挤强度时发生破坏。(2)(2)构造应力作用。在长期的生产过程中，由于地层断层活动、构造应力作用。在长期的生产过程中，由于地层断层活动、地下地震活动、地壳运动等损坏套管。另外，地层的倾角、地下地震活动、地壳运动等损坏套管。另外，地层的倾角、岩石的非均质性也会因地应力的集中损坏套管。岩石的非均质性也会因地应

4、力的集中损坏套管。(3)(3)地层含有腐蚀性介质，套管发生严重的化学和电化学腐蚀。地层含有腐蚀性介质，套管发生严重的化学和电化学腐蚀。如如H2SH2S、CO2CO2气体，无机盐类，硫酸盐还原细菌和嗜氧细菌等。气体，无机盐类，硫酸盐还原细菌和嗜氧细菌等。2.2.工程因素工程因素套管强度设计和选型不合理。盐膏层段、酸化压裂井的套管套管强度设计和选型不合理。盐膏层段、酸化压裂井的套管 强度偏低，腐蚀性地层流体环境下的套管类型不抗腐蚀，没有强度偏低，腐蚀性地层流体环境下的套管类型不抗腐蚀，没有采取合理的防腐措施。采取合理的防腐措施。(2)(2)射孔引起套管损坏。高强度射孔弹射孔后孔眼附近形成微裂纹射孔

5、引起套管损坏。高强度射孔弹射孔后孔眼附近形成微裂纹和应力集中，在长期应力状态下形成应力腐蚀开裂及疲劳裂纹和应力集中，在长期应力状态下形成应力腐蚀开裂及疲劳裂纹扩展，导致了套管的破裂和错断。扩展，导致了套管的破裂和错断。(3)(3)套管在钻井或修井过程中发生严重磨损。套管在钻井或修井过程中发生严重磨损。(4)(4)套管本身质量存在缺陷，下套管过程中上扣扭矩过大或过小引套管本身质量存在缺陷，下套管过程中上扣扭矩过大或过小引起套管丝扣处应力过大或密封不严，造成套管丝扣处早期破裂起套管丝扣处应力过大或密封不严，造成套管丝扣处早期破裂或腐蚀性损坏。或腐蚀性损坏。(5)(5)固井质量不合格。固井质量不合格

6、。二、套管损坏的主要原因3.3.生产措施生产措施 (1)(1)注气热采井引起套管发生很高的内应力。在注蒸汽时如不加隔热管注气热采井引起套管发生很高的内应力。在注蒸汽时如不加隔热管 和封隔器，整个套管段受到高温（温度可达和封隔器，整个套管段受到高温（温度可达350350），对水泥封固段，），对水泥封固段，套管不能自由伸长变形，在套管内会产生很大的压应力。对未封固段，套管不能自由伸长变形，在套管内会产生很大的压应力。对未封固段，如果井口固定死，套管受压弯曲致使破坏。如果井口固定死，套管受压弯曲致使破坏。间隔高压注蒸汽时，套管受热胀冷缩影响使套管疲劳破坏。同时热采井间隔高压注蒸汽时，套管受热胀冷缩影

7、响使套管疲劳破坏。同时热采井 也会破坏水泥与套管的联结。也会破坏水泥与套管的联结。(2)(2)不合理注水开发引起地应力的变化挤毁套管不合理注水开发引起地应力的变化挤毁套管 注入水挤入油层顶部或底部的泥岩中，使水敏性强的蒙脱石水化膨胀，注入水挤入油层顶部或底部的泥岩中，使水敏性强的蒙脱石水化膨胀，对套管产生较高的挤压力，挤坏套管；两种岩性的界面遇以后，减小了对套管产生较高的挤压力，挤坏套管；两种岩性的界面遇以后，减小了 层间摩擦系数，致使倾角较大的地层发生滑移，错断套管上下岩层相对层间摩擦系数，致使倾角较大的地层发生滑移，错断套管上下岩层相对 滑动，将套管剪坏；注入水进入断层或破碎带后使胶结物水

8、化，导致滑动，将套管剪坏；注入水进入断层或破碎带后使胶结物水化，导致 断层或破碎带复活，引发地层错动而挤坏套管。断层或破碎带复活，引发地层错动而挤坏套管。(3)(3)酸化压裂造成的套管损坏。一般压裂的压力较高，并且在裂缝酸化压裂造成的套管损坏。一般压裂的压力较高，并且在裂缝 内加入支撑剂，造成地层对套管的挤压力。内加入支撑剂，造成地层对套管的挤压力。(4)(4)地层出砂是造成油层套管变形的主要因素。油层出砂形成空洞地层出砂是造成油层套管变形的主要因素。油层出砂形成空洞 后，由原来油层承受的重力除了空洞中流体承受一部分外，后，由原来油层承受的重力除了空洞中流体承受一部分外，相当一部分转嫁给了套管

9、相当一部分转嫁给了套管,当转嫁力达到或超过套管的极限强当转嫁力达到或超过套管的极限强 度时，套管失稳，产生弯曲变形，严重的甚至造成套管错断。度时，套管失稳，产生弯曲变形，严重的甚至造成套管错断。(5)(5)采油强度过高会使套管受到的外载增大，采油过程中的频繁采油强度过高会使套管受到的外载增大，采油过程中的频繁 开关井，会使套管发生疲劳破坏。开关井，会使套管发生疲劳破坏。(1)(1)对盐膏层和高地应力区域段采用双层套管或高强度套管对盐膏层和高地应力区域段采用双层套管或高强度套管.APIAPI标准的钢级通常为标准的钢级通常为P110P110。国外已开发出比。国外已开发出比API5CTAPI5CT标

10、准更严格、强度标准更严格、强度级别更高的油井管。超高强度套管都是特殊螺纹管。日本住友金属工业公级别更高的油井管。超高强度套管都是特殊螺纹管。日本住友金属工业公司的司的SMSM系列及系列及G G组、日本钢管组、日本钢管(NKK)(NKK)公司的公司的NKNK系列等均为超高强特殊螺纹套系列等均为超高强特殊螺纹套管。管。5000m5000m以上的超深井，已使用以上的超深井，已使用NK-V150NK-V150钢级。钢级。(2)(2)对腐蚀性环境，在完井液中加入抑菌剂或杀菌剂；对含对腐蚀性环境，在完井液中加入抑菌剂或杀菌剂；对含H H2 2S S或或COCO2 2的的 油气井，在油层段选用抗硫、抗油气井

11、，在油层段选用抗硫、抗COCO2 2的套管类型；的套管类型；对套管采取阴极保护措施。对套管采取阴极保护措施。(3)(3)酸化时要配入缓蚀剂，酸化后要及时地排液洗井。在压裂作业时酸化时要配入缓蚀剂，酸化后要及时地排液洗井。在压裂作业时 在压裂部位加上、下封隔器，防止压力传入其它部位。在压裂部位加上、下封隔器，防止压力传入其它部位。增加油层部分的套管强度和抗腐蚀性能。增加油层部分的套管强度和抗腐蚀性能。(4)(4)压裂时要控制压裂位置和压力，防止压裂压力过大而压穿地层，压裂时要控制压裂位置和压力，防止压裂压力过大而压穿地层，将压裂液压入相邻的断层、泥页岩层，造成蠕变、滑移。将压裂液压入相邻的断层、

12、泥页岩层，造成蠕变、滑移。三、套管损坏的预防措施(5)(5)对注气热采井，提高套管钢材的热稳定性能和接头处的密封对注气热采井，提高套管钢材的热稳定性能和接头处的密封 性，提高热采井的固井质量和两个界面的胶结强度，采用预应力性，提高热采井的固井质量和两个界面的胶结强度，采用预应力 固井技术或热应力补偿装置。固井技术或热应力补偿装置。(6)(6)对于断层复杂地区，要充分了解地层破裂带分布情况，注水网对于断层复杂地区，要充分了解地层破裂带分布情况，注水网 合理的布局和注水压力避免由于注水引起的断层的滑移；严格合理的布局和注水压力避免由于注水引起的断层的滑移；严格 控制注水层位和注水压力，防止注入水进

13、入泥页岩地层。控制注水层位和注水压力，防止注入水进入泥页岩地层。(7)(7)固完井后一定要进行压力试验，如发现有漏失现象，要及时固完井后一定要进行压力试验，如发现有漏失现象，要及时 找出漏失点，及早采取补救措施。找出漏失点，及早采取补救措施。(8)(8)钻井时采用一定的套管防磨措施，下套管过程中使用上扣扭矩钻井时采用一定的套管防磨措施，下套管过程中使用上扣扭矩 监控装置。监控装置。(9)(9)对已发生套管损坏的井，进行早期修复或封堵措施，防止引起对已发生套管损坏的井，进行早期修复或封堵措施，防止引起 层间窜通。层间窜通。常见的套管损坏分为五种类型：常见的套管损坏分为五种类型：（1 1）套管破裂

14、：系指套管穿孔，引起套管串漏；）套管破裂：系指套管穿孔，引起套管串漏；（2 2）套管错断：系指套管被拦腰折断；）套管错断：系指套管被拦腰折断；（3 3）套管腐蚀）套管腐蚀 包括化学腐蚀和电化学腐蚀两种机理，通常指在套管包括化学腐蚀和电化学腐蚀两种机理，通常指在套管 内外壁上形成麻点，严重到一定程度会发生破裂或错断；内外壁上形成麻点，严重到一定程度会发生破裂或错断；（4 4）套管弯曲变形。由于地层应力变化，致使不能形成一）套管弯曲变形。由于地层应力变化，致使不能形成一 个竖直的通道；个竖直的通道；（5 5）套管缩径，套管椭圆变形，使井眼缩小。）套管缩径，套管椭圆变形，使井眼缩小。四、常见的套管损

15、坏类型（1）套管破裂：系指套管穿孔，引起套管串漏；(3)酸化时要配入缓蚀剂，酸化后要及时地排液洗井。(3)套管在钻井或修井过程中发生严重磨损。为加固更换的生产套管，可采取在生产套管与技术套管之间挤入超细水泥的方法。此技术用7mm厚的碳钢做焊接管下到预定位置，微型火箭发动机工作，产生高温高压气体，推动井内液柱上移,使焊管与套管环空形成一个气室,当气室压力最低时引爆焊管炸药,实现焊接目的。印模检测方法 印模法检测是利用专用管柱或钢丝绳下接印模类打印工具，对套管损坏程度、几何形状等进行打印，然后对印痕进行分析判断，得出套损点的几何形状、尺寸、深度位置。(5)对注气热采井，提高套管钢材的热稳定性能和接

16、头处的密封对接到底后,人工转动套管,以确保补丁短节内的卡瓦抓牢旧套管的顶部,缓慢上提 确定对接成功,从套管内对补丁短节试压。(2)破坏了注采井网的正常布置和注采层系方案的实施，降低了油气产量。地下地震活动、地壳运动等损坏套管。如H2S、CO2气体，无机盐类，硫酸盐还原细菌和嗜氧细菌等。(3)套管在钻井或修井过程中发生严重磨损。日本住友金属工业公司的SM系列及G组、日本钢管(NKK)公司的NK系列等均为超高强特殊螺纹套管。相邻井套管成片损坏，进而形成恶性循环。其中倒换套工艺技术对套管内径没有影响，但只适合于浅井段施工；当套管损坏后，一般会有下述现象：当套管损坏后，一般会有下述现象：(1)1)起下

17、钻困难，有遇阻现象；起下钻困难，有遇阻现象；(2)(2)洗井中洗井液大量漏失；洗井中洗井液大量漏失；(3)(3)生产中突然发现大量淡水和泥浆；生产中突然发现大量淡水和泥浆；(4)(4)生产中井口压力下降，产量猛减；生产中井口压力下降，产量猛减；(5)(5)井口附近地面冒油。井口附近地面冒油。当发现上述现象之后，需要利用相应的方法进一步判断套管当发现上述现象之后，需要利用相应的方法进一步判断套管的损坏情况，如套管法损坏的位置、破裂的大小、形状等。的损坏情况，如套管法损坏的位置、破裂的大小、形状等。五、套损井的判断方法六、套管损坏部位检测 套管损坏后，在对损坏部位进行修复前，首先要搞清套管套管损坏

18、后，在对损坏部位进行修复前，首先要搞清套管损坏的部位以及损坏的程度。目前对损坏部位的检测手段，损坏的部位以及损坏的程度。目前对损坏部位的检测手段，主要用通井验套法、封隔器验漏法、打铅印检测法、井径仪主要用通井验套法、封隔器验漏法、打铅印检测法、井径仪测井法、井下电视检测法等技术。测井法、井下电视检测法等技术。1.1.通井验证套变技术通井验证套变技术 利用一定长度和直径的通井规（或薄皮管）来验证套管利用一定长度和直径的通井规（或薄皮管）来验证套管的变形程度和部位，这是一种常用、简单、实际、有效的验的变形程度和部位，这是一种常用、简单、实际、有效的验套方式。对于套管缩径、弯曲、错断等能很快的找出其

19、变形套方式。对于套管缩径、弯曲、错断等能很快的找出其变形部位，根据薄皮管的变形程度还可以大致判断套管的弯曲程部位，根据薄皮管的变形程度还可以大致判断套管的弯曲程度，对于缩径、错断等还需要打印来进一步对套管损坏进行度，对于缩径、错断等还需要打印来进一步对套管损坏进行验证。验证。2.2.印模检测方法印模检测方法 印模法检测是利用专用管柱或钢丝绳下接印模类打印工具，对套印模法检测是利用专用管柱或钢丝绳下接印模类打印工具，对套管损坏程度、几何形状等进行打印，然后对印痕进行分析判断，得管损坏程度、几何形状等进行打印，然后对印痕进行分析判断，得出套损点的几何形状、尺寸、深度位置。此方法可以于套管变形、出套

20、损点的几何形状、尺寸、深度位置。此方法可以于套管变形、错断、破裂等套损程度的验证，并可以确定初始点的深度。错断、破裂等套损程度的验证，并可以确定初始点的深度。印模按制造材料可分为铅模、胶模、蜡模和泥模；按印模结构可分印模按制造材料可分为铅模、胶模、蜡模和泥模；按印模结构可分为平底、锥形、环形、凹形和筒形印模。为平底、锥形、环形、凹形和筒形印模。本方法施工简单、方便、快速，检测结果直观，但印模直径选本方法施工简单、方便、快速，检测结果直观，但印模直径选择困难，直径过大，印模打印出来不在变形最明显处，不可靠；直择困难，直径过大，印模打印出来不在变形最明显处，不可靠；直径过小，打印不出印痕或印痕不明

21、显。并且只能确定上部一点的套径过小，打印不出印痕或印痕不明显。并且只能确定上部一点的套损情况。损情况。3.3.薄壁管检测法薄壁管检测法 薄壁管验套是用一定长度壁厚较小的空心管来检验套管弯曲薄壁管验套是用一定长度壁厚较小的空心管来检验套管弯曲情况的一种方法。因薄壁管容易变形，下到检测部位后适当加情况的一种方法。因薄壁管容易变形，下到检测部位后适当加压即可。相对于采用测井斜和方位变化来进行检测套管的弯曲压即可。相对于采用测井斜和方位变化来进行检测套管的弯曲变形状况来说，薄壁管验套具有工艺简单，迅速直观的优点。变形状况来说，薄壁管验套具有工艺简单，迅速直观的优点。4.4.封隔器验套漏技术封隔器验套漏

22、技术 怀疑套管有漏失或破裂时，为确定其准确深度，可下封隔怀疑套管有漏失或破裂时，为确定其准确深度，可下封隔器来进行套管验漏是方便可行的现场方法。封隔器下至预定座器来进行套管验漏是方便可行的现场方法。封隔器下至预定座封位置后用水泥车泵入压井液试挤，上下活动封隔器位置，即封位置后用水泥车泵入压井液试挤，上下活动封隔器位置，即可以确定套管漏失的位置。可以确定套管漏失的位置。5.5.井径仪测井技术井径仪测井技术 目前常用的是目前常用的是1818、2424、3636或或4040臂井径测量仪，可测量套臂井径测量仪，可测量套管的变形长度及变形量。利用软件系统可以绘出套管的三维管的变形长度及变形量。利用软件系

23、统可以绘出套管的三维图像，形象直观地反映出套管的变形情况，但此方法对套管图像，形象直观地反映出套管的变形情况，但此方法对套管的具体变形情况描述不准确。的具体变形情况描述不准确。6.6.电磁检测技术电磁检测技术磁测量方法包括磁井径测量和磁壁厚测量两种。磁井径磁测量方法包括磁井径测量和磁壁厚测量两种。磁井径测量传感器是一个工作于高频的线圈，高频的线圈在套管测量传感器是一个工作于高频的线圈，高频的线圈在套管（导体）中产生涡流，涡流的产生使高频交变磁通能量损耗，（导体）中产生涡流，涡流的产生使高频交变磁通能量损耗，它使高频线圈的电感量发生变化，从而使高频谐振回路频率它使高频线圈的电感量发生变化，从而使

24、高频谐振回路频率(输出振幅输出振幅)发生变化，由于高频趋肤效应，此时输出振幅是发生变化，由于高频趋肤效应，此时输出振幅是线圈与套管内表面距离的函数，这样电压幅度变化即反映套线圈与套管内表面距离的函数，这样电压幅度变化即反映套管内径的变化。管内径的变化。磁壁厚测量系统由发射线圈和接收线圈（或阵列传感器）磁壁厚测量系统由发射线圈和接收线圈（或阵列传感器）组成。交变磁通在套管中产生涡流，涡流会导致磁化滞后效组成。交变磁通在套管中产生涡流，涡流会导致磁化滞后效应，使二次磁场与原磁场间产生相位差。因此，用接收线圈应，使二次磁场与原磁场间产生相位差。因此，用接收线圈感应的电流与发射线圈的电流的相位差，可测

25、量套管的壁厚。感应的电流与发射线圈的电流的相位差，可测量套管的壁厚。7.7.井下成像检测技术井下成像检测技术 (1)(1)超声波成像检测技术超声波成像检测技术 井下超生探测仪发出的超生波具有较井下超生探测仪发出的超生波具有较强的穿透性，透过介质作用到套管内壁强的穿透性，透过介质作用到套管内壁并发生反射，反射波被井下仪器接收。并发生反射，反射波被井下仪器接收。由于不同的井径对超生波的反射强度不由于不同的井径对超生波的反射强度不同，因此可以测到套管内壁任何一点的同，因此可以测到套管内壁任何一点的井径，从而测出套管损坏部位的详细情井径，从而测出套管损坏部位的详细情况，为开展套管损坏预防与综合治理提况

26、，为开展套管损坏预防与综合治理提供详细的基础数据。供详细的基础数据。超声波成像图(2)(2)井下摄像测井技术井下摄像测井技术 如美国如美国DHVDHV公司的油套管及井下落物的检测系统，可对套公司的油套管及井下落物的检测系统，可对套管破损情况及井下落鱼的鱼顶情况进行摄像及测量。该工艺管破损情况及井下落鱼的鱼顶情况进行摄像及测量。该工艺具有图像直观、准确可靠的特点。具有图像直观、准确可靠的特点。间隔高压注蒸汽时，套管受热胀冷缩影响使套管疲劳破坏。下入后转动套管,同时旋转缓慢下放,以保证断面平稳进入补丁短节内,同时防止切割端面刮坏补丁节内的二道铅密封(补丁短节为内侧带二道铅密封及卡瓦牙块的短节,见图

27、）。当时采用的是水力胶筒式胀贴工具,补贴衬管断面由外至里为橡胶密封圈、玻璃丝布、0.交变磁通在套管中产生涡流，涡流会导致磁化滞后效应，使二次磁场与原磁场间产生相位差。衬带补贴（最早出现的套管补贴技术）二、套管损坏的主要原因（5）套管缩径，套管椭圆变形，使井眼缩小。包括化学腐蚀和电化学腐蚀两种机理，通常指在套管美国HOMC0公司是一家专门生产补套波纹管,并在世界各地实施波纹管补贴技术的公司。封堵技术对于套管破裂井采取在破裂位置挤注水泥或化学堵剂后对破裂井段进行再处理的方法。辽河油田五大热采区套损分类目前主要应用水泥和YT-1堵剂对破裂部位进行封堵，再采取钻塞套洗或下人铣锥等整形工具对破裂井段进行

28、套管整形。由于不同的井径对超生波的反射强度不同，因此可以测到套管内壁任何一点的井径，从而测出套管损坏部位的详细情况，为开展套管损坏预防与综合治理提供详细的基础数据。直径过小，打印不出印痕或印痕不明显。第三部分为球座，主要起密封作用，正常下井时可以带着球下入，也可以下到位后再投球。近年来，各油田先后开展了套损井的修复工作。套损井的修复近年来，各油田先后开展了套损井的修复工作。套损井的修复方法主要有以下两大类：方法主要有以下两大类：（1）机械方式修复）机械方式修复 机械修复方式主要有机械修复方式主要有倒换套管、套管补贴、套管加固、小套管倒换套管、套管补贴、套管加固、小套管二次固井等。二次固井等。其

29、中倒换套工艺技术对套管内径没有影响，但只适合于浅井其中倒换套工艺技术对套管内径没有影响，但只适合于浅井段施工；套管补贴耐压强度和悬挂能力较低，对套管内径影响较段施工；套管补贴耐压强度和悬挂能力较低，对套管内径影响较小；套管加固工艺技术耐压强度和悬挂能力较好，但对套管内径小；套管加固工艺技术耐压强度和悬挂能力较好，但对套管内径影响较大，同时在注气井上采用该技术有效期短，目前的技术还影响较大，同时在注气井上采用该技术有效期短，目前的技术还不能解决长井段加固的问题；小套管二次固井耐压强度和悬挂能不能解决长井段加固的问题；小套管二次固井耐压强度和悬挂能力都较好，适合各类井施工，但采用二次固井技术对套管

30、内径影力都较好，适合各类井施工，但采用二次固井技术对套管内径影响较大，施工成本相对较高。响较大，施工成本相对较高。五、套损井套管修复技术五、套损井套管修复技术 近几年，国内开展了可对接胀管式套管补贴、波纹管补贴、近几年，国内开展了可对接胀管式套管补贴、波纹管补贴、爆炸补贴、自动力套管补贴、爆炸补贴、自动力套管补贴、Metal SkinTM膨胀套管补贴工艺膨胀套管补贴工艺技术研究。技术研究。（2）化学封堵）化学封堵 封堵技术对于套管破裂井采取在破裂位置挤注水封堵技术对于套管破裂井采取在破裂位置挤注水泥或化学堵剂后对破裂井段进行再处理的方法。目前泥或化学堵剂后对破裂井段进行再处理的方法。目前主要应

31、用水泥和主要应用水泥和YT-1YT-1堵剂对破裂部位进行封堵，再采堵剂对破裂部位进行封堵，再采取钻塞套洗或下人铣锥等整形工具对破裂井段进行套取钻塞套洗或下人铣锥等整形工具对破裂井段进行套管整形。管整形。据统计，大庆油田套损井修复率由据统计，大庆油田套损井修复率由19961996年的年的57.07%57.07%，到到20012001年上升为年上升为80.92%80.92%。通过套管修复，使死井复活，。通过套管修复，使死井复活，经济效益显著。经济效益显著。该技术是对于套管破裂井采取在破裂位置挤注水泥该技术是对于套管破裂井采取在破裂位置挤注水泥或化学堵剂后对破裂井段进行再处理的方法。目前主要或化学堵

32、剂后对破裂井段进行再处理的方法。目前主要应用水泥和应用水泥和YT-1YT-1封堵剂对破裂部位进行封堵，封堵后，封堵剂对破裂部位进行封堵，封堵后，再采取钻塞套洗或下入铣锥等整形工具对破裂井段进行再采取钻塞套洗或下入铣锥等整形工具对破裂井段进行套管整形。套管整形。井例：井例：胜利油田胜利油田 GD1-25-26GD1-25-26注水井，上部套管在注水井，上部套管在486m486m处出处出现浅层串漏，应用现浅层串漏，应用YT-1YT-1封堵剂封堵后，现场实施后效果封堵剂封堵后，现场实施后效果良好，经钻塞后试压良好，经钻塞后试压18Mpa18Mpa不降，使该井顺利注水。不降，使该井顺利注水。1.1.穿

33、孔和破裂套管的封堵技术穿孔和破裂套管的封堵技术 该技术是对于一定范围内的变形和缩径，可以用该技术是对于一定范围内的变形和缩径，可以用套管整形工具来修复，处理得当可恢复到原内径的套管整形工具来修复，处理得当可恢复到原内径的95%95%以上。常用的主要整形工具有梨锥型胀管器、长以上。常用的主要整形工具有梨锥型胀管器、长锥面胀管器、液压胀管器、偏心辊子整形器、三锥锥面胀管器、液压胀管器、偏心辊子整形器、三锥辊整形器、旋转震击式整形器、鱼顶修整器等。辊整形器、旋转震击式整形器、鱼顶修整器等。该技术对于地层发生塑性变形产生的套管变形成该技术对于地层发生塑性变形产生的套管变形成功率较高。功率较高。2 2、

34、变形套管的机械整形技术、变形套管的机械整形技术（1 1）梨型胀管器）梨型胀管器 防卡式套管整形工具防卡式套管整形工具(见上图见上图)属于机械式整形工具，属于机械式整形工具，其原理是利用钻杆柱、配重钻铤来传递动力。施工时，用其原理是利用钻杆柱、配重钻铤来传递动力。施工时，用钻杆连接后下放至距套管损坏位置以上适当位置处停止，钻杆连接后下放至距套管损坏位置以上适当位置处停止，然后在井液中自由下放，依靠向下运动惯性，使整形工具然后在井液中自由下放，依靠向下运动惯性，使整形工具的锥体工作面与套损部位接触瞬时产生径向分力，冲胀套的锥体工作面与套损部位接触瞬时产生径向分力，冲胀套损的变形部位，如此反复进行。

35、当整形工具产生的径向分损的变形部位，如此反复进行。当整形工具产生的径向分力大于地应力对套管的挤压力和套管本身的弹性应力时，力大于地应力对套管的挤压力和套管本身的弹性应力时，变形部位的套管则逐渐被冲胀、碾压、敲击而恢复径向尺变形部位的套管则逐渐被冲胀、碾压、敲击而恢复径向尺寸，从而完成对变形或错断部位的套管整形修复寸，从而完成对变形或错断部位的套管整形修复 。（2 2）液压涨管工艺）液压涨管工艺 液压胀管整形工艺管柱由下列工具组成：液压胀管整形工艺管柱由下列工具组成：液压开关阀、锚定装置、液压胀管器和分液压开关阀、锚定装置、液压胀管器和分瓣式胀头等工具组成。其工艺管柱结构如瓣式胀头等工具组成。其

36、工艺管柱结构如图所示。图所示。将管柱下到油井内的预定位置，然后泵车将管柱下到油井内的预定位置，然后泵车地面打压，同时液压缸组将液压力转换成轴地面打压，同时液压缸组将液压力转换成轴向机械推力作用于液压涨管器下接头，并通向机械推力作用于液压涨管器下接头，并通过它将推力传递到分瓣涨管器的锥体上，锥过它将推力传递到分瓣涨管器的锥体上，锥体将轴向推力转化成径向的扩张力，变形套体将轴向推力转化成径向的扩张力，变形套管在分瓣式胀头径向扩张力的作用下膨胀，管在分瓣式胀头径向扩张力的作用下膨胀，使其复原。在上述过程中液压涨管器液缸的使其复原。在上述过程中液压涨管器液缸的反作用推力由锚定装置承担，反作用推力由锚定

37、装置承担，锚定装置以上的施工管柱在涨管过程中不锚定装置以上的施工管柱在涨管过程中不承受涨管力的作用。承受涨管力的作用。有内锥体、分瓣外锥体、探针等几部分组成，分瓣涨头由有内锥体、分瓣外锥体、探针等几部分组成，分瓣涨头由上接头、中心内锥体和外锥体配合，在轴向推力的作用下完成上接头、中心内锥体和外锥体配合，在轴向推力的作用下完成表型套管的整形。设计内外锥体的目的是为了解决整体式涨管表型套管的整形。设计内外锥体的目的是为了解决整体式涨管器容易遇卡的问题而专门设计的，在工具遇卡时，上提工具时器容易遇卡的问题而专门设计的，在工具遇卡时，上提工具时内锥体首先上移，外锥体失去内部支撑而回缩，实现工具自动内锥

38、体首先上移，外锥体失去内部支撑而回缩，实现工具自动解卡。工具前端的探针可以保证工具顺利引进小通径变形井段。解卡。工具前端的探针可以保证工具顺利引进小通径变形井段。关键工具：关键工具：有多级组合的高强度、大推力液压缸有多级组合的高强度、大推力液压缸液压胀管器是该技术的和泄压机构等组成液压胀管器是该技术的和泄压机构等组成。该工具。该工具有以下特点：有以下特点：（1）液压缸的串联使用，能产生较大的轴向推动力，液压缸的串联使用，能产生较大的轴向推动力，在保证胀管器不失稳和满足工具强度的前提下，可在保证胀管器不失稳和满足工具强度的前提下，可增加液压缸的级数，以增大对套管修复的挤胀力。增加液压缸的级数，以

39、增大对套管修复的挤胀力。（2）设计有自动泄压机构，达到工作行程后自动泄）设计有自动泄压机构，达到工作行程后自动泄压，施工过程中显示明显，便于现场操作。压，施工过程中显示明显，便于现场操作。（3）工具可以重复使用，满足长井段整形的需要。）工具可以重复使用，满足长井段整形的需要。(4)地层出砂是造成油层套管变形的主要因素。当发现上述现象之后，需要利用相应的方法进一步判断套管的损坏情况，如套管法损坏的位置、破裂的大小、形状等。控制注水层位和注水压力，防止注入水进入泥页岩地层。第三部分为球座，主要起密封作用，正常下井时可以带着球下入，也可以下到位后再投球。注入水挤入油层顶部或底部的泥岩中，使水敏性强的

40、蒙脱石水化膨胀，等水泥凝固后下锥形铣鞋，铣掉套管中凝固的水泥；（1）套管破裂：系指套管穿孔，引起套管串漏；辽河油田五大热采区套损分类印模检测方法 印模法检测是利用专用管柱或钢丝绳下接印模类打印工具，对套管损坏程度、几何形状等进行打印，然后对印痕进行分析判断，得出套损点的几何形状、尺寸、深度位置。注入水挤入油层顶部或底部的泥岩中，使水敏性强的蒙脱石水化膨胀，其中倒换套工艺技术对套管内径没有影响，但只适合于浅井段施工；(8)钻井时采用一定的套管防磨措施，下套管过程中使用上扣扭矩封隔器下至预定座封位置后用水泥车泵入压井液试挤，上下活动封隔器位置，即可以确定套管漏失的位置。封堵技术对于套管破裂井采取在

41、破裂位置挤注水泥或化学堵剂后对破裂井段进行再处理的方法。近几年，国内开展了可对接胀管式套管补贴、波纹管补贴、液压胀管器的具体结构如图所示。工具主要有三大部分组液压胀管器的具体结构如图所示。工具主要有三大部分组成，上部为泄压部分，在液缸移动一个工作行程后能自动泄成，上部为泄压部分，在液缸移动一个工作行程后能自动泄压而停止工作；中间为液缸，其作用是生产向下的轴向推力，压而停止工作；中间为液缸，其作用是生产向下的轴向推力，图中显示的为一级液缸的示意图，实际工具可以依据需要增图中显示的为一级液缸的示意图，实际工具可以依据需要增加液缸的数量；第三部分为球座，主要起密封作用，正常下加液缸的数量；第三部分为

42、球座，主要起密封作用，正常下井时可以带着球下入，也可以下到位后再投球。井时可以带着球下入，也可以下到位后再投球。通过套管修复，使死井复活，经济效益显著。国外已开发出比API5CT标准更严格、强度级别更高的油井管。封堵技术对于套管破裂井采取在破裂位置挤注水泥或化学堵剂后对破裂井段进行再处理的方法。（5）套管缩径，套管椭圆变形，使井眼缩小。其工艺管柱结构如图所示。断层或破碎带复活，引发地层错动而挤坏套管。液压式两端加固补贴技术间隔高压注蒸汽时，套管受热胀冷缩影响使套管疲劳破坏。交变磁通在套管中产生涡流，涡流会导致磁化滞后效应，使二次磁场与原磁场间产生相位差。在水泥未凝固活动并对中套管有陷住套管的危

43、险。如H2S、CO2气体，无机盐类，硫酸盐还原细菌和嗜氧细菌等。本方法施工简单、方便、快速，检测结果直观，但印模直径选择困难，直径过大，印模打印出来不在变形最明显处，不可靠；该工艺具有图像直观、准确可靠的特点。机械切割通过大量的现场使用,证明优点较多,易操作、使用安全,是目前广泛使用的切割工具。直径过小，打印不出印痕或印痕不明显。辽河研制的套管液压整形工具 液压整形工具利用液压来传递动力。施工时，用钻具把液压整形工具利用液压来传递动力。施工时，用钻具把整形工具下放至距套管损坏位置，遇阻停止，然后加压整形工具下放至距套管损坏位置，遇阻停止，然后加压5050100kN100kN，用泵车打压，使井下

44、液压推进器推动变径整形，用泵车打压，使井下液压推进器推动变径整形器对变径套管施加整形力。同时锚定器锚定在套管上，克器对变径套管施加整形力。同时锚定器锚定在套管上，克服液缸所产生的反作用力。服液缸所产生的反作用力。当整形工具对套管的径向分力大于地应力对套管的挤压当整形工具对套管的径向分力大于地应力对套管的挤压力和套管本身的弹性应力时，变形部位的套管则逐渐被恢力和套管本身的弹性应力时，变形部位的套管则逐渐被恢复径向尺寸，从而完成对变形或错断部位的套管整形修复。复径向尺寸，从而完成对变形或错断部位的套管整形修复。利用钻杆（或油管）把整形工具下入井内，遇阻后适当加压，启动转盘利用钻杆（或油管）把整形工

45、具下入井内，遇阻后适当加压，启动转盘带动旋转碾压整形工具（偏心辊子和三锥辊）转动，对变形部位的套管进带动旋转碾压整形工具（偏心辊子和三锥辊）转动，对变形部位的套管进行连续的碾压和挤胀，从而使变形部位的套管逐渐恢复到原径向尺寸。行连续的碾压和挤胀，从而使变形部位的套管逐渐恢复到原径向尺寸。除上述套管整形工具外，还有旋转振击整形工具、爆炸整形工具等。除上述套管整形工具外，还有旋转振击整形工具、爆炸整形工具等。对需要补贴或封堵的损坏套管，有时也需要先整形对需要补贴或封堵的损坏套管，有时也需要先整形 ，再补贴或封堵。，再补贴或封堵。（3）旋转碾压式整形工具偏心辊子示意图三锥辊子示意图 该技术是针对油水

46、井浅层损坏的油层套管，先把损坏该技术是针对油水井浅层损坏的油层套管，先把损坏的套管取出，再通过对扣等方式进行更换套管的修套技术。的套管取出，再通过对扣等方式进行更换套管的修套技术。对于浅层套管采取该技术，主要是考虑应用其他方法修复对于浅层套管采取该技术，主要是考虑应用其他方法修复费用较高，而采取油层套管取套换套的修复技术比较经济。费用较高，而采取油层套管取套换套的修复技术比较经济。目前主要是对于浅层损坏的套管。目前主要是对于浅层损坏的套管。为加固更换的生产套管，可采取在生产套管与技术套为加固更换的生产套管，可采取在生产套管与技术套管之间挤入超细水泥的方法。管之间挤入超细水泥的方法。井例：井例：

47、GD1-10-12GD1-10-12水井，水井，20062006年年6 6月月3 3日上作业，作业过日上作业，作业过程中发现套管上部漏失，然后对损坏套管进行倒扣，倒出程中发现套管上部漏失，然后对损坏套管进行倒扣，倒出1111根，查出一根损坏套管，后下入根，查出一根损坏套管，后下入1111根套管对扣成功。换根套管对扣成功。换套后，套后，8 8月月2929日完井转注。日完井转注。3 3、取套换套技术取套换套技术（1 1）切割上部损坏套管）切割上部损坏套管 切割类工具有很多切割类工具有很多 ,包括机械切割、包括机械切割、化学喷射切割、聚能化学喷射切割、聚能 (爆炸爆炸 )切割等。切割等。其中机械割刀

48、又包括内割刀、外割刀、水其中机械割刀又包括内割刀、外割刀、水力式割刀等。力式割刀等。机械切割通过大量的现场使用机械切割通过大量的现场使用 ,证明证明优点较多优点较多 ,易操作、使用安全易操作、使用安全 ,是目前广是目前广泛使用的切割工具。泛使用的切割工具。套管切割对接套管切割对接（2 2）取旧套管）取旧套管 先要松掉套管井口悬挂卡瓦先要松掉套管井口悬挂卡瓦 ,取管过程做法和打捞类似。取管过程做法和打捞类似。钻具组合：钻具组合：卡瓦打捞矛卡瓦打捞矛+打捞振击器打捞振击器+钻铤（钻铤（1-21-2根）根）+加速器加速器+钻杆钻杆（3 3）修整切割断面修整切割断面利用环状端面磨鞋磨平套管端面。利用环

49、状端面磨鞋磨平套管端面。（4 4）套管对接）套管对接钻具组合：钻具组合：补丁短节补丁短节+分级箍分级箍+套管套管 下入后转动套管下入后转动套管 ,同时旋转缓慢下放同时旋转缓慢下放 ,以保证断面平稳以保证断面平稳进入补丁短节内进入补丁短节内 ,同时防止切割端面刮坏补丁节内的二道铅同时防止切割端面刮坏补丁节内的二道铅密封密封 (补丁短节为内侧带二道铅密封及卡瓦牙块的短节补丁短节为内侧带二道铅密封及卡瓦牙块的短节 ,见见图）。对接到底后图）。对接到底后 ,人工转动套管人工转动套管 ,以确保补丁短节内的卡以确保补丁短节内的卡瓦抓牢旧套管的顶部瓦抓牢旧套管的顶部 ,缓慢上提缓慢上提 确定对接成功确定对接

50、成功 ,从套管内从套管内对补丁短节试压。对补丁短节试压。（5 5）固井作业固井作业 ,钻固井胶塞钻固井胶塞 ,修内径修内径 目前主要套管补贴方法有：目前主要套管补贴方法有：v 衬带补贴（最早出现的套管补贴技术）衬带补贴（最早出现的套管补贴技术）v 波纹管补贴波纹管补贴v 两端加固补贴两端加固补贴v 膨胀管补贴膨胀管补贴 我国大庆、胜利、玉门、大港等油田曾做过这方面的我国大庆、胜利、玉门、大港等油田曾做过这方面的研究工作。研究工作。1966-19671966-1967年大庆油田进行了五口井六井次的科年大庆油田进行了五口井六井次的科研现场试验研现场试验,成功率成功率80%80%。当时采用的是水力胶