油水井套损大修设计与技术要点
石油工程技术 井下作业 油水井破损套管的化学堵漏修复技术
油水井破损套管的化学堵漏修复中原油田由于盐膏层发育,地质条件复杂以及长期注水开发,特别是增压注水,油水井套管破损现象十分普遍,井况恶化问题日益突出。
特别是一些老井,由于油层套管使用时间过长,固井水泥又没有完全封固油层套管,在套管自由段和封固段因腐蚀造成穿孔,再加上套管变形、破损等现象,造成地层出钻井液、出水,严重影响油水井的正常生产。
目前,解决油水井因腐蚀和其他原因造成的套管破漏穿孔问题主要采用常规无机胶凝材料堵漏和热固性树脂堵漏方法,以及部分换套大修工艺和内衬小直径套管工艺。
但这些技术常常由于受到使用效果、使用有效期和施工费用的限制,许多油水井的套漏问题不能得到及时有效地解决,制约了油气生产。
以最常用的无机胶凝材料堵漏技术（如水泥膨润土堵漏）和热固性树脂增漏技术（如脲醛树脂堵漏）为例,目前油水井破损套管的化学堵漏修复主要存在下列问题：（1）堵剂不能有效地驻留在封堵层位,堵剂替至目的层后未凝固前就已漏失掉,造成堵浆注入量大,施工时间长。
（2）形成的固化体脆性大,易收缩,不能与周围介质形成牢固的界面胶结,在注采压力的作用下使封堵失效,缩短了施工有效期,对于薄层和小井眼封堵封窜更是如此。
（3）堵剂适应性和安全可靠性差,施工风险大。
为克服上述工艺的缺陷,针对套管破损穿孔漏失等问题,开展了油水井破损套管化学堵漏修复技术研究，研制出能在漏失位置有效驻留，并能形成界面胶结强度高、有效期长的封固层的新型化学堵剂YLD-1，在破损套管的化学堵漏修复方面取得重大突破，显示出良好的应用前景。
1室内试验1.1该技术对化学堵剂的性能要求1.1.1化学堵剂进入封堵层后，能够快速形成网架结构，有效地滞留在封堵层内。
1.1.2在井下温度和压力的养护条件下，通过有机和无机堵剂的协同效应和化学反应，能够在封堵层位形成抗压强度高、韧性好、微膨胀和有效期长的固化体。
1.1.3能与周围介质胶结成一个牢固的整体。
1.1.4配制的堵浆流动性和稳定性好，挤注压力低，固化时间易于调整。
石油工程技术 井下作业 套损井修复技术(膨胀管应用)
目
肆叁贰壹
套膨膨膨
录
内胀胀胀
膨管管管
胀技关技
管 补 贴 技
术 系 统
键 技 术
术 原 理
术
一、膨胀管技术原理
膨胀管技术原理
实体膨胀管就是一种由特殊材料制成、 具有良好塑性的金属圆管，下入井内后通 过机械或液压的方法在直径方向膨胀10～ 30%左右，从而使管柱发生永久性胀大， 同时，在冷作硬化效应下，管材强度和刚 性指标得到提高，而塑性指标下降。
Φ112mm-116mm（大通径） 7″套管： Φ139mm-143mm 9-5/8″套管：Φ196mm-202mm
膨胀管补贴后强度：J55-N80钢级 （常规）、P110或更高钢级（特殊）
错断井膨胀管补贴
大段贴堵修复工艺
四、套内膨胀管补贴技术
1、常规膨胀管补贴（免钻底堵）
技术原理：
单根补贴：底堵和膨胀锥连接，补贴后将膨胀
三、膨胀管技术系统
四、套内膨胀管补贴技术
利用膨胀管的膨胀性能在井下对套管 损坏处进行“补贴”和密封，修复损坏 的套管，恢复生产。
适用范围：
错断、变形和腐蚀类套损修复 对已射孔井段的补贴封堵 钻井过程中技术套管磨穿的修复 完井过程中套管脱扣
技术特点：
适用于多种套损类型的修复 修复后可获得较大的通径 悬挂能力强，密封可靠 修复后不影响后续作业
❖ 长短不限：应用广泛 ❖ 可打捞：方便后期处理
◆ 打捞出悬挂器 ◆ 切割打捞一体化打捞出加固管：防腐套管、玻璃钢管 ◆ 磨铣贴堵管：铝合金、玻璃钢管 ❖ 聚合物类堵剂：封堵可靠、密封性好、悬挂承载力大 ❖ 内通径大：易于后期措施实施、利于下大泵 ❖ 生产管柱简化：方便生产管理，提高泵效
油田井下作业大修施工技术方案及实施要点分析
电力工程技术油田井下作业大修施工技术的运用是油田井下安全生产的重要构成部分，一旦油田井下作业中出现较为复杂的井下落物事故时，难以对其进行打捞时，就需要通过井下作业大修施工技术，才能够顺利的进行打捞，从而恢复油田井下作业的正常进行。
一、井下作业大修的理论概述油田井下作业大修施工技术有着施工要求高、施工难度大等特点，因此在进行油田井下作业大修施工前，一定要做好以下几点准备工作：首先，井下施工中一旦发生事故要第一时间上报有关部门，并立即组织相关人员到现场对发生事故的原因进行分析，针对产生事故的原因和井下作业的实际情况，制定有效的解决措施；然后，将专业施工人员调配到现场，准备好相关的施工设备和材料；最后，按照制定的解决措施由专业的施工人员对井下作业产生的故障进行维修，保障事故得到有效解决，保障油田的正常生产运行。
二、油田井下作业大修施工技术方案1.打捞技术在实际油井生产的过程中，由于多种外界因素的作用，经常会导致井下坠物情况的发生。
一旦发生井下坠物，就会直接导致油井的停产，需要及时开展油井打捞作业。
为了有效保证油井打捞的效果，需要根据不同的井下坠物情况，采用不同的打捞工具，这样才能恢复油井的正常生产。
对于一些简单的井下坠物，如管类、封隔器、绳子等，如果没有出现遇卡的情况，都是比较容易打捞的，不需要采用转盘或者倒扣。
但是如果出现了落下刮蜡片、压力计和钢丝绳的情况，就需要我们引起高度的重视，采用更加严格的修井作业规范，否则就会造成故障的进一步扩大。
如果采用常规的打捞作业技术手段，无法将坠物有效打捞出井，就需要采用倒扣、钻磨和爆炸的措施，这样才能保证钻井作业的顺利进行。
2.套管套损部位修井技术根据油田井下作业施工的实际情况，针对套管套损通径的大小，制定相应的大修技术，实现套损部位的维修，保障油田的正常生产运行。
（1）套损通径小于90mm使用普通的大修技术是不能打开套损通径小于90毫米的套管通道的，因此需要选择使用专业的防丢鱼套铣鞋进行套铣，保障在换套施工过程中小通径套损井不丢鱼。
油田井下套管损坏分析与大修施工技术探讨
油田井下套管损坏分析与大修施工技术探讨现代社会，随着经济的飞速发展，导致各行各业对油气的需求在逐步增加，油田的勘探开发工作也不断深入，越来越多的先进技术被运用在油田企业当中，油井的产油量大大提高。
在我国，油田经过多年开采，技术的逐步提高，但是在开采当中，还是出现了很多问题，对油田的正常生产，造成严重障碍。
所以，油田井下大修作业施工技术的探讨以及分析，是非常必要的。
标签：井下;套管损坏;大修;技术油田井下大修主要是针对井下事故的处理而言的，包括井下落物的打捞和对套管的处理。
在井下大修作业进行之前，首先要做的工作是找出事故发生的原因，并且进行科学的分析，然后根据分析所得的结论，再制定出相应的解决方案，再运用科学相应的技术和机器设备，对之进行大修。
由于井下大修作业的内容涉及到很多专业知识储备，是集专业性技术型为一体的工作，并且大修会对油井的产能造成极大影响。
因此，井下大修作业在技术设备选择方面，应该选用先进的，相关技术人员的选用也应该是专业性强的。
油田井下作业大修施工中，除了要有先进的工程技术、设备之外，还需要大修的施工人员齐心协力具有克服困难的坚强毅力和战胜困难的信心，从而采取及时有效的措施来解决施工中遇到的问题。
1.套管损坏因素分析1.1地质方面的因素在油田作业中，井下的套管发生的损坏的原因是多方面的，其中包括地层（油层）的非均质性、油层得倾角、岩石的性质、地下地震活动、地层断层的发生活动、地壳的运动、地层腐蚀等。
这些各方面的因素的存在，形成了一旦引发，就会发生非常巨大的应力变化。
那样就导致了石油、水井套管，受到严重损坏。
这些不同的因素，就会对施工的方案造成严重干扰，因此对油田的各项生产稳定工作造成严重威胁。
1.2工程方面因素在套管损坏的过程中，工程方面的因素也对套管的损坏起到了一定的影响。
这包括，钻井后完井的质量，套管本身的材质构成，固井方面的质量是否合乎规格，在整个采油工程中，注水、压裂和酸化以及油水井日常管理作业是否按照标准。
井下作业大修施工技术方案及实施要点探讨
一、大修施工技术的概述大修施工技术是指排除油田井作业时出现的故障以，解决一些技术难点。
这项技术的核心主要是处理突发性故障，同时需要对作业时意外掉落的工具进行打捞，维护油田管套以及侧钻技术。
大修施工技术具体步骤：其一，大修施工技术前，要全面监察井下遇到的问题，并且能了解到对问题的原因，从而针对性实施大修技术。
其二，大修施工技术需要一支具备高专业水平较的队伍，能及时应对各种突发事件，实现统筹兼顾，从而制定最佳维修方案。
其三，大修施工技术的开展必须合理选取维修材料、机器，队伍明确分工，提高从大修工作效率。
其四，大修施工技术需要结合井下实际情况，严格遵循维修方案，保证维修安全。
二、油田井下作业大修施工中的问题及原因阐述1.大修施工技术中的常见问题。
油田井下作业大修施工过程中最普遍的问题为管套损坏，而且我国油田行业中套管损坏问题极为严重。
套管在油田勘探开采中必不可少，其作用重大，一旦出现套管损坏，则会给油田开采以及运营带来损失，降低油田的采出率，因此，油田井下大修施工中首要任务需要解决套管损坏问题。
关于套管损坏，可以根据形式分为渗漏、弯曲、穿孔等种类。
2.套管损坏的原因。
结合国内油田井的经验可知，套管损坏的原因诸多，以下从这几方面进行阐述。
其一，地质因素。
据统计，由于地震或地壳运动因素的影响，地质因素为油田井下套管损害的重要因素，造成油田套管应力增大。
同时，油田地层发生腐蚀或者倾斜也会对油田井下套管带来一定影响，甚至到整个油田勘探开采工程。
其二，固井质量影响。
对于油田而言，固井质量非常关键，直接影响开采效率以及钻井的使用寿命。
造成固井质量大多数是由于水泥不达标、井眼不合适，当然也不排除套管的拉伸荷载力的因素。
其三，套管规格。
在井下开采中，若油田套管的安装配置出现问题，或者密封性不好，会产生压差，气流则会从密封缝隙中进入管内，影响套管的性能和质量，给套管带来安全隐患。
三、油田井下作业大修施工技术的必要性1.节省开采成本，促进石油生产。
萨南油田油水井套损原因分析及修复技术
萨南油田油水井套损原因分析及修复技术摘要：现阶段，油田生产事业的发展一直呈上涨趋势，是我国的社会经济和国民经济发展的重要来源。
但是在实际的油田开采过程中，由于油水井的套管容易出现问题而影响了油气的开采。
随着油田进入开发中后期，油水井套管由于工程因素、地质因素、生产因素等造成套管损坏，严重限制了油水井方案措施的制定和开发方式的转换。
利用工程测井技术确定套管损坏程度来制定修补措施。
本文主要针对油水井套管破损问题提出正确的应对措施，根据不同的破损情况而采取不同的应对措施，提高油气的采收率。
关键词：套管损坏修复方法一、套管损坏原因分析导致油水井套管损坏的原因很多，也很复杂。
从资料统计分析中可以将套管损坏因素概括为工程因素、地质因素、生产因素等，而绝大多数套管损坏是多种因素共同作用的结果。
1、工程因素工程因素主要包括套管材质问题，如：使用的套管强度不够或存在缺陷；井眼狗腿度过大（斜井），常规修井过程中造成的套管磨损；设计井身结构不合理，如水泥返高不够、固井质量差、完井方式不合理等问题造成的。
2、地质因素地质因素包括地层的非均质性、地层倾角、岩石性质、断层活动、地面腐蚀等作用造成。
萨南油田{南二、三区、四区西}区块多为较为松软的砂岩地层，它们在上覆地层压力、构造压力、岩石自重等因素的作用下易变形，对套管产生非均匀外挤。
在地下高温、高压及外界压力波动较大的条件下，蠕变而发生塑性流动，导致套管塑性变形破坏。
在断层附近地应力相对集中的地区，产生断层滑移，剪切套管，当达到或超过套管抗压或剪切极限值时，会发生套管错段。
3、生产因素生产因素造成的套损1、油层出砂：油层出砂会引起上覆岩体下沉和下覆岩体上冲联合作用。
使油藏层段缩短，影响套管的横向支撑，使其形成变形。
2、长期注水引起泥岩膨胀造成的套管缩径、错段、弯曲、化学腐蚀正常的套管穿孔。
3、高温热采：高温导致套管变形或损坏的主要因素，在热采的过程中，受热应力的作用而套管材质发生变化，应力集中区域在地层外力作用下，发生微变——甚至错段。
套损井修复技术
聚合物-超细水泥浆
粒径分析结果表明超细水泥平均粒径是嘉华G级水泥的十 分之一，比表面积是超细水泥较嘉华 G级水泥的3倍。由于超 细水泥的粒径小，比表面积大，所以固结后结构致密，强度 比相同比重的普通水泥浆可提高一倍左右，同时由于超细水 泥粒径小，比表面积大，增加了水泥与套管的粘接强度。
堵剂性能:
1、固化时间最短12h，使用安全。 2、水泥浆的悬浮性好，固化后体积不收缩。
活动井口的加固
因受地质构造、油井出
油套上窜
砂、修井作业、表层水位下
降等因素的影响，油井不断 出现表层套管下沉油层套管 弯曲、井口活动等损坏现象。 特别是南部油区，由于地下
下沉
水开采比较严重，地面下沉，
造成套管弯曲、浅部变形较 多。
一般出现以下三种情况
油套与表套发兰部分螺 丝丢失 油套悬挂器顶出 法兰螺 丝部分 丢失
工作原理：
旋转震击整形器上部为锤体，下部为整形头。 在旋转钻柱的带动下，锤体同整形头间的凸轮曲面 产生相对运动，旋转一定角度后，凸轮曲面出现陡 降，被抬起的锤头下落，砸在整形头上，给套管的 变形部位以挤胀力。锤体、整形头端面的凸轮轮廓 面为三个等分螺旋面，所以钻柱每旋转一周可发生 三次震击。此工具与开式下击器配套使用。 ① 适用于变形通径较小（φ95mm以下）的井况。 ② 一次整形2mm。
目前在油区成功实施取换
套井47口，特别是利用自主研
发的过鱼顶套管捞矛实现了对 不规则鱼顶的直接打捞，并在 板深51-1等多井应用成功。
取换套工艺特点及水平 ①大通径套铣方钻杆，可以直接套铣井下第一根套管。避 免了切割/倒扣，鱼顶引入的繁琐工作。 ②作业过程中不需重复起下套铣管，工作量小，作业周期 短，节约了作业成本。 ③切割、取套、套管回接工作在套铣管内进行，鱼顶始终 含在套铣管内，有效保护了鱼顶，避免丢鱼事故发生。 ④大直径工具在套铣管内能顺利起下，套管回接顺利。 ⑤有效降低了井眼坍塌卡钻及岩屑沉降卡钻问题。 ⑥裸眼套铣、取换套深度达到800米。 ⑦套管采用对扣回接，回接后承压25MPa。 ⑧套管内通径不变。
修井工程-套管损坏的修复
（一）、套管整形技术
整形方法分：机械整形和爆炸整形
1.机械整形
机械整形：利用钻具传递动力，使整形工具产 生诸如旋转、下击、震击、碾压等动作，对套 管变形或错断部位做功。使其恢复或接近原套 管内的套管修复技术。
1.机械式整形
1）冲击胀管整形工具：梨形胀管器
工作原理：上提钻具一定高度， 然后快速下放，利用钻具本身 的重量或下击器施加的冲击力 迫使工具的锥形头部楔入变形 或错断套管部位进行挤胀，以 恢复其内通径要求尺寸的目的。 管柱结构自下而上为： 梨形胀管器+配重钻铤+钻杆
波纹管补贴工具—水力锚
③水力锚
结构主要由锚体、锚爪和弹簧片组成，
③水力锚
工作原理是从管柱内打入高压液体。 作用在水力锚上，迫使锚爪扩张 伸出锚体，紧紧咬在套管内壁上， 为整个补贴工具和补贴波纹管定 位，保证套管补贴部位的准确。 与此同时，补贴工具在工作时产 生一部分作用力，也通过水力锚 分散到套管上。工作结束时，由 于管柱内不再打入高压液体，没 有压力作用，则锚爪自行收回。
一、套管损坏的判断及验证方法
当发现上述某些现象后，说明套管可能已经损坏， 必须进一步证实套管损坏的具体位臵、损坏程度及类 型，方法如下： 1、通井确定套管变形、错断的深度； 2、打铅印确定套管变形深度与套管变形程度、套管 错断深度及错断位移的大小； 3、井径测井测出变形程度及变形井段长度； 4、井下电视测井观看套管破裂形状、大小、深度； 5、封隔器找漏确定套管破裂的大概井段。
1)冲击胀管整形
注意事项： ⑴使用胀管器时，应选用不同尺寸逐级加大外径，但不 可加大过多。每次胀管器通过后， 下一次工具外径加 大1～3mm。 ⑵有些胀管器带有螺纹槽，在上提下放的活动中螺纹很 容易被卸开，因此工具下井时一定要切实上紧。 ⑶使用梨形胀管器对套管整形时，要根据套管变形情况， 慢加压，轻顿，通过多次顿击通过变形位臵。多次胀不 开时，切忌高速下放冲胀，加压猛顿，强行通过。由于
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第一节 套损的原因及预防措施
3、岩石性质 在沉积构造的油、气藏中，储存油、 气的多为砂岩、泥砂岩、泥质粉砂岩。 注水开发时，当油层中的泥岩及油层以 上的页岩被注入水浸蚀后，一是泥页岩 膨胀挤压套管；二是岩石抗剪强度和摩 擦系数大幅度降低，一定倾角的岩石将 上覆岩层压力转移至套管，使套管受到 剪切损坏。
一、套损的原因分析
造成油、水井套管损坏的因素是多 方面的，概括性地分为地质因素和工程 因素两大类。
第一节 套损的原因及预防措施
(一）地质因素
地层（油层）的非均质性、油层倾角、 岩石性质、地层断层活动、地下地震活动、 地壳运动、地层腐蚀等情况是导致油水井套 管技术状况变差的客观存在条件，这些内在 因素一经引发，产生的应力变化是巨大的， 将使油、水井套管受到损害，甚至导致成片 套管损坏，严重地干扰开发方案的实施，影 响油田的稳产。
第一节 套损的原因及预防措施
4、井位部署的问题
断层附近部署注水井，容易引 起断层滑移而导致套管严重损坏。 注水井成排部署，容易加大区块孔 隙压差，形成应力集中，最终导致 成片套损井的出现。
第一节 套损的原因及预防措施
5、开发单元内外地层压力大幅度下 降问题
注水开发的油田，由于开采方式的 转变，加密、调整井网的增多，对低渗 透、特低渗透提高压力注水以及控制注 水、停注、放溢流降压等措施，使地层 孔隙压力大起大落,岩体出现大幅度升降。
第一节 套损的原因及预防措施
6、地壳运动 地球在不停的运动，地壳也在不 停的缓慢运动中，其运动方向一般有 两个：一是水平运动（板块运动）； 二是升降运动。地壳缓慢的升降运动 产生的应力可以导致套管被拉伸损坏。
第一节 套损的原因及预防措施
7、地面腐蚀
地表地层腐蚀是因为浅层水 （300m以上）在硫酸盐还原菌的作 用下产生硫化物，硫化物在浅层水 中氧化反应引起套管腐蚀。
油水井套损大修设计 和技术要点
前言
世界各国油田开发进程表明，随着开采年限 的增长，受工程和地质因素的影响，油水井套管 将出现不同程度的损坏。为此，油田工作者应本 着“预防为先，防修并重”的方针，一是研究套管 损坏的机理，制定防护措施；二是研究套损井修 复技术，提高大修井修复能力。由此减缓套管损 坏速度，尽可能的延长油水井的使用寿命，降低 油田维护的操作成本
（二）工程因素
引起套管损坏的主要工程因素 有：钻井完井过程中的完井质量， 套管本身材质、固井质量，采油工 程中的注水、压裂、酸化，以及油 水井日常管理作业等。
第一节 套损的原因及预防措施
1、套管材质问题
套管本身存在微孔、微缝，螺纹不符合要 求及抗剪、抗拉强度低等质量缺陷问题，完井 后，由于在采油生产压差或注水压差长期的影 响下，导致管外气体、流体从不密封处渗流进 入井内或进入套管与岩壁的环空，一是流体流 动过程损伤套管；二是流体聚集在环空上部， 形成腐蚀性很强的硫化氢气塞，将逐渐腐蚀套 管。
第一节 套损的原因及预防措施
使具有一定弹性的地层孔隙骨架产生 不均匀的膨胀或收缩，造成局部应力 集中而出现零星套损井。当区块之间 形成足够大的孔隙压差时，特别在行 列注水开发条件下，泥页岩和断层面 大面积水浸时，将导致成片套损井的 出现。
第一节 套损的原因及预防措施
6、注入水浸入泥页岩的问题
在 注 水 压 力 较 高 （ 一 般 13.5MPa ） 条件下，注入水可从泥岩的原生微裂缝 和节理浸入，也可沿泥砂岩界面处浸入， 形成一定范围的浸水域，这种浸水域在 相当长时间内，将导致岩体膨胀、变形、 滑移，最终导致套管的损坏。
3、完井质量 完井质量对套管影响很大，特别是 射孔完井。射孔工艺选择不当，一是会 出现管外水泥环破裂，甚至出现套管破 裂；二是射孔深度误差过大，或者误射 泥页岩隔层(尤其是开发薄互层的二、 三次加密井尤为重要)，将使泥页岩水 浸膨胀，挤压套管。
第一节 套损的原因及预防措施
三是射孔密度选择不当，将会 影响套管强度。比如在特低渗 透的泥砂岩油层采用高密度射 孔完井，长期注水或油井油层 酸化、压裂改造，短时间的高 压也会将套管损坏。
目录
第一节 套损的原因及预防措施 第二节 套管损坏的类型 第三节 大修设计 第四节 套管整形 第五节 套管加固 第六节 套管取换 第七节 技术要点
第一节 套损的原因及预防措施
套损的原因是相当复杂的，国内外 不少学者进行了多方面的研究，虽然观 点各异，但也具有一定的共性，这就为 制定套损预防措施提供了必要的条件。
第一节 套损的原因及预防措施
１、地层的非均质性 陆相沉积的砂岩、泥质粉砂岩油田， 由于沉积环境不同，油藏渗透性在层与 层、层内平面之间都有较大的差别。在 注水开发过程中，油层的非均质性将直 接导致注水开发的不均衡性，这是引发 地层孔隙压力场不均匀分布的基本地质 因素。
第一节 套损的原因及预防措施
第一节 套损的原因及预防措施
４、断层活动 在沉积相构造的油田中，由于 地球不断运动，各地区地壳沉降速 度不尽相同, 促使断层活动化，使 上下盘产生相对滑移，剪挤套管， 从而导致套管严重损坏。
第一节 套损的原因及预防措施
5、地震活动 地球是一个不停运动的天体，地下地质活 动从未间断，根据微地震监测资料，每天地表、 地壳的微震达万次，较严重的地震可以产生新 的构造断裂和裂缝，也可使原生构造断裂和裂 缝活化。地震后，大量注入水通过断裂带或因 固井胶结问题进入油顶泥页岩，泥页岩吸水后 膨胀，又产生粘塑性，岩体产生缓慢的水平运 动，使套管被剪切错断或严重弯曲变形。
第一节 套损的原因及预防措施
2、固井质量问题 固井质量直接关系到完钻井的寿 命和以后的注采关系，影响固井质量 的主要因素有：井眼不规则、井斜、 固井水泥不达标、顶替水泥浆的顶替 液不符合要求、水泥浆的密度低或高、 注水泥后套管拉伸载荷过小或过大等 等，都将影响固井质量。
第一节 套损的原因及预防措施