取换套技术.ppt

1、大庆油田有限责任公司二一四年五月,取换套技术,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，油田工作者应按着“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，提高油田后期开发的经济效益,取换套技术较早是用来修复浅层部位套管外漏、破裂和变形的，近几年通过工艺的进一步完善和发展，可以用于修复深部套管变形、错断、破裂和外漏井，修复井完成的指标与新井相同，能够满足分采、分注措施的要求，是最彻底的一种套损井

2、修复方法,大庆油田自上世纪80年代后期开始研究取换套修井工艺技术，发展至今工艺技术已经成熟、设备及工具配套完善，能够完成51/2”套管井深部取换套攻克了钻遇管外封隔器和扶正器、小表套及有放气管套损井取换套、油层部位取换套以及打不开通道井深部取换套等难题，发展配套了修井液体系、系列专用工具以及取换套施工钻具防卡等技术，已应用1831口井，取套最深达到1138m，修复率在90%以上,一、工艺原理,取换套技术是利用套铣钻头、套铣筒、方钻杆等配套钻具，在钻压、转速、排量三参数合理匹配的情况下，以优质泥浆造壁防塌、防喷、防卡，应用“组合切割、适时取套、示踪保鱼、修鱼找正”等技术措施，完成对套管外水泥帽、

3、水泥环、岩壁及管外封隔器等井段套铣，取出被套铣套管，下入新套管补接或对扣完井,二、工艺流程,取换套前准备,套铣,切割打捞,固井,补接,切割打捞套损部位,试压,完井,每套铣进尺80-120米切割打捞一次经循环操作直至过套损部位,取换套过程示意图,套铣技术 取套技术 补接技术,三、施工方法 取换套管的施工操作一般可分取换套前期准备、套铣取套、补接完井三大部分1、取换套前期准备 取换套前期准备工作包括压井、起原井管柱、核定套损点、整形扩径、打捞落物、通井、丢手填砂、打井口导管、安装钻台、配制套铣工作液等工序内容,（1）压井:按SY/T5587.3-93标准执行,根据施工设计的要求，选用合适密度的压井

4、液反循环压井2周 压井液密度设计应以地质设计、射孔层位地层压力当量修井液密度值为依据，再附加一个安全值，确定压井液密度 100（P油层+P附加）/H-压井液密度（g/cm3）；P油层静压或当前地层压力MPa P附加附加压力（1.53.5MPa）；H-油层中部深度 附加值的确定方法如下：油井：0.05gcm3 0.10gcm3。气井：0.07gcm3 0.15gcm3（含硫化氢等有毒有害气体的井取最高值）,（2）起原井:按SY/T5587.3-93标准执行,（3）打印:按SY/T5587.3-93标准执行,下入适当尺寸铅模打印，并根据铅模印痕判断套损点套损类型、套损深度、套损通径。套损主要包括变

5、形、弯曲、错断、裂缝、外漏,（4）打通道:根据印痕情况，选用铣锥或梨形整形器整形复位（5）通井:铅模通井至人工井底，按SY/T5587.3-93 标准执行（6）验漏:井段为井口-射孔井段上界，按SY/T5587.3-93标准执行,分别采用100m卡距和10m卡距逐段验漏，根据漏点深度确定取套深度，验漏管串结构自下而上为：丝堵+油管+K344-114 封隔器+喷砂器+油管+K344-114封隔器+油管,漏点,漏点,（7）丢手填砂:下入114mm5m加固管对套损点进行加固示踪。加固管串结构自下而上为：114mm5m加固管+球座+油管短接+Y344-114封隔器+正反扣丢手接头+油管。管串下至预定位

6、置后，打压座封封隔器，正转管柱丢手填砂（8）准备:固导管、安装钻台、冲鼠洞、配泥浆、准备好一切材料及各种工用具,2、套铣取套（1）套铣 套铣深度为套损点以下第2根套管接箍以上2m（如果采取对扣补接，套铣深度应在套损点以下第2根套管接箍以下2m）,套铣参数,套铣要求：如果水泥帽中有放气管，应下入专用细牙套铣头将水泥帽及放气管套掉后，换普通套铣头套铣 接单根重新启泵时必须先转动钻盘2-5圈后再启泵，排量逐渐加大，避免压力激动 套铣至预计深度后，停钻循环，至出口含砂2%后停泵 取套下入内割刀和打捞工具分次切割打捞套管，最后将套损点以上套管全部取出,（2）取套 操作要求：每套铣进尺80-120m取套一

7、次 钻具丈量准确，割刀下至预定位置后正转钻具，以10-20r/min的转速转4-5圈（有效圈数）停转下放钻具，验证是否坐卡，坐卡后上提管柱0.1m，继续正转管柱，转速同上，切开为止。然后下入套管打捞工具，将切断的套管全部捞出 若作业时间超过4h，必须进行循环，以防卡钻,（3）冲砂打捞 冲砂捞出丢手管柱（4）打捞套管 切割并打捞出套损点至补接点井段之间套管（5）修整鱼头 下入140mm空心磨鞋，修整套管鱼头，直至满足补接要求,3、补接完井 采用铅封补接器补接新旧套管（1）管串下至套管端面以上2-3m时，开泵循环冲洗鱼顶，记录管串悬重（2）缓慢下放并正转管串，将套管鱼头引入工具引鞋内，悬重下降至管

8、串的1/3为止（3）缓慢上提管柱，上提负荷增加80-100KN，开泵试压10-20MPa，5min压力降不超过0.5MPa为合格,（4）下放管柱 打开注水泥通道，注水泥固井水泥浆返至设计井深，误差不超过20m。上提管串，负荷增加100KN，保持负荷候凝48-72h（5）试压 试压井段为井口补接点以下2m，试压管柱自下而上为丝堵+62mm油管+K344-113封隔器+喷砂器+62mm油管+K344-113封隔器+62mm油管短节，清水试压，压力15MPa、30min压力下降不超过0.5 MPa为合格，试压合格后方可进行下步施工,（6）安装固定井口 调整好最后一根套管，用丝扣连接，不允许焊接，上提

9、套管至新下套管悬重以上4-5KN，固定井口，本次施工后套补距不变（7）打水泥帽 套管外下入38mm小油管，井口打水泥帽不少于40m，打水泥浆前先打4-5m3水垫，水泥浆返至地面。固井及候凝期间套管应始终保持4-5KN的上提拉力,（8）通井 下入118mm5m通径规模拟通井至人工井底。如遇砂柱，则起出通径规，下冲砂管柱冲砂至人工井底（9）替喷 光油管下至人工井底，清水30m3，正循环替出井内泥浆，按SY/T5587.3-93执行（10）完井 下62mm油管完井，安装井口采油树（11）收尾 装井口，收尾，交井，按标准执行,四、技术发展 中深部取换套技术的发展主要针对以下五个方面的问题：一是套铣钻具

10、不适应套铣管外封隔器和扶正器的要求；二是钻具强度和结构不适应900m深部套铣的要求；三是错断井的断口引入防丢鱼技术不过关；四是深部工况下新旧套管回接及实施固井密封难,五是套铣泥浆还不能完全满足深部取换套施工周期长、停钻频繁、稳定井壁防坍塌、抗钙浸、预防卡钻等要求 针对上述问题发展的51/2套管井中深部取换套技术较好的解决了上述问题,（1）高强度套铣钻具的研制,钻具示意图,设计的套铣钻具结构,219mm方钻杆+260mm连接变扣接头+219mm套铣筒+290mm套铣头 钻具主体外径219mm,最大外径290mm,最小内径192mm,套铣筒本体:即满足5 1/2 套管的管外复杂套铣,又满足套损部位

11、的引入处理,套铣筒,套铣筒基本参数表,基本结构,优点为:六方结构较四方结构扭矩传递均匀，预防扭伤钻具；缩小了外径，使之与现有设备配套，在外径缩小内径不变的情况下，强度不减，整体抗弯曲能力强，具有刚度好、稳定性强的优点,套铣方钻杆,非标变扣接头：锥度1:8、8扣/寸改为4扣/寸,起下速度提高50%，抗扭力大。这套钻具的丝扣抗拉力4586KN，抗拉扭综合应力386MPa，900m套铣安全系数为1.8，整体强度比原钻具强度提高25%。另一个特点是内通径较大，切割、打捞、断口引入以及鱼头修整和补接等工序都可在套铣筒内进行,避免频繁起下钻具引起的井壁坍塌和丢鱼等工程事故,（2）管外封隔器及扶正器处理技术

12、,处理的原则是：外体套铣,整体打捞,型套铣头（300190mm）是一种集套铣岩层、水泥环和管外封隔器、扶正器为一体的多功能套铣钻头,设计的特点,切削示意图,刮削和剪切示意图,（3）严重错断井断口引入方法 错断井下断口的引入是取套施工的关键环节，以往主要采用预处理示踪法,根据铅模印痕情况，采用以下方式对变形、错断逐级整形复位至120mm整形器顺利通过断口,梨形胀管器,铣 锥,滚珠整形器,梨形铣锥,冲胀整形,磨铣整形,燃爆整形,套损点处理完后，下示踪丢手管串结构：丝堵（或导锥）+89mm钻铤8m+62mm油管短节+Y341-114封隔器+丢手接头。此套管柱封隔器深度应下在套损点以上3-5m，确保钻

13、铤位于套损井段丝堵（或导锥）+62mm油管短节+Y341-114封隔器+丢手接头+105mm钻铤9m+62mm油管短节。此套管柱封隔器深度应下在套损点以下4-5m，确保钻铤位于套损井段丝堵（或导锥）+62mm油管+105mm钻铤9m+62mm油管短节。此套管柱丢在至人工井底，确保钻铤位于套损井段,通径小于70mm的严重错断井打不开通道，无法示踪，就不能取套，为此，研制了型套铣头，进行扩口收鱼引入,型套铣头（290260mm）用于处理套损部位，实现下部套管引入。采用YD合金将套铣头铺成流线型扩口，变刮削为引入研磨，磨铣不规则鱼顶平稳、不蹩钻，避免了对下部断口的工程破坏，保证鱼头完整不丢失,套铣头

14、基本参数表,修鱼引入示意图,这种方法保证鱼头规则完整不丢失。可以较好的解决因套损严重,无法实施加固示踪的丢鱼问题,扩大了取套技术的适用范围,断口通径较小且有原井落物井况,套铣钻头套铣过下断口2-3m后，处理断口以上套管并将套管全部取出。这种取套打捞法，可将套管内的原井落物带出，剩余落物可在套铣筒内处理。当下断口含在套铣筒内时，需将原井落物处理干净，如处理不干净，应继续套铣到下断口以下10-20m，然后打捞套管并导出这部分套管，捞出套管内落物。如断口不规则，以下有弯曲，应磨铣处理、截弯取直，然后修整鱼头，下入示踪管柱示踪,此外，针对2或21/2放气管磨铣的需要，配套了300170mm 套铣头，具

15、有套铣和磨削双重功能,(4)新旧套管对接密封技术,套管补接是套铣打捞至预定位置后，下入新套管通过相应补接手段进行新老套管对接的过程,套管补接工艺,固井段以上套管补接,过油层套管补接,对扣补接,封隔器式套管补接,铅封注水泥补接器补接,封隔器式套管补接器1-上接头；2-铅封;3-保护套;4-密封圈;5-卡瓦;6-筒体;7-密封圈;8-铣控环;9-引鞋,封隔器式套管补接器：连接在新套管最下端的封隔器式补接器接近井下套管时，一边慢慢旋转，一边下放工具，井下套管通过引鞋进入卡瓦。卡瓦先被上推，后被胀开让套管通过。套管通过卡瓦后，继续上行推动密封圈，保护套使其顶着上接头，则密封圈双唇张开，完成抓捞，实现套

16、管补接,封隔器补接示意图,铅封注水泥套管补接器1-上接头；2-壳体；3-卡瓦座；4-引鞋；5-卡瓦；6-水泥通道；7-铅环,铅封注水泥套管补接器:是更换井下损坏套管时，连接新旧套管，保持内通径不变，并起密封作用的一种补接工具。该工具除利用铅环压缩变形的一次密封之外，还可以注水泥进行二次密封。主要用于过油层取套的新旧套管对接,小直径铅封注水泥补接器外径为184mm，在套铣筒内实现补接，预防了鱼头丢失,小直径铅封注水泥补接示意图,(5)套管切割打捞工具 适时割取被套铣套管，以免因套铣筒内套管过长造成弯曲后增大摩擦力，影响循环而堵塞套铣筒，使套铣筒被卡阻而扭断，或套铣筒内堵塞而无进尺。所以适时切割和打捞套管是非常重要的，切割套管一般常用机械式内割刀，套管打捞和倒扣一般常用可退式捞矛、三滑块捞矛、公锥、母锥,机械式内割刀,机械式内割刀：由摩擦扶正、锚定缓冲和切割三部分组成。割刀外径112mm，适用于51/2套管管柱内部切割,可与可退式打捞矛联接，一次性完成切割打捞 工作原理：下放到预定深度，旋转钻柱，使滑牙板与滑牙套相对转动，推动卡瓦上行沿锥面张开，与套管内壁接触，完成锚定动作。继续转动并下放