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摘要:总结了井下作业中取换套工艺技术、保守类修套技术、磨铣打通道工艺技术、高效套磨铣技术等修套技术,并提出了日常维护性小修技术。通过引进和研发相结合的方法,使我们的修套技术水平得到不断发展。
关键词:修套技术;取换套工艺技术;保守类修套技术;日常维护性技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
1大修修套技术
1.1取换套工艺技术
取换套管工艺技术是针对严重错断井、变形井、破裂外漏井而发展完善起来的一项套管修复工艺技术。它具有任何修井工艺技术无可比拟的优点;即修复完全彻底,完全可以恢复原井的一切技术指标和功能,完全能满足开发方案的要求。目前,裸眼取换套能力为800米,套铣管外径为85/8″,接头连接采用钻杆扣方式,具有强度高、扭矩大的特点,能够完成对51/2″套管的连续套铣,另外,套铣鞋也针对套管的变形、错断分为磨铣类套铣鞋和套铣类铣鞋,有效解决了磨铣套管变形、错断进尺慢的问题,基本满足了某油区内部市场需求,在A1井成功取换套480m。
1.2保守类修套技术
保守类修套是在套管变形不严重的情况下采取的一种修套方式,过去基本都是采用梨性胀管器进行修复,对钻具损害较大,并且,因胀管器较短,往往是胀管器通过后,长工具依然无法通过,经过多年的实践,旋转整形器和球面整形器,拓宽了保守类修套的方式,更好地满足了油区内部市场的需要。
(1)旋转震击整形器。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。
(2)球面整形器。工作原理:在一定钻压下,通过旋转钻柱带动球面整形器对套管变形部位进行挤压整形,一次整形范围:φ85mm~φ116 mm。该工具在A2井投入使用,并取得成功。该井整形段长度为3m,51/2″套管内径缩至φ113mm ,修复后,套管恢复至原通径,使该井恢复正常生产。
2磨铣打通道工艺技术
套管浅部漏且变形严重我们采用取换套工艺,如果套管深部变形破裂较严重的,则要采用打通道加固工艺。打通道工艺技术一般分为:打印、磨铣工艺技术。通过打印验证套管变形情况,然后用磨铣工具、短钻杆、扶正器等辅助工具进行磨铣,磨铣一定进尺后,再打印,视印痕情况转入下步:如果印痕有一定的通道孔,选择领眼铣锥、领眼铣鞋、铣柱进行扩孔阶段施工;如铅印证实套管破裂并且轴线上下不对中是弯曲的,则选择齿瓣式密封万向节工具,配合铣锥等辅助工具进行扩孔。
3磨铣打通道后的套管补贴、内衬技术及完井技術
打通道工艺成功后,对打通道段的损坏套管进行补贴或内衬修复,在51/2〃套管内补贴内通径可达到109mm,工作压力达25Mpa,最大加固长度达9m;如损坏的套管段较长,则采用内衬方式修复,在51/2〃套管内一般用4″尾管内衬,7″套管则内衬5″尾管,内衬长度不限,工作压力可以超过25MPa,但内径较小。该工艺在某油田应用取得了成功,对完善磨铣打通道工艺技术意义重大。针对套管补贴后油水井内通径变小,常规井下工具无法下井的矛盾,我们开发了与之配套的小直径井下工具,有适用5 1/2"套管补贴井的φ95小直径封隔器、φ95小直径配水器、φ100小直径封隔器、φ100小直径配水器和适用7"套管补贴井的φ140小直径封隔器、φ140小直径配水器等系列井下工具。
4高效套磨铣技术
套磨铣工艺在大修施工中是非常普遍的。所谓高效套磨铣技术就是通过综合性的研究,通过各种渠道综合性地提高套磨铣效率,如:打捞管类落鱼采用连续套铣管实现一次套铣多根落鱼的目的,提高套铣效率;通过引进成熟的新型硬质合金材料、改进套磨铣工具的外形、改变硬质合金颗粒的铺焊形式及颗粒与复合片的科学组合搭配等,努力提高套磨铣效率。例如:我们开发的薄壁套铣鞋外径117mm,内径可达到100mm,从而实现了套铣大直径落鱼的目的,在处理电泵机组中发挥了作用;我们开发的扒钻杆接箍套铣鞋有效解决了对钻杆类落鱼磨铣效率低,捞住又倒不开扣的问题。41/2″连续套铣管采用先进的双级偏梯扣连接,具有良好的抗拉抗扭性能,套铣工具可进行“长套铣”作业,直井中在51/2″套管内一次套铣长度可达150m,在某井中应用,效果明显。在某油田7″套管内一次套铣可达500m,采用连续套铣管和外割刀处理水泥固管,收到了事半功倍的效果。在常规大修中,通过磨铣快速处理不规则鱼顶、磨铣套管变形点等开发了专用磨铣类工具,其特点为根据不同落鱼或套变情况,现场采用正或反扣钻具,选择合理的磨铣工具外形及硬质合金的粒径,铺焊方式采用负前角和负后角布齿,从而达到提高磨铣效率的目的。在某油田大修井应用收到了很好的效果,例如:在某油田处理B井电泵机组卡,先用薄壁套铣鞋扒掉电泵外皮并捞出芯轴,再用高效领眼铣鞋磨铣掉电泵外壳,顺利完成了大修作业。经现场运用,高效三棱磨鞋和领眼磨鞋较过去的平底磨鞋磨铣效率快3-4倍。
5日常维护性小修技术
5.1玻璃内衬油管工艺技术
统计某油区内偏磨躺井,摸索解决油井偏磨问题。在充分论证的基础上引入了衬玻璃油管技术,主要用来解决某区内有杆泵偏磨问题,通过一个阶段的尝试,取得了较好的效果。玻璃内衬油管是金属钢管内衬玻璃而成的一种特殊管道,它既具有玻璃的耐酸、耐碱、耐磨、亲水憎油、表面光洁度高、抗腐蚀的特点,又具有钢管的高强度、抗扭转、抗弯曲的机械性能,是防蜡、防磨的首选产品。玻璃内衬油管具有防蜡性能:
(1)玻璃表面具有吸水性。玻璃对于极性的水分子具有吸附力,
这样就会在玻璃表面形成一层水膜,有效阻止蜡晶粘附于衬玻璃管表面,从而起到显著的防蜡作用。
(2)玻璃表面具有光滑性。玻璃与钢管表面粗糙度相差100倍,近壁流层速度高,蜡不易粘附,使产品具备优良防蜡性能。
(3)玻璃具有绝热性。衬玻璃管的绝热性比纯钢管好,对管壁附近的温度梯度有所改善,这是衬玻璃管具有好的防蜡效果又一因素。玻璃内衬油管具有防磨性能:玻璃的硬度为1000~1500HV,是钢材的十倍左右,玻璃衬层与钢材的对比磨耗试验显示,玻璃衬层的磨损率是钢材的十分之一左右,抗磨性能极好,玻璃衬层表面的光滑性使其摩擦力减小,因而不易磨损。玻璃内衬油管具有减阻、节能性能:由于玻璃内衬层的优良减阻性能,用于抽油井可使能耗下降8~30%,如果与防蜡抽油杆和衬玻璃地面管线配套使用,能耗可下降15~50%。
5.2抽砂泵的广泛高效使用
井下作业中,井内积砂主要靠冲砂来解决,但冲砂作业有一些难以克服的缺点,抽砂泵正是一种弥补冲砂工艺不足、清除井内积砂的工具。与冲砂相比抽砂不需用泵车,成本低;井漏时不会把砂子冲进地层或无法冲出;且抽砂液不会污染油层、对地层造成损害。抽砂泵工作原理:主要由底阀和泵两部分组成,抽砂作业时靠修井机吊着油管上下移动,即可把砂子抽入尾管中,提出管柱将砂子携带到地面。目前,抽砂泵主要应用于漏失严重的油井,通过近几年的使用,抽砂泵使用效果较好。
参考资料:
[1]王鸿勋,张琪等.采油工艺原理[M].石油工业出版社,1989.
关键词:修套技术;取换套工艺技术;保守类修套技术;日常维护性技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
1大修修套技术
1.1取换套工艺技术
取换套管工艺技术是针对严重错断井、变形井、破裂外漏井而发展完善起来的一项套管修复工艺技术。它具有任何修井工艺技术无可比拟的优点;即修复完全彻底,完全可以恢复原井的一切技术指标和功能,完全能满足开发方案的要求。目前,裸眼取换套能力为800米,套铣管外径为85/8″,接头连接采用钻杆扣方式,具有强度高、扭矩大的特点,能够完成对51/2″套管的连续套铣,另外,套铣鞋也针对套管的变形、错断分为磨铣类套铣鞋和套铣类铣鞋,有效解决了磨铣套管变形、错断进尺慢的问题,基本满足了某油区内部市场需求,在A1井成功取换套480m。
1.2保守类修套技术
保守类修套是在套管变形不严重的情况下采取的一种修套方式,过去基本都是采用梨性胀管器进行修复,对钻具损害较大,并且,因胀管器较短,往往是胀管器通过后,长工具依然无法通过,经过多年的实践,旋转整形器和球面整形器,拓宽了保守类修套的方式,更好地满足了油区内部市场的需要。
(1)旋转震击整形器。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。
(2)球面整形器。工作原理:在一定钻压下,通过旋转钻柱带动球面整形器对套管变形部位进行挤压整形,一次整形范围:φ85mm~φ116 mm。该工具在A2井投入使用,并取得成功。该井整形段长度为3m,51/2″套管内径缩至φ113mm ,修复后,套管恢复至原通径,使该井恢复正常生产。
2磨铣打通道工艺技术
套管浅部漏且变形严重我们采用取换套工艺,如果套管深部变形破裂较严重的,则要采用打通道加固工艺。打通道工艺技术一般分为:打印、磨铣工艺技术。通过打印验证套管变形情况,然后用磨铣工具、短钻杆、扶正器等辅助工具进行磨铣,磨铣一定进尺后,再打印,视印痕情况转入下步:如果印痕有一定的通道孔,选择领眼铣锥、领眼铣鞋、铣柱进行扩孔阶段施工;如铅印证实套管破裂并且轴线上下不对中是弯曲的,则选择齿瓣式密封万向节工具,配合铣锥等辅助工具进行扩孔。
3磨铣打通道后的套管补贴、内衬技术及完井技術
打通道工艺成功后,对打通道段的损坏套管进行补贴或内衬修复,在51/2〃套管内补贴内通径可达到109mm,工作压力达25Mpa,最大加固长度达9m;如损坏的套管段较长,则采用内衬方式修复,在51/2〃套管内一般用4″尾管内衬,7″套管则内衬5″尾管,内衬长度不限,工作压力可以超过25MPa,但内径较小。该工艺在某油田应用取得了成功,对完善磨铣打通道工艺技术意义重大。针对套管补贴后油水井内通径变小,常规井下工具无法下井的矛盾,我们开发了与之配套的小直径井下工具,有适用5 1/2"套管补贴井的φ95小直径封隔器、φ95小直径配水器、φ100小直径封隔器、φ100小直径配水器和适用7"套管补贴井的φ140小直径封隔器、φ140小直径配水器等系列井下工具。
4高效套磨铣技术
套磨铣工艺在大修施工中是非常普遍的。所谓高效套磨铣技术就是通过综合性的研究,通过各种渠道综合性地提高套磨铣效率,如:打捞管类落鱼采用连续套铣管实现一次套铣多根落鱼的目的,提高套铣效率;通过引进成熟的新型硬质合金材料、改进套磨铣工具的外形、改变硬质合金颗粒的铺焊形式及颗粒与复合片的科学组合搭配等,努力提高套磨铣效率。例如:我们开发的薄壁套铣鞋外径117mm,内径可达到100mm,从而实现了套铣大直径落鱼的目的,在处理电泵机组中发挥了作用;我们开发的扒钻杆接箍套铣鞋有效解决了对钻杆类落鱼磨铣效率低,捞住又倒不开扣的问题。41/2″连续套铣管采用先进的双级偏梯扣连接,具有良好的抗拉抗扭性能,套铣工具可进行“长套铣”作业,直井中在51/2″套管内一次套铣长度可达150m,在某井中应用,效果明显。在某油田7″套管内一次套铣可达500m,采用连续套铣管和外割刀处理水泥固管,收到了事半功倍的效果。在常规大修中,通过磨铣快速处理不规则鱼顶、磨铣套管变形点等开发了专用磨铣类工具,其特点为根据不同落鱼或套变情况,现场采用正或反扣钻具,选择合理的磨铣工具外形及硬质合金的粒径,铺焊方式采用负前角和负后角布齿,从而达到提高磨铣效率的目的。在某油田大修井应用收到了很好的效果,例如:在某油田处理B井电泵机组卡,先用薄壁套铣鞋扒掉电泵外皮并捞出芯轴,再用高效领眼铣鞋磨铣掉电泵外壳,顺利完成了大修作业。经现场运用,高效三棱磨鞋和领眼磨鞋较过去的平底磨鞋磨铣效率快3-4倍。
5日常维护性小修技术
5.1玻璃内衬油管工艺技术
统计某油区内偏磨躺井,摸索解决油井偏磨问题。在充分论证的基础上引入了衬玻璃油管技术,主要用来解决某区内有杆泵偏磨问题,通过一个阶段的尝试,取得了较好的效果。玻璃内衬油管是金属钢管内衬玻璃而成的一种特殊管道,它既具有玻璃的耐酸、耐碱、耐磨、亲水憎油、表面光洁度高、抗腐蚀的特点,又具有钢管的高强度、抗扭转、抗弯曲的机械性能,是防蜡、防磨的首选产品。玻璃内衬油管具有防蜡性能:
(1)玻璃表面具有吸水性。玻璃对于极性的水分子具有吸附力,
这样就会在玻璃表面形成一层水膜,有效阻止蜡晶粘附于衬玻璃管表面,从而起到显著的防蜡作用。
(2)玻璃表面具有光滑性。玻璃与钢管表面粗糙度相差100倍,近壁流层速度高,蜡不易粘附,使产品具备优良防蜡性能。
(3)玻璃具有绝热性。衬玻璃管的绝热性比纯钢管好,对管壁附近的温度梯度有所改善,这是衬玻璃管具有好的防蜡效果又一因素。玻璃内衬油管具有防磨性能:玻璃的硬度为1000~1500HV,是钢材的十倍左右,玻璃衬层与钢材的对比磨耗试验显示,玻璃衬层的磨损率是钢材的十分之一左右,抗磨性能极好,玻璃衬层表面的光滑性使其摩擦力减小,因而不易磨损。玻璃内衬油管具有减阻、节能性能:由于玻璃内衬层的优良减阻性能,用于抽油井可使能耗下降8~30%,如果与防蜡抽油杆和衬玻璃地面管线配套使用,能耗可下降15~50%。
5.2抽砂泵的广泛高效使用
井下作业中,井内积砂主要靠冲砂来解决,但冲砂作业有一些难以克服的缺点,抽砂泵正是一种弥补冲砂工艺不足、清除井内积砂的工具。与冲砂相比抽砂不需用泵车,成本低;井漏时不会把砂子冲进地层或无法冲出;且抽砂液不会污染油层、对地层造成损害。抽砂泵工作原理:主要由底阀和泵两部分组成,抽砂作业时靠修井机吊着油管上下移动,即可把砂子抽入尾管中,提出管柱将砂子携带到地面。目前,抽砂泵主要应用于漏失严重的油井,通过近几年的使用,抽砂泵使用效果较好。
参考资料:
[1]王鸿勋,张琪等.采油工艺原理[M].石油工业出版社,1989.