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摘 要：近几年以来，江苏油田套损井数量不断增加，每年套损井增加的数量呈上升趋势，套损井治理成为油田开发的重要课题。目前在套损井治理过程中，对于破漏井段长，破损严重的井采取了多种修复手段，膨胀管补贴工艺技术是集团公司2005年新技术推广项目之一，该工艺在江苏油田应用解决了一部分复杂套损井的修复，并取得了较好的效果，本文介绍了膨胀管补贴施工实施过程、施工难点和认识。
关键词：膨胀管 补贴 工艺 应用 认识
一、前言
目前油田有各类套损井200多口井，套损形式主要有错断、缩径、变形、穿孔和破裂等，其中穿孔和破裂的套损井占套损井总井数的48%，目前修复此类套损井通常采用悬挂小套管和挤灰进行修复。悬挂小套管修复后井眼内径缩小，对后期的措施生产带来了一定的难度；挤灰修复套管的局限性大，一是不能对较长的破漏段进行封堵，二是封堵的效果不理想，挤灰施工的成功率不高。2005年，集团公司引进了一项套损井修复工艺技术——膨胀管补贴技术，该技术是国外发展的一项新工艺，是套损井修复的有效手段之一，目前已应用7口井。
二、膨胀管补贴工艺原理
膨胀管补贴原理是将SLX-80型钢材制造的膨胀管与在地面预先安装好的膨胀器一起，下到设计井深后（欲补贴井段），在地面向工作管柱内加液压，使膨胀器内的膨胀盘片爆破，膨胀锥脱离浮鞋，依靠液压力和钻杆的提升力实现膨胀管膨胀。膨胀管悬挂器分别坐封于欲破漏井段或射孔井段的上、下的完好套管上，同时起到密封的作用，从而封隔破漏井段或射孔井段。（如图）
三、施工工艺研究
1.施工工序及入井安装要求
1.1井筒准备，用专用工具清除补贴段的毛刺、铁锈、结垢等杂物，并循环清洗至地面。并用Ф120mm通井规通井，遇阻不超过12kN为合格，对用于补贴的管柱进行试压40MPa。
1.2找出破漏井段，采用工程测井和双级封隔器找出破漏井段准确位置。
1.3现场装配膨胀器，膨胀器安装在最下部一根膨胀管底部，其顺序依次为：膨胀锥、膨胀扶正器和安全接头。安装好膨胀器后管鞋用可钻铝合金底塞封堵好，并用铆钉对角固定。
1.4用专用接头下入所有的膨胀管
使用专用提升接头，依次下入膨胀管柱，实体膨胀管为特制的左旋扣，平接型，在下入井内时公头向上，接头上扣扭拒不得低于0.056KN.m，最大扭矩为1.22kN.m，并在每根膨胀管内充入干净的入井液。
1.5下入内部工作管柱
内部工作管柱，依次为安全对扣接头、刮泥器、短节、23/8″钻杆。对扣接头是与膨胀器上部对扣打捞的工具，刮泥器是防止钻台上的杂物被带入井内。当对扣接头下至膨胀管底部膨胀器安全接头外时，下转管柱10圈对扣，对扣后上提工作管柱，若工作管柱与膨胀管能够整体上提，说明对扣成功，卸掉工作小平台和套管卡瓦与安全卡瓦，续下入上部工作管柱（平式油管或27/8″外加厚油管），将膨胀管下至预定补贴井段。
1.6补贴施工
1.6.1接上由壬头，用高压软管连接水泥车和钻杆，地面管线试压40MPa。
1.6.2把膨胀锥上提到第一个密封圈要安装的深度，上提管柱负荷至工作管柱负荷，水泥车向工作管柱加压到膨胀器内膨胀盘片爆破的压力，该膨胀盘片爆破的额定压力为27.6MPa。盘片爆破后，增加排量到80L/min，当指重表指示整个管柱重量有所减少时，司钻提起整个管柱，保持大约管柱的50%悬重。
1.6.3继续膨胀直到膨胀锥通过第一个密封圈。释放压力进行上提测试到90kN左右，如果发现膨胀管被上提，马上停止上提测试，重新打压。
1.6.4膨胀完第一根立柱，直到钻杆的接头已高出钻井平台，位于合适的卸扣高度，停泵泄压。卸掉起出的钻杆，接上由壬及高压软管，重复上述步骤继续膨胀，至到膨胀完整个管柱。
1.6.5膨胀结束后，循环洗井作业，整个膨胀管可以根据操作方的需要进行压力测试，最高测试压力为15MPa。然后起出井内工具。
1.6.6磨铣浮鞋、用钻杆下入103mm平底磨鞋，将补贴管下端的浮鞋磨掉，再下入Ф103mm柱式铣刀修整膨胀管管鞋，同时大排量洗井，清除碎屑。起出井内工具，补贴完毕。
2.专用工具准备
根据胜利油田现场施工情况，结合江苏油田的实际，相关专家多次专门召开专项会议，研究解决相关问题，对专用工具的准备方面，严格按照设计要求，提前与相关厂家联系、落实，满足膨胀管补贴特点和施工要求。
3.施工技术准备
本次引进应用的是51/2″套管内膨胀补贴工艺，用于封堵套管穿孔、破漏、破裂及炮眼封堵等。
3.1工作管柱选择
由于钻杆为台阶密封，施工压力较高，稍有不慎易泄漏，而补贴时上提负荷较大，从管柱密封性能，管柱强度以及接头强度来考虑，通过分析对比，选用3″油管来代替钻杆，保证其密封效果，同时也能达到施工中的抗拉、抗压的要求。
3.2工具的配套
对XJ350大修机进行相关性能的测量，发现补心卡瓦座处的斜面过短，坐挂高度（h）过小，不能满足套管卡瓦安全坐挂的要求，针对这一情况，我们设计加工了可取式专用补心卡瓦座，将该装置坐于大修车方补心卡瓦座之上，這样可方便地坐套管卡瓦，解决了膨胀管在井口的悬挂问题。
3.3施工的地面控制
膨胀管施工中，上提拉力与水泥车的泵压的配合至关重要，地面泵压与上提拉力的控制需要同时进行，为了便于地面指挥操作，对700型压裂井口的高压四通进行改造，通过高压胶管把压力表连接至大修车拉力表一侧的位置，这样可以同时看到施工过程中的压力与拉力，给地面指挥者提供最直接的判断依据。同时，在四通一侧安装泄压阀，当施工压力大于安全压力时，泄压阀自动泄压，保证了施工安全。 四、施工过程中的难点与对策
1.验套施工
采用硼中子等测井方法，可大致找出套管破漏井段，而膨胀管补贴需要更准确的破漏位置，为准确确定破漏段的上下限，在补贴前需用封隔器再次确认。真166井找漏时，选用了井下作业处自行研制的WJK跨隔测试封隔器和PT封隔器组合，该封隔器组合胶筒耐磨性强，旁通阀可防止提活塞，能满足多次座封施工，下井后准确地找出了漏失井段，找漏一次成功。
2.补贴长度
膨胀过程使得膨胀管轴向上缩短（约4%），因此对于补贴井段较长的井，经过认真计算，精确地考虑膨胀管的使用长度，结合测井结果留出膨胀管安全余量长度，避免施工失败或有效期短。
3.井筒影响
对于井斜超过40°的井，由于井斜因素的影响，管柱在井筒上消耗的磨阻大，使膨胀施工的启动压力、施工压力和上提拉力参数都大大增加，给施工带来不安全因素，为此，对于大斜度井施工时，充分考虑因斜度大而造成的相关施工压力的增加，同时，在选井上，尽量避免选大斜度井。
4.工序优化
在施工准备中，通井、刮削、管柱验封是必需的施工工序，通过优化施工工序，采用投棒试压球座，把刮削管柱和试压管柱合二为一，既缩短了施工时间，同时又保证了施工环保的要求，降低施工费用。
5.钻磨浮鞋
由于膨胀后内通径为￠103mm，钻磨浮鞋时，必须使用23/8″钻杆，应用小钻杆钻磨时，对钻磨参数的控制要求高，对此，我们对磨鞋进行改进，把磨鞋底部外围改为钨鋼柱齿，同时在施工中加大钻压至20-30KN，提高转速至70-80转/分，钻塞时间只用40-50分钟就可以完成，提高了施工效率。
五、现场应用
1.典型井例
1.1油井实例
真166井因产液全水于2005年8月停产，2006年4月，用Enventure实体膨胀管补贴技术对真166井破漏井段1793.17-1820.14m进行了补贴，补贴井段，补贴后试压15MPa，稳压30分钟不降，补贴合格。恢复生产后日产液3.3m3，油2.1m3，含水36.36%。
1.2水井实例
永7井由于注水层段上部套管在1844.0-1873.0m破漏，无法正常注水，破漏段曾进行挤灰封堵，但效果不好，2006年7月采用Enventure实体膨胀管补贴技术对破漏段进行封堵，封堵井段1863.95-1875.86m，补贴后试压12 MPa，稳压30分钟不降，补贴合格。恢复注水后日注水30m3，注水压力19.5 MPa。
2.应用效果
2006年4-12月，江苏油田运用Enventure实体膨胀管补贴技术修复套损井6口7个漏失段，成功率100%。实践证明，该工艺技术在封堵套管穿孔、破漏、破裂及射孔段上，技术先进、可靠，操作简单，一次补贴长度大，成本低，成功率高，补贴效果明显。较好地利用了油井资源，提高油水井利用率。
六、认识与建议
1.几点认识
1.1膨胀管补贴与常规套管修复相比具有明显的优势
1.1.1膨胀管可满足长井段的补贴需求，连接简便，且膨胀后也不影响丝扣的密封性能；
1.1.2老井套管与膨胀管间无需填充其它介质，通过金属与金属弹性膨胀，接触面整合良好，两层套管间通过密封胶圈达到坐挂和密封的要求；
1.1.3膨胀管补贴套管，对漏失部位进行有效封堵的同时也加固了老井套管，提高了套管的抗外挤强度；
1.1.4膨胀管串两端的密封橡胶件具有耐压、耐高温、耐腐蚀等特性，可保证较长的有效期限。
1.2膨胀管技术先进、高效，补贴后井眼内径变化很小，膨胀管补贴后套管内通径变为103.02mm，如果要打开补贴后的下部油水层，可用￠89弹射孔，而悬挂小套管只能用￠73弹射孔，相比之下可提高射孔完善性，满足常规开采的需要，有利于后续生产措施的实施。
1.3膨胀管补贴施工前用封隔器验套、找漏措施是必不可少的，一是可以核实补贴井段上部的套管是否完好，二是可以进一步核实测井结果，准确确定破损段，使补贴施工更具有针对性，既可以防止漏补破损段，又可以节省昂贵的膨胀管管材。
应用井下自行研制的WJ跨隔测试封隔器和P-T封隔器找漏，其使用寿命长，可以满足多次坐封的要求，同时密封性能可靠，既保证前期的找漏，也满足后期的验套。
1.4对于膨胀管补贴的专用工具，进行保养后，大部分可重复使用，节约施工成本，在施工的6口井中，，如套管吊卡、套管卡瓦、安全卡瓦和各种磨鞋等专用工具均重复使用，同时，可去掉一些不必要的工具。如φ103mm梨形磨鞋，φ120mm柱式铣刀。
2.下步建议
2.1膨胀管补贴修复的油水井大多是年限较长、破损较严重的井，目前补贴施工井段的依据主要是封隔器找漏的结果，但对于腐蚀、穿孔的套管，破漏段附近的井筒状况都不理想，建议补贴前采用生产测井与封隔器找漏相结合，综合评价井筒状况，使补贴长度及补贴位置更加合理。
2.2江苏油田地处水乡地带，油水井大多数为定向井，加之地下油水结构复杂，产生井筒结垢、变形缩径等，而膨胀管补贴工艺要求井筒通径达到2.0×120mm以上，很难达到这样的井筒要求，这样极大地限制了该工艺的应用空间和应用前景。膨胀管的本体外径是107.95 mm，悬挂器的胶圈外径是119mm，如能在保证胶圈达到坐挂和密封的要求的前提下，缩小胶圈外径，则可以拓展该工艺的应用空间。
七、结束语
膨胀管补贴是江苏油田实施的一项新工艺、新技术，该技术的引进进一步完善了江苏油田套损井修复工艺技术。我们江苏油田已经具备该技术的应用能力，但在应用过程中不断总结摸索，优化设计、改进工艺，更加合理地将该技术应用于套损井的治理。
作者简介：左小东（1970-）男，汉，江苏扬州人，助理工程师，主要从事油田井下作业工作。
关键词：膨胀管 补贴 工艺 应用 认识
一、前言
目前油田有各类套损井200多口井，套损形式主要有错断、缩径、变形、穿孔和破裂等，其中穿孔和破裂的套损井占套损井总井数的48%，目前修复此类套损井通常采用悬挂小套管和挤灰进行修复。悬挂小套管修复后井眼内径缩小，对后期的措施生产带来了一定的难度；挤灰修复套管的局限性大，一是不能对较长的破漏段进行封堵，二是封堵的效果不理想，挤灰施工的成功率不高。2005年，集团公司引进了一项套损井修复工艺技术——膨胀管补贴技术，该技术是国外发展的一项新工艺，是套损井修复的有效手段之一，目前已应用7口井。
二、膨胀管补贴工艺原理
膨胀管补贴原理是将SLX-80型钢材制造的膨胀管与在地面预先安装好的膨胀器一起，下到设计井深后（欲补贴井段），在地面向工作管柱内加液压，使膨胀器内的膨胀盘片爆破，膨胀锥脱离浮鞋，依靠液压力和钻杆的提升力实现膨胀管膨胀。膨胀管悬挂器分别坐封于欲破漏井段或射孔井段的上、下的完好套管上，同时起到密封的作用，从而封隔破漏井段或射孔井段。（如图）
三、施工工艺研究
1.施工工序及入井安装要求
1.1井筒准备，用专用工具清除补贴段的毛刺、铁锈、结垢等杂物，并循环清洗至地面。并用Ф120mm通井规通井，遇阻不超过12kN为合格，对用于补贴的管柱进行试压40MPa。
1.2找出破漏井段，采用工程测井和双级封隔器找出破漏井段准确位置。
1.3现场装配膨胀器，膨胀器安装在最下部一根膨胀管底部，其顺序依次为：膨胀锥、膨胀扶正器和安全接头。安装好膨胀器后管鞋用可钻铝合金底塞封堵好，并用铆钉对角固定。
1.4用专用接头下入所有的膨胀管
使用专用提升接头，依次下入膨胀管柱，实体膨胀管为特制的左旋扣，平接型，在下入井内时公头向上，接头上扣扭拒不得低于0.056KN.m，最大扭矩为1.22kN.m，并在每根膨胀管内充入干净的入井液。
1.5下入内部工作管柱
内部工作管柱，依次为安全对扣接头、刮泥器、短节、23/8″钻杆。对扣接头是与膨胀器上部对扣打捞的工具，刮泥器是防止钻台上的杂物被带入井内。当对扣接头下至膨胀管底部膨胀器安全接头外时，下转管柱10圈对扣，对扣后上提工作管柱，若工作管柱与膨胀管能够整体上提，说明对扣成功，卸掉工作小平台和套管卡瓦与安全卡瓦，续下入上部工作管柱（平式油管或27/8″外加厚油管），将膨胀管下至预定补贴井段。
1.6补贴施工
1.6.1接上由壬头，用高压软管连接水泥车和钻杆，地面管线试压40MPa。
1.6.2把膨胀锥上提到第一个密封圈要安装的深度，上提管柱负荷至工作管柱负荷，水泥车向工作管柱加压到膨胀器内膨胀盘片爆破的压力，该膨胀盘片爆破的额定压力为27.6MPa。盘片爆破后，增加排量到80L/min，当指重表指示整个管柱重量有所减少时，司钻提起整个管柱，保持大约管柱的50%悬重。
1.6.3继续膨胀直到膨胀锥通过第一个密封圈。释放压力进行上提测试到90kN左右，如果发现膨胀管被上提，马上停止上提测试，重新打压。
1.6.4膨胀完第一根立柱，直到钻杆的接头已高出钻井平台，位于合适的卸扣高度，停泵泄压。卸掉起出的钻杆，接上由壬及高压软管，重复上述步骤继续膨胀，至到膨胀完整个管柱。
1.6.5膨胀结束后，循环洗井作业，整个膨胀管可以根据操作方的需要进行压力测试，最高测试压力为15MPa。然后起出井内工具。
1.6.6磨铣浮鞋、用钻杆下入103mm平底磨鞋，将补贴管下端的浮鞋磨掉，再下入Ф103mm柱式铣刀修整膨胀管管鞋，同时大排量洗井，清除碎屑。起出井内工具，补贴完毕。
2.专用工具准备
根据胜利油田现场施工情况，结合江苏油田的实际，相关专家多次专门召开专项会议，研究解决相关问题，对专用工具的准备方面，严格按照设计要求，提前与相关厂家联系、落实，满足膨胀管补贴特点和施工要求。
3.施工技术准备
本次引进应用的是51/2″套管内膨胀补贴工艺，用于封堵套管穿孔、破漏、破裂及炮眼封堵等。
3.1工作管柱选择
由于钻杆为台阶密封，施工压力较高，稍有不慎易泄漏，而补贴时上提负荷较大，从管柱密封性能，管柱强度以及接头强度来考虑，通过分析对比，选用3″油管来代替钻杆，保证其密封效果，同时也能达到施工中的抗拉、抗压的要求。
3.2工具的配套
对XJ350大修机进行相关性能的测量，发现补心卡瓦座处的斜面过短，坐挂高度（h）过小，不能满足套管卡瓦安全坐挂的要求，针对这一情况，我们设计加工了可取式专用补心卡瓦座，将该装置坐于大修车方补心卡瓦座之上，這样可方便地坐套管卡瓦，解决了膨胀管在井口的悬挂问题。
3.3施工的地面控制
膨胀管施工中，上提拉力与水泥车的泵压的配合至关重要，地面泵压与上提拉力的控制需要同时进行，为了便于地面指挥操作，对700型压裂井口的高压四通进行改造，通过高压胶管把压力表连接至大修车拉力表一侧的位置，这样可以同时看到施工过程中的压力与拉力，给地面指挥者提供最直接的判断依据。同时，在四通一侧安装泄压阀，当施工压力大于安全压力时，泄压阀自动泄压，保证了施工安全。 四、施工过程中的难点与对策
1.验套施工
采用硼中子等测井方法，可大致找出套管破漏井段，而膨胀管补贴需要更准确的破漏位置，为准确确定破漏段的上下限，在补贴前需用封隔器再次确认。真166井找漏时，选用了井下作业处自行研制的WJK跨隔测试封隔器和PT封隔器组合，该封隔器组合胶筒耐磨性强，旁通阀可防止提活塞，能满足多次座封施工，下井后准确地找出了漏失井段，找漏一次成功。
2.补贴长度
膨胀过程使得膨胀管轴向上缩短（约4%），因此对于补贴井段较长的井，经过认真计算，精确地考虑膨胀管的使用长度，结合测井结果留出膨胀管安全余量长度，避免施工失败或有效期短。
3.井筒影响
对于井斜超过40°的井，由于井斜因素的影响，管柱在井筒上消耗的磨阻大，使膨胀施工的启动压力、施工压力和上提拉力参数都大大增加，给施工带来不安全因素，为此，对于大斜度井施工时，充分考虑因斜度大而造成的相关施工压力的增加，同时，在选井上，尽量避免选大斜度井。
4.工序优化
在施工准备中，通井、刮削、管柱验封是必需的施工工序，通过优化施工工序，采用投棒试压球座，把刮削管柱和试压管柱合二为一，既缩短了施工时间，同时又保证了施工环保的要求，降低施工费用。
5.钻磨浮鞋
由于膨胀后内通径为￠103mm，钻磨浮鞋时，必须使用23/8″钻杆，应用小钻杆钻磨时，对钻磨参数的控制要求高，对此，我们对磨鞋进行改进，把磨鞋底部外围改为钨鋼柱齿，同时在施工中加大钻压至20-30KN，提高转速至70-80转/分，钻塞时间只用40-50分钟就可以完成，提高了施工效率。
五、现场应用
1.典型井例
1.1油井实例
真166井因产液全水于2005年8月停产，2006年4月，用Enventure实体膨胀管补贴技术对真166井破漏井段1793.17-1820.14m进行了补贴，补贴井段，补贴后试压15MPa，稳压30分钟不降，补贴合格。恢复生产后日产液3.3m3，油2.1m3，含水36.36%。
1.2水井实例
永7井由于注水层段上部套管在1844.0-1873.0m破漏，无法正常注水，破漏段曾进行挤灰封堵，但效果不好，2006年7月采用Enventure实体膨胀管补贴技术对破漏段进行封堵，封堵井段1863.95-1875.86m，补贴后试压12 MPa，稳压30分钟不降，补贴合格。恢复注水后日注水30m3，注水压力19.5 MPa。
2.应用效果
2006年4-12月，江苏油田运用Enventure实体膨胀管补贴技术修复套损井6口7个漏失段，成功率100%。实践证明，该工艺技术在封堵套管穿孔、破漏、破裂及射孔段上，技术先进、可靠，操作简单，一次补贴长度大，成本低，成功率高，补贴效果明显。较好地利用了油井资源，提高油水井利用率。
六、认识与建议
1.几点认识
1.1膨胀管补贴与常规套管修复相比具有明显的优势
1.1.1膨胀管可满足长井段的补贴需求，连接简便，且膨胀后也不影响丝扣的密封性能；
1.1.2老井套管与膨胀管间无需填充其它介质，通过金属与金属弹性膨胀，接触面整合良好，两层套管间通过密封胶圈达到坐挂和密封的要求；
1.1.3膨胀管补贴套管，对漏失部位进行有效封堵的同时也加固了老井套管，提高了套管的抗外挤强度；
1.1.4膨胀管串两端的密封橡胶件具有耐压、耐高温、耐腐蚀等特性，可保证较长的有效期限。
1.2膨胀管技术先进、高效，补贴后井眼内径变化很小，膨胀管补贴后套管内通径变为103.02mm，如果要打开补贴后的下部油水层，可用￠89弹射孔，而悬挂小套管只能用￠73弹射孔，相比之下可提高射孔完善性，满足常规开采的需要，有利于后续生产措施的实施。
1.3膨胀管补贴施工前用封隔器验套、找漏措施是必不可少的，一是可以核实补贴井段上部的套管是否完好，二是可以进一步核实测井结果，准确确定破损段，使补贴施工更具有针对性，既可以防止漏补破损段，又可以节省昂贵的膨胀管管材。
应用井下自行研制的WJ跨隔测试封隔器和P-T封隔器找漏，其使用寿命长，可以满足多次坐封的要求，同时密封性能可靠，既保证前期的找漏，也满足后期的验套。
1.4对于膨胀管补贴的专用工具，进行保养后，大部分可重复使用，节约施工成本，在施工的6口井中，，如套管吊卡、套管卡瓦、安全卡瓦和各种磨鞋等专用工具均重复使用，同时，可去掉一些不必要的工具。如φ103mm梨形磨鞋，φ120mm柱式铣刀。
2.下步建议
2.1膨胀管补贴修复的油水井大多是年限较长、破损较严重的井，目前补贴施工井段的依据主要是封隔器找漏的结果，但对于腐蚀、穿孔的套管，破漏段附近的井筒状况都不理想，建议补贴前采用生产测井与封隔器找漏相结合，综合评价井筒状况，使补贴长度及补贴位置更加合理。
2.2江苏油田地处水乡地带，油水井大多数为定向井，加之地下油水结构复杂，产生井筒结垢、变形缩径等，而膨胀管补贴工艺要求井筒通径达到2.0×120mm以上，很难达到这样的井筒要求，这样极大地限制了该工艺的应用空间和应用前景。膨胀管的本体外径是107.95 mm，悬挂器的胶圈外径是119mm，如能在保证胶圈达到坐挂和密封的要求的前提下，缩小胶圈外径，则可以拓展该工艺的应用空间。
七、结束语
膨胀管补贴是江苏油田实施的一项新工艺、新技术，该技术的引进进一步完善了江苏油田套损井修复工艺技术。我们江苏油田已经具备该技术的应用能力，但在应用过程中不断总结摸索，优化设计、改进工艺，更加合理地将该技术应用于套损井的治理。
作者简介：左小东（1970-）男，汉，江苏扬州人，助理工程师，主要从事油田井下作业工作。