油气井套管的损坏和修复

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油气井套管的损坏和修复

油套管是维持油井运行的生命线。由于不同的地质条件,井下应力状态复杂,且受拉、压、弯、扭等应力的共同作用,对套管本身的质量提出了更高的要求。一旦套管本身因某种原因损坏,整口井可能会减少甚至报废。

油气井是石油公司的固定资产,油层套管是油气井最基本的组成部分。一旦油层套管损坏无法修复,则意味着油气井报废和固定资产损失。油层套管常年承受油层高压和气体、液体等介质的侵蚀,也反复受到各种修井作业和增产措施等外力的作用。造成损坏的主要原因如下:

(1)壳体本身质量差,强度低;

(2)固井质量差,密封不牢固;

(3)腐蚀水、化学制剂和微生物的影响;

(4)套管周围地质构造运动及岩性;

(5)高压注水造成套管损坏;

(6)油、气、水井出砂的影响;

(7)修井作业不当造成套管损坏。

套管损坏一般有三种类型,即套管缩径、套管破裂和套管破损。

由于套管损坏位置、损坏程度和损坏情况不同,有些无法修复,有些可以修复。

套管缩径的修补方法,在修补时采用逐渐扩径的滚轮成形器,通过对钻杆加压使内径逐渐扩径。这种方法比较简单,容易见效。

修复破损的套管、裂缝或孔洞有几种方法:

(1)挤水泥浆。当油层压力不高,破裂渗漏不严重时,可通过挤水泥浆进行修补。过程方法为:首先使用比套管内径小8-10毫米的内径规,然后在裂口的适当位置放置悬浮封堵装置(工具名称称为桥塞),暂时封闭裂口以下的井筒,然后在桥塞上方注入一定量的水泥浆,使桥塞凝固成水泥浆。待水泥塞凝固后,将水泥塞钻入套管内,测试压力,检查水泥密封断裂的质量。质量合格后,钻挂塞(桥塞),冲砂至井底。采用这种方法修复的套管一般可以承受40- 80mpa的压力,但在高压施工过程中,应使用封隔器保护井身,防止该段承受高压。

(2) 更换外壳。当破裂位置在油井上部,可采用反扣法将破裂处上方的套管取出时,可采用反扣法将事故段上方的所有套管吊起,重新插入新套管,并紧固。这种方法的优点是保证套管内径的一致性,作业后井下工具能够顺利通过;缺点是,井下对接套管螺纹的紧密度不如井口上的紧密度。

(3) 补贴法。补充规则是在破损套管内壁粘贴薄壁管,以达到修复目的。其工艺原理是:用一根特殊的耐高压胶管和一根波纹管(薄壁管)套在井下套管损坏处,保持压力使胶管膨胀,同时使波纹管膨胀,使波纹管严密。将壳体损坏部分的内壁粘在一起,壳体和波纹管用粘合剂粘合在一起。粘合剂固化后,移动钻具,取出高压胶管。该补贴程序操作简单且安全。

套管破裂的油井可在三种情况下分别修复。第一个断裂,但没有错位;二是断裂,但错位不严重;第三个断裂,错位严重,甚至找不到下套管。

为了获得位移、断层深度、上、下裂缝间的相对距离以及套管破裂后裂缝是否变形等信息,可以采用打印、仪器检测等方法来澄清情况。

对于未对中破损的套管,可采用注浆法进行修补;对于套管破损但不对中不严重的,如果允许更换套管,则采用更换套管的方法进行修复;如果不具备更换套管的条件,可以在下面进行修理。修复方法是将破套管磨掉一段,中间用修复工具夹紧并拉出上下套管,保证油井正常生产。

对于压裂后严重错位且找不到下套管的井,可采用侧钻法。也就是说,裂缝处的井眼被胶结至死亡状态,从上部套管上降下一根小钻杆以重新钻孔,并插入一根比原始套管小的套管以胶结油井。

石油管道的力学特性和环境行为对石油工业采用先进技术、提高生产效率有重要影响;石油管道存在巨大的故障损失,其安全、可靠性和使用寿命对石油工业具有重要意义。

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