论文部分内容阅读
摘要：面对油田开发走向中后期，青海油田由于长期的地质构造运动与生产作业使得套损井出现频率逐年增加，然而针对套损井的治理难度较大，恢复套管后的使用效果与耐用性也是一大难题;常规的大修手段对于取换套作业施工难度较大，处理效果不佳;通过定点倒套技术进行取换套作业可利用液压钳传递动力在井内实现定位套管接箍进行倒扣，减少大修设备配套设施，节约施工时间与施工周期，目前施工浅层套管作业成功率达到100%;本次就跃6-7井施工进行分析，该井浅层套管出现错断，通过对比分析使用定点倒套技术对该井进行一次施工分析。
关键词：井下作业 定点倒套 倒扣位置 增扭
一、定点倒套工艺介绍
定点倒套技术主要是通过下入倒扣器到指定位置，由锚定系统作用在套管接箍处，通过多级增扭修井装置，将地面动力加大传递至套管接箍处，通过正转管柱将套管松扣起出，下入套管回接完成定点取换套工作;其优点在于可以将套管开扣点限制在设计深度范围内，既能一次完成取套作业，又能把取套深度控制在设计范围内，可大大提高取套一次成功率，降低施工风险。该技术主要适用于套管轻微变形、套管错断井段、套管破裂等套损井。
二、定点倒套施工流程及关键技术
2.1施工流程
套管内通道处理、套管试压找漏、释放非固井段套管应力、下入定点倒扣器、定位套管接箍位置、正旋转管柱锚定套管内壁、卸扣、起出定点倒扣器。
2.2关键技术装置
2.2.1行星齿轮机构
在小修作业中很难满足套管倒扣扭矩，本装置是通过上部旋转动力装置向下传递动力扭矩，在齿轮组合传递扭矩中扭矩的大小与齿轮的半径成正比，转速与齿轮数成反比，即齿轮越大钻速越小，扭矩越大;可通过不同的组合方式将扭矩调节至理想值以满足实际需求。
锚定机构分为上下两个部分：上锚定器相当于液压钳主钳作用，右旋管柱时打开上部锚定机构在通过齿轮增扭传递扭矩卸开套管，下锚定器相当于液压钳背钳固定套管，右旋转动管柱时锚定机构在旋转作用下将翼板展开，使合金块卡在套管内壁，将倒扣器坐定在套管上，上下机构在变向机构作用下旋转方向相反，顺利将套管松扣起出。
2.2.3剪切销钉定位机构
定点爪簧下放中凸起的阶面在与套管内部接箍接觸时处于自由状态的台阶面向上运动悬重下降，施工过程中下放管柱至设计井深10m左右，通过上下活动管柱，观察悬重表的波动定位套管接箍位置，上提管柱剪断销钉后定位爪簧方可恢复自由状态，工具可正常上提下放。
三、打捞和倒扣时上提负荷简单计算方法
打捞时上提负荷最大值 Tmax和倒扣时上提拉力T 现场简单计算方法如下：
式中： Tmax为打捞时上提最大负荷（ 拉力） ，kN;
T 为倒扣时上提拉力，kN;
Pd为打捞前倒扣管柱在修井液中的重量（ 现场可通过指重表显示获得） ，kN;
Pt为设计倒扣点以上套管在修井液中的重量，kN;
K 为确保卡瓦牙吃入套管内壁的附加拉力，kN，综合套管材质、井深、提升设备等因素，一般取值范围为120～240kN。
四、应用情况
5.1井况介绍
本次论文以跃6-7井作为施工案例分析。通过定点倒套技术修复，跃6-7井2021年8月6日进行试注，开注前期套压：22MPa，油压：22MPa;日注水量：42m3，试注水效果达到建设方生产要求，本次套管修复成功。
5.2施工原因
该井升高短节处漏失，2021年6月下Ф114mm整筒式通井规至井深22.80m遇阻;下井下视频仪器至井深22.80m，仪器显示油层套管断脱;结合施工现况与最新修复套管技术对比分析，故该井使用小修定点倒套技术进行修复。
5.3施工简况
起套管准备：挖原井坑，切割井口环形卡瓦。
起套管：使用滑车起出Ф139.7mm套管1根×10.04m，Ф139.7mm短套管1根×4.02m，检查油层套管自Ф139.7mm短套管公扣处断脱。
取套管准备：下Ф116mm橄榄式通井规通井至井深59.73m;下GX-T140套管刮削器至井深59.58m，验证套管内下入倒扣工具能顺利下放至预计井深。
验证技术套管通径：下Ф150mm平底磨鞋至井深18.26m遇阻，验证技术套管内起出油层套管无遇阻现象，同时下入该工具遇阻时可达到扩径的效果。
定点倒套管：下Ф116mm套管定位倒扣器至井深32.04m，正转管柱5圈，下放管柱悬重降至20kN，套管倒扣器锚定机构锚定，继续正转管柱120圈，通过液压钳扭矩表扭矩值分析判断油层套管松扣（扭矩值突然降低表示套管松扣）;反转管柱5圈，上提管柱悬重增加至30kN，套管倒扣器锚定机构解封。
取套：下DLM-T140倒扣捞矛+Ф73mm反扣钻杆串至井深18.26m打捞，上提管柱悬重由原悬重30kN增加至40kN，反转钻具进行倒扣，悬重降至35kN，捞获Φ139.7mm套管1根×10.40m，检查套管丝扣完好，套管回接丝扣后可保证回接质量达到正常生产要求，加工套管回接引鞋、环形卡瓦、升高短节。
套管回接：下Φ139.7mm套管回接引鞋+Φ139.7mm套管2根+Φ139.7mm短套管1根至井深28.66m，加压10kN缓慢正转套管进行对扣，上提钻具悬重增至100kN，继续正转套管进行紧扣，上提钻具悬重增加至600kN，将Φ139.7mm短套管接箍提出技术套管，坐环形卡瓦，焊接环形卡瓦，安装井口后对回接套管试压25MPa，试压合格。
五、结论与认识
通过定点取换套技术运用，结合常规大修施工对比分析，取得以下认识：
常规大修手段只能通过管柱组合计算下放位置，无法准确定位;且倒扣时常选择中和点进行倒扣，存在倒扣位置不确定，平均每次倒扣需2-3次才能倒出，误差较大，施工周期较长;定点倒套技术可通过悬重变化准确定位到套管接箍位置，1次倒扣即可完成，精度较高，施工周期短。
常规大修取换套需要大修转盘做为动力源传递，定点倒套技术存在增扭机构，仅需使用液压钳做为动力源即可倒开套管，免去较多的大修设备安装配套工作，可有效提高施工效率。
因定点倒扣法取套是将倒扣点锁定在套管破损段以下，有效避免了取套过程中造成套损加剧、井下复杂化现象的发生，所以施工安全性好。
常规大修取换套使用大修机组进行施工，施工费用较高，而定点倒套技术利用小修机组施工，对比分析每年使用定点倒套可节约一倍施工周期，节约施工费用900万元以上。
目前该技术在青海油田使用任处于试验阶段，因不同地区的地质构造、套管组合等因素不同，具体施工参数及要求均有待试验总结。
参考文献：
[1].陈民，朱大力，张广明.深部取套技术的应用与发展[J].大庆石油地质与开发，2001（03）：58-59+63-78.
[2].张成江.定点倒扣法取套技术研究与应用[J].复杂油气藏，2010，3（04）：78-81.
[3].丁红甫.取换套工艺技术[J].科技与企业，2013（22）：241.
关键词：井下作业 定点倒套 倒扣位置 增扭
一、定点倒套工艺介绍
定点倒套技术主要是通过下入倒扣器到指定位置，由锚定系统作用在套管接箍处，通过多级增扭修井装置，将地面动力加大传递至套管接箍处，通过正转管柱将套管松扣起出，下入套管回接完成定点取换套工作;其优点在于可以将套管开扣点限制在设计深度范围内，既能一次完成取套作业，又能把取套深度控制在设计范围内，可大大提高取套一次成功率，降低施工风险。该技术主要适用于套管轻微变形、套管错断井段、套管破裂等套损井。
二、定点倒套施工流程及关键技术
2.1施工流程
套管内通道处理、套管试压找漏、释放非固井段套管应力、下入定点倒扣器、定位套管接箍位置、正旋转管柱锚定套管内壁、卸扣、起出定点倒扣器。
2.2关键技术装置
2.2.1行星齿轮机构
在小修作业中很难满足套管倒扣扭矩，本装置是通过上部旋转动力装置向下传递动力扭矩，在齿轮组合传递扭矩中扭矩的大小与齿轮的半径成正比，转速与齿轮数成反比，即齿轮越大钻速越小，扭矩越大;可通过不同的组合方式将扭矩调节至理想值以满足实际需求。
锚定机构分为上下两个部分：上锚定器相当于液压钳主钳作用，右旋管柱时打开上部锚定机构在通过齿轮增扭传递扭矩卸开套管，下锚定器相当于液压钳背钳固定套管，右旋转动管柱时锚定机构在旋转作用下将翼板展开，使合金块卡在套管内壁，将倒扣器坐定在套管上，上下机构在变向机构作用下旋转方向相反，顺利将套管松扣起出。
2.2.3剪切销钉定位机构
定点爪簧下放中凸起的阶面在与套管内部接箍接觸时处于自由状态的台阶面向上运动悬重下降，施工过程中下放管柱至设计井深10m左右，通过上下活动管柱，观察悬重表的波动定位套管接箍位置，上提管柱剪断销钉后定位爪簧方可恢复自由状态，工具可正常上提下放。
三、打捞和倒扣时上提负荷简单计算方法
打捞时上提负荷最大值 Tmax和倒扣时上提拉力T 现场简单计算方法如下：
式中： Tmax为打捞时上提最大负荷（ 拉力） ，kN;
T 为倒扣时上提拉力，kN;
Pd为打捞前倒扣管柱在修井液中的重量（ 现场可通过指重表显示获得） ，kN;
Pt为设计倒扣点以上套管在修井液中的重量，kN;
K 为确保卡瓦牙吃入套管内壁的附加拉力，kN，综合套管材质、井深、提升设备等因素，一般取值范围为120～240kN。
四、应用情况
5.1井况介绍
本次论文以跃6-7井作为施工案例分析。通过定点倒套技术修复，跃6-7井2021年8月6日进行试注，开注前期套压：22MPa，油压：22MPa;日注水量：42m3，试注水效果达到建设方生产要求，本次套管修复成功。
5.2施工原因
该井升高短节处漏失，2021年6月下Ф114mm整筒式通井规至井深22.80m遇阻;下井下视频仪器至井深22.80m，仪器显示油层套管断脱;结合施工现况与最新修复套管技术对比分析，故该井使用小修定点倒套技术进行修复。
5.3施工简况
起套管准备：挖原井坑，切割井口环形卡瓦。
起套管：使用滑车起出Ф139.7mm套管1根×10.04m，Ф139.7mm短套管1根×4.02m，检查油层套管自Ф139.7mm短套管公扣处断脱。
取套管准备：下Ф116mm橄榄式通井规通井至井深59.73m;下GX-T140套管刮削器至井深59.58m，验证套管内下入倒扣工具能顺利下放至预计井深。
验证技术套管通径：下Ф150mm平底磨鞋至井深18.26m遇阻，验证技术套管内起出油层套管无遇阻现象，同时下入该工具遇阻时可达到扩径的效果。
定点倒套管：下Ф116mm套管定位倒扣器至井深32.04m，正转管柱5圈，下放管柱悬重降至20kN，套管倒扣器锚定机构锚定，继续正转管柱120圈，通过液压钳扭矩表扭矩值分析判断油层套管松扣（扭矩值突然降低表示套管松扣）;反转管柱5圈，上提管柱悬重增加至30kN，套管倒扣器锚定机构解封。
取套：下DLM-T140倒扣捞矛+Ф73mm反扣钻杆串至井深18.26m打捞，上提管柱悬重由原悬重30kN增加至40kN，反转钻具进行倒扣，悬重降至35kN，捞获Φ139.7mm套管1根×10.40m，检查套管丝扣完好，套管回接丝扣后可保证回接质量达到正常生产要求，加工套管回接引鞋、环形卡瓦、升高短节。
套管回接：下Φ139.7mm套管回接引鞋+Φ139.7mm套管2根+Φ139.7mm短套管1根至井深28.66m，加压10kN缓慢正转套管进行对扣，上提钻具悬重增至100kN，继续正转套管进行紧扣，上提钻具悬重增加至600kN，将Φ139.7mm短套管接箍提出技术套管，坐环形卡瓦，焊接环形卡瓦，安装井口后对回接套管试压25MPa，试压合格。
五、结论与认识
通过定点取换套技术运用，结合常规大修施工对比分析，取得以下认识：
常规大修手段只能通过管柱组合计算下放位置，无法准确定位;且倒扣时常选择中和点进行倒扣，存在倒扣位置不确定，平均每次倒扣需2-3次才能倒出，误差较大，施工周期较长;定点倒套技术可通过悬重变化准确定位到套管接箍位置，1次倒扣即可完成，精度较高，施工周期短。
常规大修取换套需要大修转盘做为动力源传递，定点倒套技术存在增扭机构，仅需使用液压钳做为动力源即可倒开套管，免去较多的大修设备安装配套工作，可有效提高施工效率。
因定点倒扣法取套是将倒扣点锁定在套管破损段以下，有效避免了取套过程中造成套损加剧、井下复杂化现象的发生，所以施工安全性好。
常规大修取换套使用大修机组进行施工，施工费用较高，而定点倒套技术利用小修机组施工，对比分析每年使用定点倒套可节约一倍施工周期，节约施工费用900万元以上。
目前该技术在青海油田使用任处于试验阶段，因不同地区的地质构造、套管组合等因素不同，具体施工参数及要求均有待试验总结。
参考文献：
[1].陈民，朱大力，张广明.深部取套技术的应用与发展[J].大庆石油地质与开发，2001（03）：58-59+63-78.
[2].张成江.定点倒扣法取套技术研究与应用[J].复杂油气藏，2010，3（04）：78-81.
[3].丁红甫.取换套工艺技术[J].科技与企业，2013（22）：241.