程斌（青海油田井下作業(yè)公司 青海 茫崖 816400）

一、可膨脹管套管補(bǔ)貼原理及關(guān)鍵技術(shù)

1.可膨脹管工作原理

膨脹管是一種由特殊材料制成 具有良好塑性的金屬鋼管，下入井內(nèi)后可通過(guò)機(jī)械或液壓的方法在直徑方向膨脹10%-30%左右，以滿(mǎn)足不同的工藝要求，同時(shí)，在冷作硬化效應(yīng)下，管材強(qiáng)度和剛性得到提高，針對(duì)不同井況，膨脹變形后的機(jī)械性能可達(dá)到 API J55套管鋼級(jí)的同等水平，甚至達(dá)到或超過(guò)API N80套管鋼級(jí)對(duì)膨脹管實(shí)施膨脹的工藝過(guò)程，實(shí)際上是改變了膨脹管的組織結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能，強(qiáng)度指標(biāo)得到了提高，而塑性指標(biāo)下降通過(guò)選擇或調(diào)整膨脹管管材、控制膨脹率等技術(shù)手段，可以在完成膨脹后獲得滿(mǎn)意的機(jī)械性能指標(biāo)，從而滿(mǎn)足石油工程的使用要求。

可膨脹管膨脹的工作過(guò)程簡(jiǎn)單描述如圖 1所示，首先對(duì)套損井段進(jìn)行整形或磨銑處理，通過(guò)油管將膨脹管管柱下至需補(bǔ)貼加固的井段，在地面用高壓泵向油管內(nèi)打壓，當(dāng)達(dá)到一定壓力后，膨脹錐推動(dòng)油管上行，當(dāng)膨脹錐上行至膨脹管上端時(shí)，油套連通，泵壓下降，膨脹管完成整體膨脹，緊貼于套管，達(dá)到錨定與密封，然后起出油管，鉆通膨脹管柱下絲堵，完成修復(fù)。

2.可膨脹管管柱結(jié)構(gòu)及膨脹錐

可膨脹管管柱主要由下封頭、膨脹器、連接桿、膨脹管、密封環(huán)、油管、打壓接頭等部分組成（見(jiàn)圖 2），其中膨脹器是由膨脹管尾和膨脹錐組成膨脹工具最主要的是膨脹錐，目前膨脹錐主要分為固定式和變徑式兩種，膨脹錐在作業(yè)時(shí)將受到很大的界面壓力，因此在設(shè)計(jì)制造膨脹錐的時(shí)候需要考慮機(jī)構(gòu)形式、材質(zhì)和潤(rùn)滑等問(wèn)題，要求制造的膨脹錐具有足夠的強(qiáng)度 耐沖擊性 耐磨損 耐腐蝕等。

二、可膨脹管技術(shù)的應(yīng)用

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)多家大油田先后引進(jìn)或研發(fā)了可膨脹管技術(shù)，可膨脹管也已經(jīng)應(yīng)用于補(bǔ)貼、完井等各種井型，大深度井、水平井都已經(jīng)成功進(jìn)行了實(shí)踐。2011年9月青海鉆井公司在青海油田第一次運(yùn)用并成功完成了切12-10-11井完井中套管脫落的補(bǔ)貼工作。

1.切12-10-11井的基本技術(shù)參數(shù)

井名：切12-10-11井

地理位置：青海省海西州茫崖行署委花土溝鎮(zhèn)切克里克地區(qū)

構(gòu)造位置：青海省柴達(dá)木盆地西部凹陷區(qū)昆北斷階帶切十二號(hào)構(gòu)造

井位坐標(biāo)：X：4194866.30 Y:16316598.80

井型：直井

人工井底：1995.00m

油補(bǔ)距：5.40m

表層套管管串：244.50mm×J55×8.93mm×202.30m

﹥油層套管管串：139.7mm×N80L/BG110TT×9.17/10.54mm×2010.00m

﹥短套位置：1868.31-1872.00m（長(zhǎng)3.69m）

﹥故障原因：固井施工替漿過(guò)程中，套管滑扣脫落

2.切12-10-11井套管斷脫點(diǎn)

該井根據(jù)完井后聲幅固井質(zhì)量檢測(cè)，在井深993.50-997.50m處套管脫落。

3.切12-10-11井套管補(bǔ)貼方案

經(jīng)過(guò)對(duì)切12-10-11井井況進(jìn)行分析，采用可膨脹管對(duì)該井993.50-997.50m套管斷脫段段進(jìn)行補(bǔ)貼加固，完成鉆完井工程。

本次封堵加固采用的YJZG11型可膨脹管，管柱（見(jiàn)表1圖3）總長(zhǎng)度達(dá)到10.00m，共計(jì) 1根膨脹管，管柱壁厚6mm，最大外徑117mm，漲后通徑107mm，補(bǔ)貼段上點(diǎn)在990.80m處，補(bǔ)貼段下點(diǎn)在1000.00 m處，此處原套管壁厚為9.17mm。

表1膨脹管柱技術(shù)參數(shù)

圖3 可膨脹管柱結(jié)構(gòu)圖

4.施工工序

①打通道：Φ114mm×1.50m復(fù)合銑錐+Φ121mm鉆鋌6根+Φ116mm撈杯+Φ73mm反扣鉆桿磨銑；②通井：下Φ118mm×8.00m模擬通徑規(guī)+Φ73mm外加厚油管（新油管）；

③刮削：下入定徑刮削器對(duì)預(yù)補(bǔ)貼井段993.50-997.50m及上下5.00m井段進(jìn)行刮削，刮削后進(jìn)行充分洗井，保證通徑及井壁干凈，便于膨脹管順利下到補(bǔ)貼位置。

④試壓：下入深度1050.00m的油管并打壓40.00Mpa，穩(wěn)壓10min,壓降不大于0.50Mpa。

⑤校核數(shù)據(jù)：根據(jù)地質(zhì)數(shù)據(jù)，測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)對(duì)該井井斜、狗腿度、油層套管下乳深度、壁厚、補(bǔ)貼井段等數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)核對(duì)。

⑥下補(bǔ)貼管、校深：按順序下入整個(gè)入井管柱（Φ73mm外加厚油管），使膨脹管管柱下端準(zhǔn)確位于設(shè)計(jì)補(bǔ)貼井段，即1000.00m處，下入過(guò)程中，每下入200m將管柱內(nèi)灌滿(mǎn)清水。磁定位校對(duì)膨脹管的位置。

⑦補(bǔ)貼、試壓：做好膨脹打壓準(zhǔn)備，完成對(duì)膨脹管的座封。啟動(dòng)泵站，將泵站的輸出排量調(diào)定到30L/min,繼續(xù)打壓脹管，管柱上行（將上提力加到30-50KN,保持上提力，觀(guān)察記錄泵站壓力表讀數(shù)）。管柱上行8.50m時(shí)，上提力增加到50KN，管柱上行至9.20m時(shí),泵站壓力會(huì)突降，管柱有上竄現(xiàn)象，表明脹管結(jié)束。卸壓停泵，拆除打壓接頭與高壓管線(xiàn)，起出入井管柱。

⑧磨底堵：用Φ100磨鞋+Φ89mm鉆鋌4根+Φ73mm鉆桿進(jìn)行磨銑。

5.施工結(jié)果

脹管補(bǔ)貼結(jié)束后，試壓20兆帕30分鐘不漏，合格，驗(yàn)證該井套管補(bǔ)貼成功。

本井與2011年9月與甲方成功交接。

三、認(rèn)識(shí)和體會(huì)

可膨脹管套管補(bǔ)貼加固技術(shù)是一項(xiàng)適用性強(qiáng),能夠滿(mǎn)足各類(lèi)套管脫扣、斷落等套管事故的補(bǔ)貼加固要求,是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的補(bǔ)貼加固修井技術(shù),達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。整套工序穩(wěn)定成熟,施工工藝簡(jiǎn)單,操作安全可靠,比傳統(tǒng)全井段套管磨銑重下套管作業(yè)，有節(jié)省工期和施工成本等優(yōu)勢(shì)，在鉆井施工中對(duì)于套管事故的處理中具有廣闊的應(yīng)用前景。