取换套工艺技术

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【摘要】取换套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修井工艺技术。该工艺技术修复完全彻底，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。

【关键词】工具配套；换套工艺；创新；技术指标

1、推广应用及完善改进的主要工艺技术

1.1裸眼取换套技术

利用套铣头、套铣筒、钻杆等配套工具，在钻压、转速、排量三参数合理匹配的情况下，以优质取套工作液造壁防坍塌、防喷、防卡、防断脱、防丢鱼头以及组合切割、适时取套、示踪保鱼（下断口）、修鱼（下断口）找正等措施技术，完成对套管外水泥帽、水泥环、岩壁及管外封隔器等的分级套铣、钻扩、磨铣，取出被套铣套管，下入新套管串补接或对扣，最后固井完井。

1.1.1工具配套

目前应用的取换套套铣钻具结构为3"方钻杆+27/8"×φ200φmm变扣接头+φ194mm套铣筒+φ200φmm套洗头。

取套钻具结构为3"方钻杆+27/8"钻杆+φ160mm变扣接头+51/2"套管捞矛

方钻杆：方钻杆对角宽100mm，内径45mm，长度12m。

套铣筒：套铣筒外径193.67mm，内径177mm，平均重量39.28公斤/米。最小抗拉强度222吨。

套铣头：I型套铣头：该套铣头是一种集套铣岩层、水泥环、套管封隔器、套管扶正器为一体的多功能套洗头。其结构：8个齿槽嵌焊8个铣齿，切削角采用负角，齿底为圆弧流线形，齿外缘采用PDC保径，内缘用CBN保径。其特点：既保持了PDC钻头的纠斜功能，又具有CBN高效切铣功能。在正常套铣时，井壁规则，井底干净，避免岩屑的重复破碎，缓解了钻井液钙侵和黏土侵，利于提高钻速；在磨铣套管封隔器及扶正器时，具有防憋钻打齿、稳定性高的特点，而且削铣后残体规则，可以从套铣筒内顺利捞出。Ⅱ型套铣头：该套铣头用于处理套损部位，实现下部套管引入，是专为严重套损井套铣引入和防丢鱼设计的配套工具。其结构为：底部是无齿流线型，外体有两道循环沟槽；内腔为喇叭口状，外部有两道循环槽与底槽相连；套铣头工作面铺焊YD合金。其特点：可自动引入套损点下部套管，可以磨铣不规则鱼顶，避免了下部套管的破坏，保证鱼头规则不丢失。

1.1.2套铣工作液性能

套铣工作液是保证套铣顺利进行的关键，在地层疏松井段应有很好的造壁功能，防止井壁坍塌。具有良好的携带岩屑能力。因此工作液的密度、失水、粘度及初终切力等常规指标都是非常重要的（见附表）。

1.2配套技术措施

1.2.1倒扣取套工艺

套铣到一定深度后，下27/8"钻杆带套管捞矛捞住套管，上提一定负荷，矛牙紧紧咬住套管内壁，然后启动转盘，用较低转速倒扣，转盘转速控制在20-40r/min。倒扣旋转圈数控制在套管丝扣圈数的1.5-2倍，以免倒散套管。倒扣时，若扭矩较大要考虑转杆最大安全旋转圈数，调整上提负荷，防止扭断钻杆，造成事故复杂化。

1.2.2爆炸（化学）切割工艺

爆炸（化学）切割将炸药用电缆下入套管内，经过磁定位校深，在预计深度对套管进行切割，起出电缆，下钻杆带捞矛捞住套管，捞出割断的套管。

1.2.3机械切割工艺

利用机械式内割刀与套管捞矛组成的标准组合管柱，对套管进行切割并同时捞出。组合管柱结构为：方钻杆+27/8"钻杆+套管捞矛+机械式内割刀。

1.2.4示踪保鱼措施采取管柱示踪工艺

管柱示踪工艺是将油管或钻杆下到预计更换套管深度以下30-50米处，将油管或钻杆放到提前打的水泥塞面上或是管柱尾部带轨道封隔器经过座封将管柱释放到该处，可以将套铣筒准确顺利地引入，保证不丢失鱼顶。

1.3施工技术参数

1.3.1钻压

只有钻压大于岩石的破碎压力，才能达到切削效果；如果低于破碎压力，就变成了表面研磨，钻速非常低。考虑到取套套铣头水眼大，无力破碎作用以及泵压的反作用，确定钻压为40～100KN。

1.3.2排量

施工中根据钻井液相对密度和流性指数的变化，选择排量范围1.2～1.8m3/min。

1.3.3转速

通过套铣钻柱失效力学分析得出，在500m以内软地层，转速80～100r/min为宜；500～650m时，转速60～80r/min为宜；650～900m水泥环和中硬地层时，转速40～60r/min为宜。

2、技术套管内取换套工艺

在技术套管内取换油层套管，施工风险较裸眼取换套风险小，工艺简单的特点，施工中，不易丢失鱼顶，套铣工作主要是清除油层套管与技术套管环空内的泥浆沉淀，取出被套套管后，下入新套管串补接或对扣，最后固井完井。

（1）工具配套与裸眼工具配套基本相同。套铣工作液性能要求比较低，不需要造壁防坍塌功能。（2）配套技术措施与裸眼配套技术措施区别在于不需要示踪保鱼措施。（3）创新技术

2.3.1防钻杆断脱技术

以前取套钻具结构为3"方钻杆+27/8"钻杆+51/2"套管捞矛，这种管柱结构捞住套管后，在倒扣或起下钻过程中会发生钻杆断脱，捞矛就会与断脱点以下钻具掉入套管内，造成事故复杂化。为防止此类事故的发生，采取了新的取套钻具结构为3"方钻杆+27/8"钻杆+φ160mm变扣接头+51/2"套管捞矛，在管柱结构上，增加了一个大直径接头，起到阻止钻具落入井底作用。

2.3.2定位法取换套管工艺

先测量套管的卡点深度，然后下钻杆+套管可退式捞矛至倒扣点以上第一根套管或卡点深度50米以上位置，捞住套管，计算出捞矛以上套管重量，上提中和点倒扣，成功后，退出捞矛，起出钻杆及捞矛，再起出套管，然后进行下一步取换套施工。该工艺可以避免套管上部倒扣把套管倒散或一次倒不到位的缺点，可以大大缩短施工周期。

3、完成的技术指标

（1）裸眼取换套工艺取换套最大深度为300米。技术套管内取换套最大深度为2000米。（2）对口试压可以保证15MPa，30min压力稳定在14MPa。（3）施工成功率98%以上。