【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及油氣井變形套管修復，具體涉及一種變形套管的修復方法及修復裝置。
技術介紹
1、四川盆地已初步建成長寧—威遠國家級頁巖氣示范區。頁巖氣的開發主要采用水平井，井垂深根據具體地質條件不同通常為2500-4000米間，水平段在2000米左右。通常分20級左右壓裂，單段長度70米。在水平井多級體積壓裂過程中，發現油層套管套損嚴重。研究認為頁巖氣壓裂施工的大排量、高壓力、長時間、多段反復持續體積破碎壓裂作業是套損的誘因，由此導致作業過程中，非均布載荷對套管反復擠壓，在地層產生剪切滑動尤其是裂縫發育處表現更為突出，進而使套管薄弱點局部首先失穩發生塑性變形引發套損。30％以上的水平井在壓裂過程中出現套管變形問題，井下套管的變形或者損壞不但會影響氣井的壓裂作業和生產系統，使產量下降甚至無法正常生產，而且還會增大對管柱的異常磨損，增加生產成本，縮短使用壽命，造成重大生產經濟損失，井下套管的損害問題一直是困擾油氣田開發的嚴重問題之一。
2、目前，四川深層頁巖氣井套變多發，變形套管修復面臨以下難題：
3、1.套變原因多為壓裂施工誘發的地層滑移，地應力持續作用于套管上，若使用整型工具使套管復位，需要同時克服地應力與套管形變力，現有的套管整形工具均無法提供所需的擴張力。
4、2.機械磨銑修復技術不受地層應力影響，但是機械磨銑須動用修井機等大型裝備，施工周期長，成本高，且套管多為140鋼級，強度極高，磨銑進尺緩慢，作業效率極低。
5、目前，對井下變形套管進行整形修整有爆炸整形、機械整形、液壓整形三
6、爆炸整形是在套管錯斷口處或變形井段放置炸藥，炸藥爆炸后在套管內表面迅速形成一個爆炸沖擊波，利用炸藥爆炸產生的高壓沖擊波使套管在比較短的時間里迅速向外擴脹，達到修復變形套管，打開通道的目的。爆炸整形因受套管外界約束限制，炸藥量難以控制，且爆破力無方向性的沖擊不可避免會對套管產生不可預見的二次破壞。
7、機械整形有梨形擴脹技術、旋轉震擊技術等，通過管柱重量進行整形，存在噸位有限，整形力不足等問題，且機械整形需要使用修井機等大型裝備，施工周期長、成本高。
8、液壓整形是在液壓作用下，高壓液體推動整型工具徑向向外擴張，達到修復變形套管的目的。但是受限于井筒圍壓，且當地應力高時，存在滾珠卡死、卡鉆等問題。
9、對于深層頁巖氣井地應力高、圍壓高的工況，現有的變形套管修復方法均無法滿足要求。
10、鑒于此，提出本專利申請。
技術實現思路
1、為了解決以上問題，本專利技術提供了一種變形套管的修復方法，還構建了一種變形套管修復裝置，用于解決油、氣、水井開發過程中地應力高、圍壓高等工況下，變形套管修復困難的問題，具有效率高、成本低、可控性好的優點。
2、本專利技術的第一個目的在于提供一種變形套管的修復方法，包括：
3、對套管的套變點進行射孔作業，射穿套管以在套管與后方的水泥和巖石之間形成空腔，用于釋放套變點處的地層對套管的擠壓作用力；
4、套管整形與補貼作業。
5、本專利技術實施例中，采用“在套管變形點產生空腔來消除接觸面應力”的專利技術構思，利用噴砂射孔作業消除地層作用于套管外壁的地應力。這種方法效率高、成本低、可控性好，作業安全性高。
6、在一可選的實施例中，對所述套管的套變點進行射孔作業時，首先采用混合均勻的磨料懸浮液進行射孔作業，然后采用不含磨料的降阻液進行循環自吸式射孔作業；
7、所述混合均勻的磨料懸浮液為降阻液與磨料的混合。
8、本專利技術實施例中，射孔作業分為地面加砂射孔作業和自吸式射孔作業，首先進行地面加砂射孔作業，采用帶有磨料的降阻液進行射孔，然后采用自吸式射孔作業，使用不含磨料的降阻液射孔。此方法一方面極大降低了磨料使用量，降低對連續油管、地面設備及管路造成的磨損，作業的安全性高，作業成本低；另一方面磨料會降低液體流動性、增大延程壓力損失，自吸式射孔可降低液體輸送過程中的壓力損失，實現更高的射流壓力，有利于提高射流效果。
9、在一可選的實施例中，所述循環自吸式射孔作業包括：由在水壓和磨料作用下形成的低流速破碎碎屑與高流速的降阻液混合后加速并噴射至套管上。
10、本專利技術實施例中，采用自吸式射孔作業，可以利用地面射孔作業中射入的磨料顆粒協同高速降阻液被循環吸入/射出，既降低磨料的使用，也達到了形成射孔空腔的目的。
11、在一可選的實施例中，所述空腔為內凹式橢球狀結構。
12、在一可選的實施例中，所述套管整形為對套管變形點位進行擴張作業以恢復套管通徑；
13、所述補貼作業為封閉套管孔眼并進行補強。
14、本專利技術的第二個目的在于提供一種實現以上任一項所述的變形套管的修復裝置，包括液罐、混砂撬、高壓泵注設備、連續油管設備、水力噴槍、井口設備，所述混砂撬的輸入管線與所述液罐相連，所述液罐與所述高壓泵注設備之間設有截止閥，所述高壓泵注設備的輸入端與所述混砂撬的輸出管線相連，所述連續油管設備上纏繞有連續油管，所述連續油管設備的高壓入口連通連續油管，所述水力噴槍連接在所述連續油管的末端，所述水力噴槍及連續油管穿過所述井口設備伸入到井筒中。
15、在一可選的實施例中，所述水力噴槍上固定設有自吸式噴嘴，所述自吸式噴嘴包括前噴嘴和后噴嘴，所述前噴嘴套在所述后噴嘴內，所述前噴嘴內部設有流道，所述后噴嘴內部設有混合腔，所述后噴嘴的末端設有噴射孔，所述后噴嘴內還設有吸入孔，所述吸入孔位于所述混合腔的側部，所述流道與混合腔連通，所述噴射孔、吸入孔均與所述混合腔連通。
16、在一可選的實施例中，所述流道為錐直型流道，所述流道靠近所述混合腔的一端為直型端、遠離混合腔的一端為錐形端，所述吸入孔與混合腔之間呈夾角設置，所述井口設備上連接有返排管線。
17、在一可選的實施例中，所述前噴嘴的直型端的孔徑為d，所述后噴嘴的噴射孔的孔徑為d，所述d取值為d取值的1.2～1.8倍，以保證較好的射流效果。
18、在一可選的實施例中，所述吸入孔的直徑為b，所述后噴嘴與水力噴槍之間的間隙尺寸為a，a的取值小于b的取值，起到濾網的作用，避免吸入孔堵塞。
19、本專利技術與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：
20、本專利技術實施例中，創造性地先使用小直徑水力噴槍進行射孔作業，在變形點處形成射孔空腔，消除了地層對于套管的擠壓作用力，極大地降低了套管整形所需的擴張力，解決了高圍壓、高地應力工況下，變形套管修復難題。
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1.一種變形套管的修復方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種變形套管的修復方法，其特征在于，對所述套管的套變點進行射孔作業時，首先采用混合均勻的磨料懸浮液進行射孔作業，然后采用不含磨料的降阻液進行循環自吸式射孔作業；
3.根據權利要求2所述的一種變形套管的修復方法，其特征在于，所述循環自吸式射孔作業包括：由在水壓和磨料作用下形成的低流速破碎碎屑與高流速的降阻液混合后加速并噴射至套管上。
4.根據權利要求3所述的一種變形套管的修復方法，其特征在于，所述空腔為內凹式橢球狀結構。
5.根據權利要求4所述的一種變形套管的修復方法，其特征在于，所述套管整形為對套管變形點位進行擴張作業以恢復套管通徑；
6.實現如權利要求1～5任一項所述的變形套管的修復方法的修復裝置，其特征在于，包括液罐、混砂撬、高壓泵注設備、連續油管設備、水力噴槍、井口設備，所述混砂撬的輸入管線與所述液罐相連，所述液罐與所述高壓泵注設備之間設有截止閥，所述高壓泵注設備的輸入端與所述混砂撬的輸出管線相連，所述連續油管設備上纏繞有連續油管，所述連續油管
7.根據權利要求6所述的一種修復裝置，其特征在于，所述水力噴槍上固定設有自吸式噴嘴，所述自吸式噴嘴包括前噴嘴和后噴嘴，所述前噴嘴套在所述后噴嘴內，所述前噴嘴內部設有流道，所述后噴嘴內部設有混合腔，所述后噴嘴的末端設有噴射孔，所述后噴嘴內還設有吸入孔，所述吸入孔位于所述混合腔的側部，所述流道與混合腔連通，所述噴射孔、吸入孔均與所述混合腔連通。
8.根據權利要求7所述的一種修復裝置，其特征在于，所述流道為錐直型流道，所述流道靠近所述混合腔的一端為直型端、遠離混合腔的一端為錐形端，所述吸入孔與混合腔之間呈夾角設置，所述井口設備上連接有返排管線。
9.根據權利要求8所述的一種修復裝置，其特征在于，所述前噴嘴的直型端的孔徑為d，所述后噴嘴的噴射孔的孔徑為D，所述D取值為d取值的1.2～1.8倍。
10.根據權利要求8所述的一種修復裝置，其特征在于，所述吸入孔的直徑為b，所述后噴嘴與水力噴槍之間的間隙尺寸為a，a的取值小于b的取值。
...【技術特征摘要】
1.一種變形套管的修復方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種變形套管的修復方法，其特征在于，對所述套管的套變點進行射孔作業時，首先采用混合均勻的磨料懸浮液進行射孔作業，然后采用不含磨料的降阻液進行循環自吸式射孔作業；
3.根據權利要求2所述的一種變形套管的修復方法，其特征在于，所述循環自吸式射孔作業包括：由在水壓和磨料作用下形成的低流速破碎碎屑與高流速的降阻液混合后加速并噴射至套管上。
4.根據權利要求3所述的一種變形套管的修復方法，其特征在于，所述空腔為內凹式橢球狀結構。
5.根據權利要求4所述的一種變形套管的修復方法，其特征在于，所述套管整形為對套管變形點位進行擴張作業以恢復套管通徑；
6.實現如權利要求1～5任一項所述的變形套管的修復方法的修復裝置，其特征在于，包括液罐、混砂撬、高壓泵注設備、連續油管設備、水力噴槍、井口設備，所述混砂撬的輸入管線與所述液罐相連，所述液罐與所述高壓泵注設備之間設有截止閥，所述高壓泵注設備的輸入端與所述混砂撬的輸出管線相連，所述連續油管設備上纏繞有連續油管，所述連續油管設備...
【專利技術屬性】
技術研發人員：繆云，李文哲，王業眾，李國，王萌，鄧小衛，
申請(專利權)人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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