引言

      套损井修复与防砂是油田稳产的核心痛点——传统“套管补贴+后期防砂”分步工艺，因补贴段通径缩小导致工具下入困难，且建井周期长，难以适配疏松砂岩稠油藏的高温、高砂害工况。热采套补井一体化防砂技术通过“工艺集成+工具自适应”创新，将套损修复、环空密封、防砂施工进行整合，在过滤精度、作业效率、长效性上实现突破，为老油田套损井复活提供一体化解决方案，赋能热采井高效开发。

技术背景：套补工艺与防砂技术的一体化融合

热采井套管因蒸汽吞吐反复载荷、地层砂冲刷，套损率达35%-50%，辽河、孤岛等油田年新增套损井超20口。传统处理模式存在三重矛盾：

▶尺寸适配矛盾：套管补贴后通径缩减，常规防砂工具无法通过；

▶效率成本矛盾：分步作业需起下钻4趟以上，建井周期≥7.5天，储层浸泡接近30天导致产能损失；

▶长效性矛盾：传统防砂有效期不足1.5年，后期修井频率高。

本技术通过“工具自适应设计+工艺协同优化”，将套补与防砂技术跨界融合，解决“小通径通过性”与“原套管封隔性”的核心冲突，实现“修复+防砂+生产”无缝衔接。

技术原理

自适应封隔+防砂协同系统

以“通道预处理+工具膨胀封隔+双向防砂”为核心，构建全流程技术体系：

一、套损通道标准化处理

采用“硬质合金铣锥+滚压修整器”组合工具，对变形、错断套管磨铣整形，消除毛刺、凸起，为工具下入构建均匀通道。

硬质合金铣锥+滚压修整器

二、大膨胀率自适应封隔机制

1.宏观设计：工具初始外径适配补贴段，地面打压8-12MPa驱动坐封，镍基合金密封单元径向膨胀30%-50%，紧密贴合原套管内壁；

2.微观优化：密封单元采用多层结构，耐高温≥350℃，卡瓦齿形设计锚定压力≥35MPa，解决“通过性”与“密封性”的矛盾；

3.   动态适配：压力波动下密封单元弹性恢复率≥85%，避免蒸汽吞吐载荷导致的密封失效。

密封单元

三、双向防砂屏障构建

底部逆向循环充填：套管外形成砾石充填外屏障，工具下方配置筛管+套管内砂体构成内屏障。

创新优势

工序集成化，效率倍增

完成“修复+封隔+防砂”，建井周期从平均7.5天可缩短至5天（最快1.5天/井），作业效率提升33%。

自适应封隔，可靠性强

密封单元膨胀率30%-50%，适配补贴段至原套管的尺寸跨度，350℃高温下密封率保持98%以上；卡瓦锚定压力≥35MPa，蒸汽吞吐10轮次无脱落。

长效防砂，成本优化

防砂有效期延长至2年以上；后期修井频率可从2次/年降至0.5次/年，综合成本降低约30%。

试验后筛管形态

套管强化，一举多得

环形空间充填砂体使套管抗挤压强度提升40%（ANSYS模拟：50MPa非均载荷下应力从180MPa降至108MPa），延缓套管二次损坏。

ANSYS模拟套管抗挤压强度

技术参数

性能试验

自适应封隔性能试验

试验条件：模拟φ177.8mm套管补贴段（φ100mm）+原套管段（φ159.46mm），350℃高温环境；

结果：打压12MPa后密封单元完全膨胀，保压15min压力降≤0.35MPa，密封率99.9%；10次压力循环（35MPa）后，密封性能无衰减。

自适应封隔性能试验

防砂效果验证试验

试验条件：0.1-0.5mm模拟地层砂，携砂液流速1.2m/s，持续12h；

结果：含砂量≤0.1%，远高于正常含沙量≤0.5%。

防砂效果验证试验

套管强度增强试验

试验条件：177.8mm套管充填石英砂，施加50MPa非均载荷；

结果：套管最大应力108MPa（未充填时180MPa），抗挤压强度提升40%，无变形开裂。

套管强度增强试验

市场前景

适配井型广泛：可应用于直井、水平井、定向井，尤其适配辽河、孤岛等疏松砂岩稠油藏的套损井；

经济效益显著：单井综合成本降低25%-30%，防砂有效期延长半年以上，按年推广200口井测算，年节约成本4000-6000万元，新增原油产量240万吨；

行业需求匹配：契合老油田“降本增效、挖潜稳产”趋势，未来5年市场规模有望从1亿元/年增至5亿元/年，复合增长率超30%。

【结语】