膨胀套管技术在钻井完井工程中的应用
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实体膨胀管技术在TK4-463CH井的应用【摘要】油田进入开发后期, 低产、停产及报废井越来越多, 如何利用侧钻井技术的节约投资、中靶精度高、剩余油富集规模要求小等优势, 挖掘断块小屋脊、井间滞留区等小规模剩余油富集区, 进一步提高储量动用程度和采收率, 是一项亟待解决的问题。
采用侧钻井膨胀管完井技术有效地扩大了井眼尺寸, 使得常规尺寸井眼中的各种措施易于在侧钻井中实施,为今后在钻井及完井过程中优化井身结构、减少井下复杂情况提供了一个新的解决方案。
而且膨胀套管技术作为一种新兴的技术已经越来越受到石油行业的重视,应用该技术可以改变现有的井身结构,增大完井井径,有利于后续钻井作业及完井作业。
而目前大部分膨胀管作业时应用在修井及套管补贴作业中。
TK6-463CH井为西北油田分公司裸眼井内使用实体膨胀管作业的目前国内使用井深最深,难度最大的一口井,本井的成功再次为西北局一些难以继续开采的老井提供了新的机会。
【关键词】TK6-463CH;膨胀套管;老井开窗1.国内实体膨胀管的现状1.1胜利油田膨胀管井概况套管开窗侧钻技术是在定向井技术基础上发展起来的。
国外侧钻井已从常规侧钻井发展到短半径侧钻水平井和连续油管侧钻井, 并且代表侧钻井新技术的短半径水平井和连续油管侧钻井所占比例在逐年增加。
胜利油田开窗侧钻工作起始于20 世纪80年代中期, 至今已形成了一整套适合胜利油田地质特点的中短半径侧钻水平井及常规侧钻定向井钻采修配套技术, 并且已先后在95/8 in、7 in 和51/ 2 in 套管中成功地完成了610 口各类开窗侧钻井。
另外, 目前胜利油田分公司共有停产停注井共5977 口, 占在用总井数的23. 0% , 其中停产井中套损井大约占49.4% 。
在目前经济技术条件下, 具备修复潜力的油井占停产油井总数的36. 6%。
经过几年的研究开发和引进, 胜利油田套损井治理技术得到了较大的完善和发展, 已经初步形成了套损井修复配套技术。
膨胀管补贴套管技术在张海31—27L井中的应用摘要:随着油田开发后期的到来,套损井越来越多,是严重制约油田进一步提高采收率的主要原因之一。
而常规补贴套管技术施工工艺复杂、工序多、修复后井眼内径变化较大。
膨胀管补贴套管技术克服了以往套管补贴技术存在的不足,具有施工工艺简单、套管修复后永久密封且井眼尺寸变化小的特点,通过在张海31-27L井中的成功应用,取得了良好的效果。
关键词:膨胀管套管补贴引言油水井井下套管损坏是目前老油田开发中日益突出的问题,不但给油水井作业带来难度,而且造成油藏注采井网不完善,部分井区或层系的控制储量损失,是制约油田开发进入中后期进一步提高采收率的主要因素之一。
20世纪80年代,壳牌公司最先对膨胀管技术进行了研究和应用【1】。
WeatherFord公司在膨胀管技术的管材、工具、工艺等方面也进行了大量开发和现场应用。
应用膨胀管技术为套管补贴修复提供新的方法和手段,克服了以往补贴技术存在的缺点,具有良好的应用前景。
一、膨胀管补贴套管技术该技术就是将膨胀管管下到需要补贴的位置,以机械和液压结合的方法,由下往上或由上往下,通过拉力和压力使补贴管发生永久塑性变形,从而达到密封套损井段、恢复油水井正常生产的目的【2】。
1.膨胀机理实体膨胀管的膨胀变形涉及复杂的金属变形机理及金属力学问题,目前较为常用的分析方法是有限元分析法,计算较为复杂,需用迭代法求解【3】。
膨胀时,在将要膨胀的管内下入膨胀机构,膨胀机构主要由心轴和膨胀锭构成,然后利用液力或机械力推动心轴沿套管轴线移动,使管子膨胀至塑性变形区域,在典型情况下,管子可以膨胀25%,但具体膨胀的幅度还要根据管子直径而定,现场应用中一般所需的膨胀量小于25%。
2技术特点膨胀管的优点:机械性能好,抗内压、外压及抗拉应力大,尤其抗内压的性能与膨胀前基本一致。
可膨胀实体管的缺点:膨胀性能差,最大膨胀率25%,膨胀力大,最高膨胀力为35MPa,选材要求高。
膨胀管技术及在K井的应用1膨胀管技术简介膨胀管是一种由低碳钢经特殊加工而制成的套管,由于含碳量低,膨胀管比普通套管柔性好、可塑性强,可以通过机械或者液压的方法使管体发生永久塑性变形,从而满足钻井施工中的特殊需要。
膨胀管广泛应用于钻井、完井及修井等方面,在钻井方面主要用于弥补井身结构缺陷和封隔缩径、坍塌、井漏或高压层段。
膨胀管技术在处理复杂地层和压力体系方面有独特的优势,并可以增加套管层次,简化井身结构。
可膨胀套管技术,就是通过在井下将钻井管柱径向膨胀,使其内、外径扩大,实现使用同一尺寸的套管代替现行的多层套管,以提高应对多个复杂地层的封隔能力,提高作业成功率,降低钻井成本。
该项技术具有重要的意义:一是可以简便有效地解决复杂井段的井壁稳定问题;二是可以减少上部井眼的尺寸和套管层数,这样可以钻更深的直井和大位移井;三是可以修复老井被损坏的套管;四是可以大大降低钻井和完井成本。
2膨胀管在钻井作业中的应用在钻超深井或在海洋深水区作业以及需要钻穿高压地层、枯竭层或易塌、易漏地层时,在常规作业中往往采取下中间套管进行的方式,以确保施工安全。
但钻井越深,套管层数就越多,这样导致最终井眼减小,在有的情况下,还有可能导致不能按计划到达目的层。
而且,由于要求最初的井眼直径很大,增加了对钻机负荷、钻井设备及钻井液处理能力的要求。
采用膨胀管技术可以简化井身结构,减小套管层次,可避免这种情况的发生。
膨胀管技术可以为钻井过程中出现的复杂问题提供应急方案,尤其适用于钻进高压层、漏失层、泥页岩蠕动层、盐岩蠕动层。
能封隔膨胀性页岩层和漏失层,防止井眼缩径。
此技术还可以应用于多种类型的油井建井,能满足大位移井、侧钻井、水平井、多分支井以及小井眼井对井眼和套管尺寸的要求。
用于老井侧钻时,可降低重钻成本,使套管内径损失最小。
3膨胀管技术原理膨胀管是一种由低碳钢经特殊加工而制成的套管,根据其本体结构的不同可分为实体膨胀管和割缝膨胀管2种。
膨胀管技术在油田裸眼井改造中的应用摘要:利用膨胀管技术是裸眼井开发改造的有效方式,本文介绍油田裸眼完井方式开发现状、存在问题、改造潜力,提出了可行的技术路线以及步骤。
关键词:裸眼井改造膨胀管技术一、现状在延长油田开发初期,油井都采取裸眼完成方式。
就南泥湾油田来说,共有裸眼井831口,平均井深592米,封水套管平均292米,其中裸眼井关停井284口,随着开采的时间不断延续,大量裸眼井逐渐出现了出水、水淹、无产等问题,致使裸眼井无法正常生产,而造成长期停产、关井。
通过研究分析,裸眼井区油层厚度大、物性好、初产高,储层改造时砂比低:为6-8%,加砂量小,实际有效加砂量3-4方,储层改造程度非常低。
加之井径不规则,部分储层难以动用,导致裸眼井区域油层动用程度低。
为了进一步盘活这一批井,更好的挖潜裸眼井区域的剩余油,提升开发区域产能,延长油井服务年限,最终提高该区块采收率。
二、原因分析由于裸眼井的封水套管是人工固井,人为操作因素过多,固井质量得不到保证,在油井后期管理过程中常出现综合含水率偏高问题,同时裸眼井由于井径质量不好控制,加之后期采油以及作业的影响,导致井径不规则,从而引起压裂座封率低,仅为73%,从而影响了油层的整体动用状况。
根据压裂裂缝监测结果:裸眼井几乎压裂裂缝为水平缝,而裸眼井同砂体的油层段只能压裂一次。
因此,裸眼完井改为规则井径完井,在油井的后期改造中,油层利用率提高。
由于裸眼井在后期管理过程中易出现井壁垮塌,卡油管现象,给修井工作带来极大不便。
兼之井身油层段全部裸露,层与层之间相互干扰大,影响出油层段压力。
为了提高裸眼井区域的动用程度,防止以上各种状况的发生,同时恢复一批有潜力的停躺井及低效井,提高油田的采收率,弥补我厂产能不足的被动局面,急需对这部分油井进行改造。
三、对策建议膨胀管技术首先由壳牌公司提出技术设想并做商业应用,21世纪初在我国得到了中石油、中石化多个部门的重视,经过十年的探索、创新,已经形成了具有我国独立知识产权的系列技术及产品。
膨胀尾管悬空固井技术与应用1. 引言1.1 背景介绍传统的固井技术中存在着固井质量难以保证、固井成本高昂、井眼损坏等问题,而膨胀尾管悬空固井技术可以有效克服这些问题,提高固井质量,降低固井成本,减少井眼损伤,因此备受油气公司和服务公司的青睐。
随着我国油气行业的快速发展和对非常规油气资源的重点开发,膨胀尾管悬空固井技术正逐渐成为一个热门话题。
本文将深入探讨膨胀尾管悬空固井技术的原理、应用案例、优势、挑战以及未来发展趋势,旨在为油气行业的技术人员提供参考和借鉴,推动我国油气井固井技术的创新和发展。
1.2 研究意义膨胀尾管悬空固井技术是当前油气勘探开发领域的研究热点之一,具有重要的实用价值和广阔的应用前景。
在石油工程领域,膨胀尾管悬空固井技术的研究意义主要体现在以下几个方面:膨胀尾管悬空固井技术可以提高油井的完井质量和生产效率。
通过采用膨胀尾管悬空固井技术,可以有效地控制井底裂缝的发生,避免地层溢流、水气杂层等问题,提高井筒的完整性和封固效果,从而提高油井的生产效率和长期稳定性。
膨胀尾管悬空固井技术可以减少固井作业成本,并降低油田开发的投资风险。
相比传统的完井技术,膨胀尾管悬空固井技术可以减少固井材料的使用量,降低固井作业的人力物力成本,并且能够缩短固井施工周期,提高固井作业效率。
膨胀尾管悬空固井技术的研究还可以促进油井勘探开发技术的创新与进步。
通过不断改进膨胀尾管悬空固井技术,可以探索出更加高效、节能、环保的固井工艺,为我国油气资源的开发利用提供更为可靠的技术支撑。
研究膨胀尾管悬空固井技术的意义在于推动油气勘探开发技术的发展,实现更为可持续的能源发展路径。
2. 正文2.1 膨胀尾管悬空固井技术原理膨胀尾管悬空固井技术是一种利用膨胀尾管在井筒内形成封闭和支撑的方法,以实现悬空固井的技术。
其原理主要包括以下几个步骤:1. 尾管下沉阶段: 将膨胀尾管通过井口下沉到设计位置,在这个过程中需要控制下沉速度和方向,同时确保尾管的稳定性。
膨胀管技术在钻井过程中的应用研究作者:刘永松来源:《科学与财富》2016年第34期(胜利油田黄河钻井三公司山东东营 257000)摘要:膨胀管技术在石油工程中有着不同的用途。
本文主要阐述膨胀管在钻井生产中的应用,包括优化井深结构、复杂层位封堵、套管补贴、小井眼固井。
关键词:膨胀管;钻井生产;应用引言:膨胀管技术属于将低碳钢透过特殊制作而成的套管,因为具有较低的碳含量,令膨胀管的柔性优于普通套管,具有较强的可塑性。
膨胀管技术是将膨胀管套管下至井中,通过机械或液压的动力,经由冷挤扩张的方式,从上至下或从下至上的透过压力或拉力令膨胀工具透过需膨胀的套管进行掌控,令其内径或外径因为塑性变形膨胀到预定的标准。
一、膨胀管技术的分类对于钻井而言,通过膨胀管技术能够降低套管的层次,令钻井所到达的目的层更加深。
膨胀管技术通过施加于膨胀锥两侧的压差或直接通过机械推力或拉力,令膨胀锥由膨胀管内进入,以此令膨胀管扩张。
压差可以通过两种方式产生,其一,透过对处在膨胀管和膨胀锥先接触的内管泵进液体;其二,将内管进行拉或压,膨胀锥经过膨胀管时,令膨胀管所担负的应力超出界限而进入塑性变形,而且在钢材强度的限制以内。
拓展率最大可为膨胀管内径的30%。
大部分实体可膨胀管的施工需要膨胀管变形量不超出20%[1]。
1、裸眼可膨胀尾管系统裸眼可膨胀尾管系统也被称作OHL系统,在正常运行下,液压驱动膨胀锥朝上转移,右下至上地膨胀尾管。
在膨胀锥位于尾管和上级套管重叠处时,通过膨胀锥膨胀尾管上端具有弹性涂层的悬挂器进行管柱的密封。
2、套管井可膨胀衬管系统此管也被称为CHL系统,是把能够膨胀衬管贴至原本损伤或强度较低的套管柱当中,能够良好地填补或巩固当前套管,除却具有弹性涂层的悬挂器接头分别处在CHL系统的上端及下端外,此系统与OHL系统相似。
CHL系统可以通过以下两种方式进行下入,则为开式和闭式下入套管。
对于开式而言,这一系统在井眼进行定位后,泵送隔离塞,之后进行膨胀。
沙特侧钻井膨胀管技术应用【摘要】膨胀管技术是近年来作为一种新兴技术越来越受到石油工程界的重视,该技术的应用可以改善现有的井身结构,增大完井井径,有利于后续钻井、采油及修井工程作业。
沙特阿美公司在HRDH钻井区域的HRDH224井、HRDH441井等侧钻井上先后应用膨胀管完井技术,平均完钻井深1295.70m,现场应用效果良好。
本文主要介绍HRDH钻井区域侧钻井膨胀管技术和现场作业工艺。
【关键词】膨胀套管膨胀筛管侧钻井沙特阿拉伯为增加油藏采收率,沙特阿美国公司对老井实施开窗侧钻作业,同时进行膨胀管完井作业方式。
膨胀管技术是近年来作为一种新兴技术越来越受到石油工程界的重视,该技术的应用可以改善现有的井身结构,增大完井井径,有利于后续钻井、采油及修井工程作业。
沙特阿美公司在HRDH钻井区域的HRDH224井、HRDH441井等侧钻井上先后应用膨胀管完井技术,平均完钻井深1295.70m,现场应用效果良好。
1 膨胀管技术膨胀管技术就是将管柱以原始尺寸下入井底,通过膨胀心轴作用使管材产生永久的机械变形。
膨胀心轴由液压或者直接的拉力或推力来驱动,使套管变形至材料的塑性变形区,并使套管膨胀至与外层技术套管内壁紧贴或与裸眼部分水泥胶结在一起。
膨胀管分为膨胀套管和膨胀筛管两类。
1.1 膨胀套管膨胀管在膨胀过程中,外径明显增加,但膨胀管壁厚减少不大,目前Enventure公司生产的膨胀管在外径增加5-16%时(取决于膨胀率),壁厚降低2-5%。
膨胀前后,套管的抗屈服、破裂的数值基本保持不变。
膨胀处理后的套管仍能达到APISpec5CT的L80钢的标准。
膨胀套管技术的主要功用包括:改变井身结构、降低钻井总成本;套管修理,将破裂的套管、射孔段套管等加以封隔;封隔钻井过程中出现的复杂井段等几个方面。
沙特HRDH钻井区域常规井身结构为:30”钻头*24”套管*500’+22”钻头*18-5/8”套管*2200’+17-1/2”钻头*13-3/8”套管*4000’+8-1/2”钻头*7”尾管*8000’+6-1/8”裸眼*15000’。
在钻完井施工过程中,上部套管破损,密封不严,给后期施工井控安全增大了风险,为确保后续施工安全,需要对套管损伤部分进行补救。
20世纪80年代,壳牌公司最先对膨胀管技术进行了研究和应用。
应用膨胀管技术为套管补贴修复提供了新的方法和手段,具有施工工艺简单、套管补贴修复后永久密封且井眼尺寸变化小的特点,具有良好的应用前景。
一、膨胀管技术膨胀管技术是把钢管的冷扩工艺从工厂车间转移到在井下数千米深处的复杂工况条件下,通过机械或液压,把井下的钢管及其连接螺纹膨胀到预定的设计直径,从而达到石油工程目的。
二、现场应用1.井况简介CBG141井三开中完井深4203.00m,下177.8mm尾管至4202.50m,固井候凝后电测尾管固井质量,对全井套管试压,压降明显(04:42 压力20.5MPa,至05:10 压力降至8.2MPa)2.补贴过程(1) 封隔器试压找漏运用封隔器进行套管验封,下244.5mm封隔器在多个位置坐封进行套管验封找漏。
①下244.5mm封隔器至1003.62m,坐封后关封井器反打压,打压18.8MPa,4m i n压力未降,证实244.5m m套管(1003.62-井口)密封完好。
②下244.5mm封隔器至2505.55m,坐封后正打压20.4MPa ,稳压30min,压力不降,证实重叠段及177.8mm套管正常,泄压后关封井器反打压,打压5.6MPa,2min压力下降至4.8MPa,证实244.5mm套管(1003.62-2505.55m)有漏点。
③起244.5mm封隔器至1604.79m,坐封后关封井器反打压,打压5.4MPa,4m i n压力下降至4M P a,泄压后正打压10.4M P a,稳压4m i n,压力下降至10.3MPa不降,证实244.5mm套管(1003.62-1604.79m)有漏点。
④起244.5mm封隔器至1290.43m,坐封后正打压5.3MPa ,稳压3min,压力下降至4.5MPa,泄压后关封井器反打压,打压10.3MPa,3min压力下降至10.2MPa不降,证实244.5mm套管(1290.43-1604.79m)有漏点。
!专题综述#可膨胀管技术及其在石油钻采行业中的应用李日宁Ξ 贺新敬 刘今朝 吴缝钢 程国胜(河南石油勘探局机械制造厂) 摘要 当今世界的石油勘探开发主要向深层系和海上发展,石油钻井的难度越来越大,可膨胀管技术的成功开发解决了变径井完井的难题。
可膨胀管技术的就是将膨胀管下到井下预定位置之后,利用驱动头使膨胀管产生永久变形,从而达到增大采油管柱内径或井径之目的。
可膨胀管主要有3种用途:一是用作应急套管解决复杂井段的井壁稳定问题;二是用作尾管悬挂器,可延长平均故障间隔时间,减少费用;三是用于砂控。
该技术可应用于钻井、完井、采油、修井等作业,被认为是21世纪石油钻采行业中的核心技术。
关键词 可膨胀割缝管 可膨胀实体管 应急套管 防砂筛管 尾管悬挂器 当今世界的石油勘探开发主要朝着深层系、滩海和海上发展,使得石油勘探开发的难度日益增大。
当钻井作业需要通过更深的过压地层、枯竭地层或易塌易漏失地层时,现有的技术是用不同直径的钻头钻进,并以不同直径的套管以套筒的形式层层封固完成。
在这种情况下,井越深,套管层次越多,井眼直径就越大;反之,如果直径一定,最终的井眼直径更小,有可能钻不到目的层或者即使钻至目的层,但井眼太小,满足不了开采及后续修井、增产等重入作业的要求。
石油工作者一直在探寻更好的方法,以便优质快速、高效地钻达目的层,最理想的是用同一种直径的钻头钻进,并用同一种直径的套管完井,采用可膨胀管技术就可实现这一要求。
可膨胀管技术可应用于钻井、完井、采油、修井等作业中,既能解决井眼变径问题,又能大量节约作业成本,被认为是21世纪石油钻采行业的核心技术之一。
膨胀机理及主要用途11膨胀机理可膨胀管分为可膨胀式割缝管和可膨胀式实体管两大类。
前者有一系列串联的,互相交错的轴向割缝,割缝的布置使管柱易于膨胀;后者对选材要求更加严格,以利于膨胀。
无论是割缝管还是实体管都是以常规的尺寸下到井内预定位置,固定后注入水泥,在水泥候凝时,利用驱动头驱动膨胀管产生永久变形,待水泥凝固后即完成固井或达到其它不同目的。
膨胀管技术在钻井中的应用探讨摘要:在我国目前的石油勘探开发中,随着技术的提升主要朝着深层系以及滩海与海上发展,其中尤以深井施工居多,施工过程中钻井的难度也不断增多。
伴着石油勘探开发的深入,采用可膨胀管技术不仅可以有效解决在钻井过程中的难题,还可以提高工作效率,以下本篇就将探讨膨胀管技术在钻井中的应用。
关键词:膨胀管技术钻井复杂地层钻井工程针对钻遇低压层以及漏失层时,强化套管封固,还可以增加套管的层次,并且将膨胀管技术应用到钻井之中,应用膨胀实体管与可膨胀波纹管,不仅可以简化施工过程中的套管程序,还将会提高施工效率。
以下就针对膨胀管钻井工程中,对于膨胀机理以及施工步骤进行研究,做具体介绍:一、膨胀管技术介绍膨胀管技术发展中,在20世纪90 年代初就可以对各种环境中,实施套管以及裸眼井安装,可以用于处理深井以及在超深井钻井过程中遇到的问题,膨胀管技术中,不仅可以隔离钻井中的风险,还可以在不改变上层套管内径尺寸的情况之下[1],使用原钻柱组合继续进行钻进施工。
膨胀管技术也就是将膨胀管柱下入到井底之中,然后使用膨胀锥体利用液压的方式使膨胀管材产生永久的变形,从而可以实现增大采油管柱以及实现增大井眼内径的目标。
膨胀管技术在钻井方面,不需要固井施工,利用在顶部的塑性锚定机构以及液压伸缩装置,就可以对下部膨胀管进行膨胀,并且采用膨胀管技术进行钻井,可以在不用锚挂回接的情况下,直接就可以建立临时人工井壁,有效隔离存在问题地层,提高钻井施工的安全性,通过膨胀管技术就可以密封漏失地层,采用膨胀管技术进行矿井施工,可以避免施工地域的限制,在实际应用中取得良好的效果。
二、钻井中应用膨胀管的研究在钻井中应用膨胀管,其膨胀率大约在15%~25%,这些都将要远远大于修井以及完井领域中的膨胀率。
膨胀管力学性能研究发现,管材一定要满足在膨胀过程的应变性能需求,具有良好塑性变形的能力,只有选择适合的膨胀管材料,才可以有效实现对钻井的施工操作。
简析膨胀管和套管钻井等新技术在钻井中的应用发布时间:2022-05-31T01:36:52.089Z 来源:《新型城镇化》2022年11期作者:赵鲁鲁[导读] 同时建议我国应加快新兴钻井技术的研究和研制开发具有自主知识产权的钻井新工具,以缩小与国外先进钻井技术的差距,推动我国石油勘探开发的快速发展?中石化胜利石油工程公司黄河钻井总公司山东省东营市 257000摘要:随着国内石油天然气勘探开发向更深层位、边缘区带转移,施工难度逐步加大,对工程技术提出了更高需求?为满足勘探开发的要求,提高钻井工程效率?降低钻井成本,达到提高勘探开发整体效益的目的,国内外新兴起来了套管钻井?实体膨胀管技术?同时建议我国应加快新兴钻井技术的研究和研制开发具有自主知识产权的钻井新工具,以缩小与国外先进钻井技术的差距,推动我国石油勘探开发的快速发展?关键词:膨胀管;套管;钻井1 膨胀管和套管钻井等新技术概念1.1膨胀管技术概念膨胀管技术主要是采用一种具有良好塑性的金属套管,在液力或者机械驱动下在井下发生径向胀大,来解决石油勘探开发过程中的复杂地层封隔?尾管完井窗口密封?套损井补贴修复等工程技术难题?目前国内外均成立了专业研究机构与技术开发推广公司,形成了尾管悬挂封隔器?套管补贴修复?可膨胀衬管重复压裂?裸眼补贴等钻完井技术和金属管外封隔器等系列技术?其中膨胀式尾管悬挂器?裸眼补贴技术和套管补贴修复技术在国内已经开始大规模推广应用。
1.2套管钻井技术概念套管钻井是指在钻进过程中,用套管代替钻杆对钻头施加扭矩和钻压,向井下传递机械能量和水力能量来实现钻头旋转与钻进?井下钻具组合接在套管柱下面边钻进边下套管,完钻后起到钻柱作用的套管留在井内起完井作用?与常规钻杆钻井技术相比,套管钻井具有钻进时间缩短?井下故障降低?井控状况改善等优势,可保持起下钻时泥浆的连续循环,改善水力参数,改善环空上返速度和清洗井筒状况等?套管钻井技术的实施还存在一些困难,在套管钻井过程中,套管在交变载荷条件下,套管柱同时受到轴向荷载及旋转带来的扭矩荷载的作用,其受力状况与套管柱在非旋转情况下的受力状况有较大的差异,如何确保套管的抗扭?密封和连接性能是套管钻井在钻具强度设计过程中急需解决的问题?2 套管钻井技术2.1套管钻具组合在套管钻井技术的发展中,常用的方法是用套管代替钻杆,套管作为水动力和机械能传递的通道?研发一种回收式钢丝绳井下钻具组合,其与套管柱下端通过钻进锁紧装置连接。
膨胀管技术一纸阐一、膨胀管原理膨胀管是一种由特殊材料制成具有良好塑性的金属钢管,下入井内通过机械或液压的方法,使其在径向膨胀10-30%,以满足套管补贴、裸眼井段的封隔等不同工艺要求,膨胀后屈服强度和抗拉强度得到提高,达到或接近N80套管水平。
二、膨胀管技术膨胀管技术主要分三类:套管井膨胀管技术,裸眼井膨胀管技术,膨胀式尾管悬挂器技术。
(一)套管井膨胀管技术1、常规膨胀管补贴主要应用在套管变形、漏失、错段、薄弱套管加固以及封堵射孔层。
目前在国内每年规模施工150-200段,适用于API139.7mm、177.8mm、244.5mm套管及其他非标套管补贴。
139.7mm套管补贴后通径104mm-108mm;177.8mm套管补贴后通径139mm-143mm;244.5mm套管补贴后通径195mm-200mm。
常规井膨胀管补贴悬挂力≥40吨,密封压力≥15MPa,工作温度120℃(可订制更高级别膨胀管)。
2、耐高温膨胀管补贴金属+耐高温弹性体组合密封悬挂,使膨胀管的材料组合耐高温密封和悬挂功能各自独立又相互补充,实现超高温密封悬挂双保险。
膨胀管金属密封耐高温热采井最大工作温度达350℃以上,可承受多轮次注蒸汽吞吐对膨胀管密封性的要求。
3、耐高压膨胀管补贴满足高压注水井补贴密封需求:高压注水油田对膨胀管补贴后的密封压力要求高,需达到35MPa-45MPa,满足高压注水密封要求。
满足压裂井补贴密封需求:很多油田要求膨胀管补贴后的密封压力达到70MPa(超高压),对新钻井套管漏失、老井封层实施膨胀管补贴,满足后续压裂对套管密封性要求。
4、水平井膨胀管补贴修井、井筒再造重复压裂最新开发的耐高压膨胀管+可溶或可磨铣膨胀(跨接)管组合补贴技术,满足国内油田各类水平井修井补贴、井筒再造膨胀管封层重复压裂需求。
膨胀管补贴后压裂抗内压可达70-90MPa。
根据需要可订制可溶或可磨铣(暂堵)用膨胀管,补贴压裂后可全面恢复水平井原有套管通径。
膨胀套管技术在钻井完井工程中的应用
摘要:膨胀套管技术由美国科学家在八十年代初期首次提出,数年后在实际生
产中全面推广。
我国1991年引入该项技术,经过几十年的不断完善发展,形成
现今我国钻井完井工程中普遍使用的膨胀套管技术。
该技术的核心目的是通过下
放膨胀管设备,并施加对应的外作用力,从而扩大井眼和生产管线的内径从而达
成生产需求。
钻井施工中,在复杂地质环境下受到油层压力以及油层漏失等现象
影响,难以保障井眼直径符合施工要求,膨胀套管技术可以有效缓解优化桑树问
题课题研究由此出发,深入分析探讨我国膨胀套管技术现状以及应用现状,针对
普遍存在的问题与弊端展开分析探讨,并基于我国钻井施工实际情况提出对应的
优化完善策略。
旨在为我国钻井技术的研究提供借鉴。
关键词:膨胀套管;裸眼封堵;井身结构优化
一、前言
伴随我国石油资源的逐步生产开发,现阶段油层的已经进入了开采末期。
为
了满足我国社会经济发展对石油资源的需求,石油企业逐步开展了向深部地层以
及难动用区块的开发研究。
但在地质环境相对复杂或油藏深度较高的钻井施工中,常规的钻井工艺存在一定的问题与弊端,不足以满足油藏开采对钻井技术的需求。
(一)钻井难题
在针对复杂地质环境或油藏深度较高的钻井施工中,常规钻井技术无法有效
的平衡井下的压力体系,导致钻井施工的多个环节受到影响,后续钻井施工进展
缓慢,钻井质量也受到影响,常规钻井施工主要采油化学堵漏、承压或下技套的
方法进行井下压力平衡,但上述技术伴随施工深度的不断增加,其作用效果逐渐
下降,在一定深度范围外的钻井施工中平衡压力效果较差。
同时在身油藏的侧钻
井施工中,井眼尺寸大小融到严重限制,油气在复杂层位的下套管分隔后,井眼
大小难以扩大,对后续的施工以及采油工作带来了巨大的影响。
(二)完井难题
在传统的钻井施工中,为了降低综合施工成本,提高施工稳定性,会在施工
中使用侧钻井技术,来增加井深。
但在复杂地质环境下的钻井施工中,上述工艺
很难顺利施展,受井深决定,传统钻井工艺井眼大小严重受限,内径不足以满足
后续射孔、防砂、采油等作业的要求,影响整体开发效果。
膨胀套管技术是针对上述问题研发的钻井新技术之一,通过下放对应的膨胀
管设备,并提供拉力、压力等外作用力,让管柱发生形变,从而扩大井眼大小,
对上述问题有着良好的缓解作用。
该技术可以实现井身形状的优化,改变井深结
构比例,使其实现更深钻井的目的。
其次,可以实现在不扩大套管外部直径的前
提下,最大限度扩大内径,在封隔缩径、坍塌、井漏等现象发生时,能起到封隔
复杂地形全面提高钻井安全的效果。
二、膨胀套管技术现状
膨胀套管技术的原型是钢管和螺纹的冷扩张工艺,将该车间使用的扩张工艺
结合井下施工环境进行对应改变,逐渐发展形成了现如今使用的膨胀套管技术。
该技术是现阶段复杂钻井施工中的核心钻井技术也是高难度钻井施工技术之一。
技术全球石油工程技术市场的统计数据来看,膨胀套管技术经过20余年的不断
完善发展以及趋于成熟,在钻井、完井、修井等各个施工领域均有着广泛的应用
和优秀的使用效果。
该技术类别较多,延伸技术种类复杂,但基于其作用位置和
功能角度主要可以分为,膨胀套管技术、膨胀筛管技术、膨胀波纹管技术、膨胀
悬挂器技术、膨胀封隔器技术、膨胀扶正器技术、膨胀斜向器技术等若干类,膨
胀套管技术以及膨胀封隔其技术在我国应用范围最广。
美国与1990年将膨胀套管技术全面应用于实际生产中,首批在1500口油井
钻井施工中使用,并成立膨胀套管技术研发部门,面向全球提供技术支持和优化。
并逐步走向商业化。
我国膨胀套管技术主要引入与美国,虽然应用较为广泛,但
对技术层面的研究起步较晚,一直依赖于膨胀套管工艺的整体进口,近年来我国
石油化工集团公司的钻井技术研发部门,攻克了膨胀套管材料技术、膨胀螺纹、
施工工具等核心技术,逐步推出了全部自主知识产权的膨胀套管施工工艺,在一
定程度上摆脱了对美国的技术依赖。
我国膨胀套管技术采用先固井在膨胀的施工
工艺,液压与机械相结合的膨胀方式,在裸眼井的施工中有着良好的技术表现。
三、工程技术应用效果
(一)膨胀套管完井口技术
根据前文所述,膨胀套管技术在复杂环境下的钻井施工中,可以实现对井眼
的有效封堵,并扩大口径尾管,优化窗口深度等功能。
对完井施工有重要的意义。
我国石油企业在针对剩余油藏的开发开采中,普遍使用老井开天窗侧钻的钻井施
工手段,从而实现的在预定成本范围内原油开采效果的最佳化。
但在实际的施工中,完钻井直径过小在一定程度上制约了上述钻井工艺的顺利实施。
膨胀套管技
术的出现,有效缓解了上述问题,为侧钻井提供了全新的完井解决防范,在全面
提高固井质量以及钻井施工效果的同时,也为分层开发以及机械防砂等工艺的顺
利实施提供便利。
(二)膨胀套管钻井封堵技术
伴随我国石油资源的不断开采,常规油层以及进入开采末期,深油层以及超
深油层等储备石油资源的开采价值逐渐升高。
对超深井、复杂地质环境井的钻井
施工项目较为密集。
与常规井钻井相比,上述类型的钻井施工难度较高,其中较
为显著的问题是无法良好解决钻井过程中的压力体系平衡问题,导致一系列施工
问题出现。
膨胀套管技术对于此类弊端有良好的环节作用,首先该技术可以实现
长井段的井眼封堵作用,针对坍塌、井漏、高压层等复杂钻井问题有很好环节作用,其次可以优化井身结构,提高井深结构的锥度实现更深层的钻井施工。
结论
膨胀套管钻完井技术能有效解决复杂地层封堵、井身结构优化和完井内径过
小等复杂钻完井难题,膨胀悬挂器作为膨胀套管技术的衍生产品,有效拓宽了
悬挂器应用领域,为复杂井况条件下尾管完井提供技术手段。
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