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侧钻井膨胀套管完井技术及应用

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７４　西部探矿工程　２０１３年第１１期　

侧钻井膨胀套管完井技术及应用　

马明雷　，彭希志，张文博，王丽红，梁晓雷　

（中石化胜利油田分公司东辛采油厂，山东东营２５７０００）　

摘要：侧钻井技术具有节约投资、中靶精度高和剩余油富集规模要求小等优势，然而制约侧钻井发　展的因素也多种多样。目前大多数油水井采用５—１／２”套管，而侧钻井段所采用的多为３—１／２　套管，　

井眼直径受到限制，这既影响了井眼泄油面积，也给后期的措施作业带来了很多困难。膨胀套管完　井技术有效地解决了这一难题，它提供了改变井身结构的技术手段，既能解决复杂地层钻进以及井　眼变径等问题，Ｙ，Ａｇ大量节约钻井成本，并能提高固井质量。针对传统井身结构存在的问题，采用膨　

胀套管完井技术改进、完善以及优化井身结构，合理开发油气藏，对于老区的稳产、增产及剩余油气　资源的再开发具有极其重要的意义。　

关键词：膨胀套管；完井；小井眼；侧钻井　中图分类号：ＴＥ２５７文献标识码：Ｂ文章编号：１００４—５７１６（２０１３）１１—００７４—０５　

膨胀管技术就是将管柱（包括实体套管和割缝管）　下到井底，以机械或液压方法由上到下或由下往上，通　

过拉力或压力使管柱发生永久塑性变形，从而达到使　井眼或生产管柱内径扩大的目的　。该技术可广泛应　

用于钻井、完井和修井等作业过程。　

目前，膨胀管技术的理论和应用研究已经取得了　很大的进展。练章华等人对膨胀套管的实物实验模拟　

和数值模拟开展了大量研究，奠定了应用的理论基　

础　。陈功剑等（２００９）对膨胀套管的膨胀进行了变形　有限元分析睛　。在应用方面，胜利油田则进展较大，结　

合油田实际，开展了多次地面和井下模拟试验，得到了　多次成功的应用　］。　１膨胀套管完井技术机理及主要性能　

１．１膨胀套管完井技术机理　

膨胀套管的力学机理是通过对钢管冷扩径来达到　井下所需要的内外径尺寸。方法是利用坐放装置将膨　

胀套管下入井内，然后通过机械或液压方式使膨胀锥　受压或受拉从管柱中通过，根据金属的塑性变形原理　

通过冷变形使膨胀套管塑性变形从而扩大到所需要的　

内外径尺寸，同时保持应力在极限屈服强度之下，使管　

柱内径永久胀大　］。　

膨胀套管的底部有一个“起动装置”，包含一个膨　胀锥，内管柱的高压流体到达压力室推动膨胀锥从下　向上完成膨胀过程，膨胀机理如图１所示。　

图１膨胀套管膨胀机理示意图　

１．２膨胀套管主要性能　

膨胀套管的材料要满足膨胀过程中的力学性能，　即具有良好的塑性变形能力，从而使管体在膨胀时变　

形均匀。实验表明，管体膨胀后长度收缩３％－－４％，壁　

收稿日期：２０Ｉ　３一（）３一（）５　第一作者简介　－－　、　（汉族），山东东营人，工程师，现从事石油钻井、采油工艺方面的研究丁作。

　２０１３年第１１期　西部探矿工程　７５　

厚减少３％－－６％，因此良好的塑性变形能力将使管体在　

变形后的力学性能均匀稳定，使膨胀过程顺利进行，避　

免出现因塑性差异而管体破裂。同时，管体在膨胀后　封隔地层也应具有足够的屈服强度、抗外挤强度和抗　

腐蚀性能　卜　］。　因此，膨胀管材料选择原则：低屈强比、高延伸率，　使可膨胀套管达到塑性变形同时保持应力在极限屈服　

强度之下。目前胜利油田使用的钢材膨胀后屈服强度　为４００ＭＰａ，抗拉强度为４７０ＭＰａ，延伸率２０％，弹性模　

量为１９９～２０ｌＧＰａ。目前胜利油田已开发的膨胀套管　性能指标见表１。　

２膨胀套管完井技术的应用　

表１　胜利油田已开发的膨胀管性能指标表　

目前，膨胀套管已经应用于各种井型，在大斜度井　

和水平井等都已成功地进行了实践。优势在于：①有　效扩大生产套管内径；②提高固井质量；③易于射孔、　

测试、修井等作业和生产管理［１３　１４］。　（１）优化井身结构。应用膨胀套管技术可减少套　

管层次，既保证下部井径尺寸不变，又可使上部井眼采　用小尺寸套管，从而提高机械钻速和降低钻井成本。　

对于超深井，可减少井眼锥度，提高处理井下突发事故　

的能力，从而加大钻井深度。　（２）封隔缩径、坍塌、井漏或高压层。对于钻井　

过程中遇到的井眼缩径、井壁坍塌、地层漏失或高　压等情况，主要应对方法是通过补下一层技术套管　

来封隔，由此缩小了井径，给下步施工带来风险。　而膨胀套管技术可在保持与同层技术套管尺寸不变　

的情况下来封隔上述复杂层段，保证下步施工顺利　进行。　

３膨胀套管完井技术应用实例　

运用膨胀套管完井技术在胜利油田实施侧钻井２　口：永３侧斜１０４井和永６６侧２井，这２口井膨胀套管施　工长度分别达４８６．５ｍ和５２０．１７ｍ，连续２次创出国产　

膨胀套管裸眼井段膨胀施工最长纪录。下面以永３侧　斜１０４井为例进行说明。　

３．１永３侧斜１０４井基本数据　

永３侧斜１０４井位于胜利油田东辛油区，是国内　应用膨胀套管技术完井的较早的一口侧钻井，虽然其　

施工长度较大，但应用效果较为良好。该井基本数据　

如下：井号：永３侧斜１０４；原井套管：１３９．７ｍｍ×　７．７２ｍｍｘ２１１３．Ｏｍ；套管内径：１２４．２６ｒａｍ；窗口位置：　１６５６．５￣１６５８．５ｍ；完钻井深：２０９３ｍ；裸眼直径：　

ｌｌ８ｍｍｘｊ２『１４０ｍｍ扩眼器扩眼至　１４０ｍｍ；泥浆类　型：水基钻井液；泥浆密度：１．２８～１．３０ｇ／ｃｍ。；最大井　

斜：２３．４４。；最大狗腿度：３２．５。／ｌＯＯｍ；膨胀套管下人深　度：１６２６．５￣２０８２ｍ；膨胀套管总长度：４５６ｍ；井底温　

度：８０℃。　３．２施工管柱结构　结合地质条件和施工要求，永３侧斜１０４井膨胀管　

施工管柱设计主要分为２部分：①膨胀套管柱自下而上　为：浮鞋＋启动器＋膨胀套管４５６ｍ＋膨胀悬挂器＋喇叭　

口；②内管柱自下而上为：膨胀工具组合＋对扣接头＋　

挡泥器＋平式油管１８根＋挡泥器＋平式油管ｌ８根＋挡泥　器＋平式油管１８根＋转换接头＋加厚油管１６００ｍ。如图　２所示。　

３．３施工过程　

在实际应用过程中，具体施工过程如下：（１）完钻　

后使用ＹＫ１１４—１４０扩眼工具扩眼，使井眼尺寸达到　１３５ｍｍ以上；（２）安装膨胀套管下人工具，连接并下　

入　１０８ｍｍ膨胀套管，膨胀套管下入初期，每下入ｌ　根，用清水灌满膨胀套管，正常下入时，每下入１０根，用　

清水灌满膨胀套管。在距膨胀悬挂器还有７根膨胀套　管时，停止灌浆；（３）连接膨胀悬挂器组合，下入膨胀工　

具及　７３ｍｍ平式油管的内管柱组合至膨胀启动器位　置；（４）按正常要求进行固井，注意，固井水泥浆需采用　

超缓凝水泥浆，可泵时间达ｌＯｈ以上；（５）以７００型泵车　

进行膨胀作业，直至完成膨胀悬挂器的膨胀，并对膨胀　套管进行试压；（６）起出井内膨胀管柱。　

３．４

应用效果　７６　西部探矿工程　２０１３年第１１期　

加厚油管　７３ｍｍＮ８０　

喇叭口　

挡泥器　

平式油管　７３ｍｍＮ８０　

膨胀管　

挡泥器　

平式油篱　７３ｍｍＮ８０　

安全接头　

膨胀篱　

启动器　

浮鞋　ｒ　

ｌ　《　蕊　

隧幽　ｌ　＿　

Ｉ　

■＿　

图２施工管柱结构示意图　

本井采用了　１０８ｍｍ实体膨胀管，壁厚为６．６ｍｍ，　图３永３侧斜１　０４井井身结构示意图　

总长度为４８６．５４ｍ。永３侧斜１０４井完井井身结构示意　图如图３所示，膨胀套管膨胀前后数据对照见表２和表　

３。通过数据我们看出膨胀后套管长度变短，壁厚减　小，但是内外径明显加大，大大增加了泄油面积，提高　了原油产量。　

４结论　（１）膨胀管完井技术能够改变井身结构，解决了复　

杂地层钻进以及井眼变径等问题，又能大量节约钻井　成本，也有利于后续采油及修井作业。　

（２）通过永３侧斜１０４井膨胀管完井技术应用实例　分析，明确了该技术实际应用过程、存在的问题及对　

策，为今后广泛规模应用积累了经验。　

表２实体膨胀管膨胀前后数据对照表　

参考文献：　【ｌ】高向前，李益良，李涛，等坝４钻水平井膨胀套管完井　技术　石油机械，２０１０，３８（１）：１８—１９．　［２］练章华，杨龙，冯耀荣，等．Ｊ５５膨胀套管实物试验研究ｌＪ１．石　油机械，２０１　１，３９（３）：１６—１８．　［３］练章华，刘永刚，孟英峰，等．膨胀套管力学研究【Ｊ１．天然气　工业，２００４．２４（９）：５４—５６．　【４１梁坤，练章华，任荣坤，等．实体膨胀管膨胀力影响因素数值　模拟【Ｊ１＿石油矿场机械，２０１０，３９（１２）：卜３．　［５］陈功剑，李春福，申文竹，等．套管膨胀后抗挤毁性能的有限　元模拟分析ｆＪ１．石油钻探技术，２００９，３７（６）：１８－２１．　［６］唐明，宁学涛，吴柳根，等．膨胀套管技术在侧钻井完井工程　的应用研究ＩＪ１．石油矿场机械，２００９，３８（４）：６４—６８．　［７］张全胜．套管膨胀过程数值模拟与试验研究ｌＪ１．石油矿场机　械，２００８，３７（９）：６８—７０．　ｆ８１唐明，王璐璐，马建忠，等．石油膨胀套管的力学性能及膨胀　后的残余应力【Ｊ】．西安交通大学学报，２０１２，４４（７）：９０—９４．　［９］余金陵，周延军，王锡洲．膨胀管技术的应用研究初探ｌＪ１．石　油钻探技术，２００２，３０（５）：５５—５７．　［１　０Ｊ李俊波，赵胜英．两项可膨胀完井新技术【ＪＩ．石油机械，　２００２，３０（９）：５９—６０．　『ｌ１１ｌ龚龙祥，付建红，林元华，等．膨胀套管膨胀力的理论计算　ｌＪ１．钻采丁艺，２００６，２９（４）：７６—７７．　ｆｌ２］杨进，龚龙祥，付建红，等．膨胀套管的弹塑性理论分析ＩＪ１．　石油钻探技术，２００６，３４（３）：３２—３４．　ｆ１３］张文华，刘国辉，胡国清．可膨胀管技术及其应用［ＪＩ＿石油　钻采Ｔ艺，２００１，２３（１）：２８—３１．　ｆ１４］张俊菊，李旭扬，胡建启，等．可膨胀管固井技术的Ｔ业应　用ｌＪ１．石油矿场机械，２００３，３２（２）：１３—１７．

　２０１３年第１１期　西部探矿工程　７７　

ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８０　ＥＸ８０　ＥＸ８０　ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８０　ＥＸ８０　ＥＸ８０　ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８０　ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８０　ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８０　ＥＸ８０　ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８０　ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８０　ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８０　ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８０　ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８０　ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８０　ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８０　ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８０　ＥＸ８０　ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８０　ＥＸ８Ｏ　ＥＸ８０　ＥＸ８０　ＥＸ８Ｏ　１０８．０／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．Ｏ／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．Ｏ／１１９．３　１０８．０／］１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．Ｏ／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．０／１１９．３　ｌ（）８．０／１１９．３　１０８．Ｏ／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．Ｏ／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．Ｏ／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．Ｏ／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．Ｏ／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．Ｏ／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．Ｏ／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．０／１ｌ９．３　１０８．Ｏ／ｌ１９．３　１０８．Ｏ／１１９．３　１０８．Ｏ／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．Ｏ／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．０／１１９．３　１０８．Ｏ／１１９．３　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６　２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．Ｇ／６＋２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６＿６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／６．２　６．６／Ｇ．２　６．６／６．２　６。６／６　２　６．６／６．２　０．４Ｏ／Ｏ．４Ｏ　０．１８／０．１３　０．４１／０．４１　１０．４８／１０．３５　１１，２４／１１．１０　１１＿２１／１１．Ｏ７　１１．１６／１１．Ｏ３　１１．４２／１１．２８　１１．０１／１０．８８　１１．４３／１１．２９　１１．２８／１１．１４　１１．１９／１１．０５　１１．４３／１１．２９　１１．４３／１１．２９　ｌ１．４２／１１．２８　１１．４２／１１．２８　ｌ１．４６／１１．３２　１１．１８／１１．０４　１．９／１．８８　１１．１１／１０．９８　１０．９６／１０．３　１０．８Ｏ／１０．６７　ｌ１．３３／１１．１９　１１．４］／１１．２７　ｌ１．３８／１１．２４　１１．４１／１１．２７　１１．２７／１１．１３　１１．２４／１１．１Ｏ　１１．００／１０．８７　１１．４１／１１．２７　ｌ１．２１／１１．０７　１１．２０／１１．０６　１１．１４／１１．Ｏ１　１１．２４／１１．１０　１１．４１／１１．２７　１１．１６／１１．０３　ｌ１．１９／１１．０５　１１．４２／１１．２８　１１．８０／１１．１６　１１．１６／１１．Ｏ３　１１．４２／１１．２８　１０．９８／１０．８５　１０．９４／１０．８１　２０８９．ＯＯ／２Ｏ８７．４Ｏ　２０８８．６Ｏ／２Ｏ８７．ＯＯ　２０８８．４７／２ｏ８６．８７　２０８８．０６／２Ｏ８６．４６　２０７７．５８／２０７６．１１　２０６６．３４／２Ｏ６５．０１　２０５５．１３／２ｏ５３．９３　２０４３．９７／２Ｏ４２．９１　２０３２．５５／２０３１．６３　２０２１．５４／２ｏ２ｏ．７５　２０１０．１￣／２ｏｏ９．４６　１９９８．８３／１９９８．３１　１９８７．６４／１９８７．２６　１９７６．２１／１９７５．９７　１９６４．７８／１９６４．６７　１９５３．３６／１９５３．３９　１９４１．９４／１９４２．１１　１９３０．４８／１９３０．７９　１９１９．３０／１９１９．７４　１９１７．４ｏ／１９１７．８７　１９０６．２９／１９０６．９　１８９５．８８／１８９６．０６　１８８４．５８／１８８５．３９　１８７３．２Ｏ／１８７４．２Ｏ　１８６１．７９／１８６２．９３　１８５０．４１／１８５１．６９　１８３９．ｏｏ／１８４０．４１　１８２７．７８／１８２９．２８　１８１６．４９／１８１８．１７　１８０５．４９／１８０７．３１　１７９４．Ｏ８／１７９６．Ｏ４　１７８２．８７／１７８４．９６　１７７１．６７／１７７３．９０　１７６０．５３／１７６２．８９　１７４９．２９／１７５１．７９　１７３７．８８／１７４０．５１　１７２６．７２／１７２９．４９　１７１５．５３／１７１８．４３　１７０４．１１／１７０７．１５　１６９２．８１／１６９５．９９　１６８１．６５／１６８４．９６　１６７０．２３／１６７３．６８　１６５９．２５／１６６２．８３　浮鞋　球座　启动器　２　３　４　６　７　８　９　ｎ　勰　勰　

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浅谈侧钻井完井固井工艺技术

浅谈侧钻井完井固井工艺技术

浅谈侧钻井完井固井工艺技术

摘要本文从开窗侧钻井完井固井工艺、工具、水泥浆体系出发,就钻井完井管串结构如何适应油藏开采及修井的需要,不断地对完井固井工艺及工具附件的改进进行探索,从而提高了管外水泥环的质量,减少了固井施工和采油及修井过程中事故的发生,降低了油井维护和修理费用,降低了生产成本,提高了侧钻井的经济效益。

关键词开窗侧钻井;完井工艺;固井工艺;侧钻水平井;水泥浆体系

胜利油田经过多年的勘探开发,目前已进入中后期生产阶段。目前油田大部分油气藏经过多年开发,采用直井开发不仅面临许多问题,如水锥或气锥等问题,而且很难取得良好的经济效益。油田进入中后期后,存在后备储量不足、采收率低,钻井成本高等问题,都严重影响着老油田的发展。同时,在多年的生产中,因井下落物、套管损坏、砂卡问题造成相当数量的油井低产或停产。而开窗侧钻水平井钻井技术是解决这些问题的有效途径之一,在低效、停产井中进行重钻作业,可充分利用已有的井段,其成本要比钻新井低得多。

1开窗侧钻完井固井工艺现状

20世纪80年代中期,胜利油田开始研究开窗侧钻完井固井工艺技术,当时仅限于Φ244.5套管内开窗,成本过高。1993年,开始对侧钻完井固井工艺技术进行研究攻关,用简易方式对几十口井施工,但效果并不理想。1998年,与加拿大法玛斯特公司合作侧钻井项目并施工了营66-侧37和利16-侧6全部采用了自己研制的工具附件、外加剂。在“九五”期间承担了国家重点项目《51/2’’套管内开窗侧钻水平井技术研究》的研究和攻关。完成侧钻水平井21口,短半径侧钻水平井10口,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井完井固井工艺配套技术。在Φ244.5、Φ177.8和Φ139.7套管中成功地完成了几百口各类开窗侧钻井和几十口高难度的开窗侧钻水平井。

2侧钻井完井管串结构的发展

2.1第一阶段

1986-1998年,管串结构为Φ139.7套管内开窗下Φ101.6尾管或座底式尾管;Φ177.8套管内开窗下Φ127尾管。Φ139.7套管内径一般为Φ120-Φ124,裸眼直径一般为Φ118-Φ130,101.6套管本体与Φ139.7套管单边间隙只有9.2-11.2 mm,与裸眼单边间隙为8.2-14.2 mm,一方面,由于环空间隙太小,扶正器无法加放,套管不能居中,水泥环不均匀,固井质量难以保证;另一方面,水泥环单边厚度达不到规定的19mm,水泥环强度满足不了固井的要求,还给固井施工和保证质量造成了很大困难,虽然采取了用偏心钻头扩眼措施,效果仍不理想。而采用从立管的灌泥浆闸阀处注水泥方式,注水泥结束,需要卸开方钻杆,冲洗方钻杆及地面管汇内的水泥浆,并投放钻杆胶塞。施工作业不连续,替泥浆无法计量,易造成误判断。从成本

石油工程技术 膨胀式尾管悬挂器简介

石油工程技术 膨胀式尾管悬挂器简介

PZXGY244.5×140-SW膨胀管悬挂器简介

1前言

在石油钻井中，膨胀管悬挂器作为尾管完井中的一种新工具，具有悬挂力大、密封可

靠等优点，可以成功地解决常规悬挂器环空易泄漏、重叠段固井质量差等难题，尤其在水

平和大位移钻井中膨胀管悬挂器有着常规尾管悬挂器无法比拟的技术优势，具有广阔的应

用前景，为钻井工业带来可观的社会效益和经济效益。

2基本原理

PZXGY244.5×140-SW型膨胀管悬挂器主要由连接机构、悬挂机构、扭矩传递机构、回

接机构等部分组成，可在244.5mm套管中悬挂140mm尾管，工具由提升短节、膨胀管、中

心管、膨胀锥、盲板等部件组成，膨胀管外部加工有悬挂金属环并安装密封橡胶套。其中，

膨胀管用于连接钻具及尾管并传递扭矩，膨胀锥、膨胀管及中心管等组成悬挂机构用于实

现膨胀作业，提升短节用于与上端钻柱组合及下端尾管连接。结构示意图:见图1。

3工艺原理

钻具组合：引鞋+筛管串+套管+膨胀管悬挂器+钻杆（串）。

当膨胀管悬挂器下入到悬挂位置后，开泵憋压，压力上升，膨胀锥上行，使膨胀管膨

胀与上层套管内壁紧密贴合。膨胀完成后，压力掉零，上提钻具，将悬挂器中心管、膨胀

锥、盲板一起从井内提出。

4PZXGY244.5×140-SW主要技术参数表1PZXGY244.5×140-SW主要技术参数产品型号项目PZXGY244.5×140-SW

标称外径mmΦ210

长度m3.185

环空密封压力MPa35悬挂力kN500施工压力MPa16-20胀后内径mm190

抗外压MPa25

抗内压MPa40

密封形式金属+橡胶复合密封

连接螺纹（API）上NC50（母扣）

下（公扣）5-1/2"LTC

5技术特点：

5.1环空密封可靠；

5.2悬挂后通径大,增大了套管内部的有效流动面积；

5.3一趟钻完成打压膨胀、试压、取出盲板施工；

5.4施工工艺简单,没有提前坐封等危险,从而可以降低作业风险。

6使用方法

6.1入井前的准备

对膨胀管悬挂器外观进行检查，确保膨胀管、密封橡胶套及连

可膨胀管关键技术及机理简述

可膨胀管关键技术及机理简述

可膨胀管关键技术及机理简述

【摘 要】为应对在石油钻井工程中堵漏、修复、防砂和防塌等技术难题，国内外开始研究可膨胀管技术。现如今可膨胀管技术已经成为石油工业领域发展迅速的技术之一。国外已成功应用可膨胀管技术，国内对于该技术也相应的进行了理论研究和室内室外实验。可膨胀管技术可用于多种类型油井的建井、完井及固井作业。其使用范围相对来说比较广，从陆地到浅海，甚至到深海。本文针对可膨胀管关键技术及膨胀机理进行简述。

【关键词】完井及固井；可膨胀管技术；石油工业领域

可膨胀管技术就是将下到井眼中的钻井管柱，在管材塑性变形区域内，通过液压或机械驱动锥体，使管柱径向膨胀并发生永久塑性变形，达到所需生产管柱内径，从而“节省”井眼直径、缩小钻孔尺寸的一种钻井新技术。该技术最终目标是可用同一种直径的钻头钻进，并用同一种直径的套管完井，优质快速、高效地钻达预定层，实现同一直径的钻井、完井、固井，能提高钻井作业效率和固井质量，以及改善现有的井身结构和解决修井系列难题，降低成本，提高经济效益。本文对可膨胀管的关键技术进行阐述并对可膨胀管发展提出建议。

1.可膨胀管关键技术

1.1可膨胀管材料的挑选

可膨胀管在塑性变形区域内膨胀[3]（见图1），这就要求其材料在膨胀过程中应具有良好的塑性变形能力，低的屈服强度和屈强比、足够的抗拉强度、良好的塑性、冲击韧性和抗腐蚀、磨损及断裂等性能[4]。许瑞萍等通过实验研究，提出了可膨胀管材料铁基膨胀合金设计准则，认为可膨胀管材料应具备高塑性、高强度、高加工硬化率和强塑性等特点，可采用材料在外加应力的作用下，发生奥氏体γ转变为ε马氏体相变来提高材料的强塑性[5]。

目前所用的可膨胀管材料是经过特殊热处理后普通油田管材用的钢材，热处理后能增加材料的塑性、延展性和断裂韧性，降低缺陷敏感性[6]。理论和实践证明，管体在膨胀后，管体长度将收缩3%～4%，壁厚将减少3%～6%；管柱在膨胀后其抗拉强度有所增加，但抗外挤压强度会下降至膨胀前的50%～60%，其原因普遍认为是金属的包辛格效应造成的。在国内，自从引进可膨胀管技术后，国内多家研究机构开始关注管材的研究，但都还没有取得实质性进展，因而我国对膨胀套管技术的研究还仅限于机理分析和室内实验时期[1]，还不能把可膨胀管技术运用于油气田的开发。

套管开窗侧钻的关键技术及配套设备

套管开窗侧钻的关键技术及配套设备

套管开窗侧钻的关键技术及配套设备

发布时间：2022-12-30T05:40:53.249Z 来源：《工程建设标准化》2022年9月17期 作者： 邵波

[导读] 套管开窗侧钻技术正逐步配套完善，其在提高油田开发水平、

邵波

中石化经纬有限公司胜利定向井公司 山东省东营市 257000

摘要：套管开窗侧钻技术正逐步配套完善，其在提高油田开发水平、节约钻井成本、使套损井高效地重新利用、提高大修井技术手段等方面具有较大优势，是老油区剩余油挖潜、提高油田采收率行之有效的手段。该技术适用于断失层，局部微构造高点，井间剩余油滞留

区，老井部分生产层段报废、原井仍有潜力的层系，井网不完善的潜力层。侧钻工艺技术代表了一个油田大修井工艺技术水平。因此探讨

套管开窗侧钻工艺流程、关键技术及其配套设备，具有重要的作用与意义。

关键词：套管开窗侧钻；工艺流程；关键技术；工具；配套设备

1.开窗点选择原则

为挖掘剩余油潜力可将井型细分为五种类型：断失层；局部微构造高点；井间剩余油滞留区；老井部分生产层段报废，原井仍有潜力的层系；井网不完善的潜力层。侧钻井技术优势包括：可使死井复活；可强化采油，延长油藏开采年限，提高最终原油采收率；可充分利

用老井上部井眼，大幅度降低钻井成本；可充分利用老井场和地面设施，节约投资，保护环境；可获取新的地质资料，为重新认识油层提

供依据。

套管开窗侧钻技术的实施基础就是对开窗点的选择，只有选择出最佳开窗点，才能为侧钻质量提供保障。在进行现场开窗点的选择时，首先需要对该井眼的状况进行资料的收集，然后根据收集到的资料进行详细的分析，从而才能确定最佳开窗点。选择开窗点需要遵循

的具体原则如下：（1）原有固井和井眼质量良好； （2）现场有利于钻井、采油和井下作业；（3）尽量选择在井眼原有的套管上进行开

窗，这样能够一定程度上减少侧钻的施工周期，从而也能节约开采成本；（4）不要在套管扶正器周围进行开窗，争取较少的使用铣套管进