膨胀管套管补贴技术共24页文档

膨胀管技术及应用一绪论
二国内外技术的研究与应用
1国外方面
2 国内方面
三文章内容
第一章膨胀管的材料分析
1 高品质膨胀管材料的探索
2 不同材料的膨胀管分析
3 一些高性能钢材膨胀管的分析
4胀筛管的基管材料的分析
第二章膨胀管的设计原理及研究
1膨胀管技术机理和研究
2 膨胀管推力理论方面研究
3 膨胀管弹塑性力学分析研究
4膨胀管力学性能和动力方面研究
第三章膨胀管技术发展和应用
1膨胀管加固技术的发展和应用
2膨胀管在钻井过程中的发展和应用
3膨胀管技术在油田开发方面的应用
4膨胀管技术在大港油田中的应用
第四章膨胀管技术的突破和未来
1中国在膨胀管技术的突破2膨胀管技术在中国的未来
一绪论
在传统的油气井钻井作业中,随着井深的增加,下入井眼中的套管层次也在增加,从而使可利用的井眼直径越来越小。

在深井超深井钻井中, 井眼直径的不断缩小有可能导致无法最终钻达目的层。

而膨胀管技术是专门解决这一问题的，实体膨胀管技术是在钻井工程领域发展起来的一项用于钻进过程中充当临时技术套管作用的一项新技术。

随着油田的开采, 油水井套管损坏日趋严重, 介绍了实体膨胀管技术原理及实体膨胀管技术的最新发展方向, 从油田开发这个角度出发, 介绍了该技术在油田开发过程中进行套管补贴、侧钻井完井等多项领域内进行应用的技术优势, 就胜利石油管理局钻井工艺研究院开发的小尺寸实体膨胀管技术在国内石油开发系统中的应用进行了介绍, 该技术的研制成功,
二国内外膨胀管技术的研究和应用
1国外方面。

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。

TECHNOLOGY TREND随着油田开发时间的推移，受地质构造、油层出砂、油水井增产措施以及修井作业等内外因素的综合影响，油层套管不断出现变形、破裂、错断、穿孔等损坏现象。

油田开发中后期，套损井尤为严重。

油层套管损坏使油水井不能进行正常的生产和作业。

因此，修复套损井已成为油田大修作业的重要内容。

套管补贴是通过粘贴或挤压，将补贴管紧贴于套管损坏处。

套管补贴技术在玉门油田主要用于套管破裂和漏失井的修复应用中。

针对套管损坏原因和井下特点，玉门油田在2006年引进了燃气动力套管补贴技术，并在鸭儿峡作业区615井和32井成功应用。

2008年以来，又引进了膨胀管套管补贴技术，已在老君庙和鸭儿峡得到了广泛应用，取得了较好成效。

1燃气动力套管补贴1.1燃气动力套管补贴技术简介燃气动力补贴技术其主要工作原理是利用火药燃烧产生的高压气体，推动系统中的活塞与活塞缸做相对运动，促使加固管上下两端的锥管相对运动，达到设计位置，径向扩胀金属锚（上下锥）和金属密封环，使之在套管内壁牢牢座封，最终将加固管固定在破损套管处，达到补贴的目的。

同时补贴加固器自动解卡，从井下安全提出全部投送工具，完成补贴加固管任务，井下不留遗留物。

曾对补贴管做的耐压试验表明，高效燃气动力补贴管在井下可以耐压150MPa ，地面试压50MPa ，说明对破损套管补贴的效果非常好。

1.2燃气动力套管补贴技术现场应用2006年初，通过大量的信息查询和资料调研工作，玉门油田引进了套管然气动力补贴技术，先后在鸭儿峡作业区615井和32井进行了现场应用。

共对4个破损、漏失层段进行了补贴，累计补贴长度32.86m ，取得了单层补贴长度最长13.07m ，单井（615井）补贴层数3层，成功率达100%的好成绩。

1.3膨胀管套管补贴技术现场应用本文以H289井施工为例，介绍膨胀管套管补贴施工工艺工序。

H289井套管外径139.7mm ，内径124.26mm ，水泥面867.79m 。

膨胀管套管补贴技术应用作者：王岷君张超群来源：《现代企业文化·理论版》2009年第01期摘要：随着老君庙油田开发时间的延长，大部分生产井的套管都存在损坏现象，并且损坏形式复杂多样，常规的套管修复技术在处理复杂地层时往往表现出施工周期长、投入成本大、修复成功率较低。

套管补贴技术的引进和应用，解决了上述难题，提高了修井效率。

文章对膨胀管套管补贴技术原理及现场应用进行了初步探讨。

关键词：膨胀管套管补贴技术；套损井修复；膨胀管规格中图分类号：X799.5文献标识码：A文章编号：1674-1145(2009)-02-0112-02随着老君庙油田开发时间延长，套损井逐年增多。

套管变形、破裂、错断等套坏类型复杂，另外，受注水开发影响，老君庙油田井下地质结构复杂多变，较多的坏套井都存在溢流量较大、大量吐砂、出红泥浆等现象，这些情况的存在，给我们封堵工作带来了很多困难。

有些套管损坏井，由于管外水泥返高较低，或套管管外水泥环损坏，造成套管漏失，常规挤水泥封堵效果较差；有些油水井上部套管损坏，如采取衬补措施则衬补段较长。

应用膨胀管套管补贴技术解决了多井段套损漏失导致油水井不能正常生产的矛盾，取得较好效果。

2008年9月，老君庙油田710井和H289井两口套损漏失井应用了该技术，一次成功率达100％，有效率100％。

膨胀管技术是上世纪九十年代产生并发展起来的一项新技术，是21世纪石油工业发展的核心技术之一。

膨胀管是一种由特殊材料制成、具有良好塑性的金属钢管，下入井内后可通过机械或液压的方法在直径方向膨胀10％～30％左右，以满足不同工艺的要求；同时，在冷做硬化效应下，管材强度和刚性得到提高，膨胀变形后的机械性能达到API标准J55钢级套管的同等水平。

一、膨胀管套管补贴技术原理膨胀管套管补贴是对套损井段进行整形或磨铣处理后，用油管将膨胀管管柱下至需要补贴修复段深度，在地面用高压泵向油管内打压，当膨胀管发射腔内压力达到一定数值后，膨胀锥推动油管与油管一起上行，当膨胀锥上行距离超过膨胀管柱长度时，油套连通。

油水井大通径套管修复技术一、油水井套损原因及危害在油田开发过程中，由于地质活动、地层滑移、层间压差、区块压差、泥岩吸水膨胀、频繁作业施工、注水、注气、腐蚀等影响，使油水井套管的技术状况越来越差，套管内凹、变形、孔洞、裂缝、错断拉开的数量逐年增多，尤其是处于高含水后期开发的油田，随着套管服务年限的增长，油田地层压力的变化，油水井套管损坏问题显得十分突出。

轻则是油水井不能正常测试，无法采取下返油层及堵水等措施，重则造成大量的油水井报废。

套损井的出现严重破坏了井网的注采关系，给油田生产造成了很大影响。

针对上述情况，我公司研制成功大通径套管密封补贴加固技术和与之配套的小直径井下工具完井技术，为套损井修复提供了新的技术手段。

二、大通径套管密封补贴加固技术原理套损井打出通道后，配以液压密封加固技术对套损井段进行补贴加固，液压密封加固器由压力放大器、缓冲装置、补贴加固器三大部分组成。

由地面泵车打压，通过压力放大器将放大的力通过传力系统，作用在加固器的座封机构上，使其完成封补加固过程。

作用力达到一定数值后，通过缓冲机构完成补贴器的座封，从而实现对套损井段的补贴加固。

三、大通径套管补贴技术的先进性1.施工工艺较以往的补贴技术先进，补贴后内通径大、寿命长、承压高。

2.适用性广，对井深、井径等条件无严格限制，损套井段深浅对于成本费用无太大影响。

3.完井工艺先进，套管补贴后，可采用与之配套的小直径井下工具进行分采、分注。

4.施工周期短，成本低。

5.大通径套管补贴加固技术（简称Φ110mm）与以往的Φ100mm套管补贴加固技术相比具有以下技术优势：①Φ100mm套管补贴加固技术在补贴井段只能通过Φ 95小直径封隔器完井，Φ 95小直径封隔器的胶筒外径从95mm扩张至124mm的工作尺寸，胶筒的抗疲劳性能降低，封隔器使用寿命受到限制。

而Φ110mm套管补贴加固技术在补贴井段能通过Φ100-Φ105小直径封隔器完井，封隔器的使用寿命接近Φ114封隔器的寿命。

吐哈油田膨胀管套管补贴技术应用作者：肖进东苏文红来源：《中国新技术新产品》2012年第20期摘要：已经过20多年开发的鄯善、丘陵油田，油水井套损比例最高，严重影响油水井生产。

本文从膨胀管套管补贴的发展过程、技术应用的范围、目前套损井治理方式、油田开展膨胀管补贴的技术准备及适应性论证、油田膨胀管补贴技术及工艺过程、应用情况及效果、认识及建议进行了叙述，指出该技术适合鄯善、丘陵等开发中后期油田套管损坏的治理，提出了适合于变形、破裂等套损特点的施工工具配套、优化施工工序及通过施工后认识。

关键词：套损治理；补贴技术；优化工序；工具配套中图分类号：U652.7+4 文献标识码：A1 膨胀管套管补贴技术原理及技术应用分类可膨胀套管是一种由特殊材料制成、具有良好塑性的金属钢管，膨胀管补贴技术是将可膨胀套管（钢制套管）下到井下后，在井下通过液压冷挤扩张的方法对损坏套管进行补贴，从而达到修补损坏套管的目的。

该项技术按照用途，可为两大类：（1）套管内补贴：套管加固、堵水及层系封堵；（2）裸眼系统封堵：尾管悬挂、老井加深侧钻、膨胀式筛管防砂、水平井尾管悬挂、钻井上的应用等。

2 油田套损现状及套管补贴的技术适应性论证2.1套损井现状吐哈已开发油田套损井统计表2.2套管补贴的技术适应性论证2.2.1套管修复的技术难点及技术对策（1）地层情况复杂，套管变形形式、变形量确定困难，采取多臂井径仪测井法、铅模打印等套管诊断技术进行分析；（2）套损井井下情况比较复杂，处理井筒方式（打通道等）施工难度大、风险高，针对地层出砂严重、水泥环固结破坏等情况，配套多类打通道管柱结构和各类磨铣专用工具；（3）套变井治理后通径必然变小，后期增产措施实施困难，应用小直径封隔器等工艺技术；（4）套损井治理方式选择优化难度大，力争实现少投入多产出，优选施工简易及效益最大化目的技术措施。

2.2.2套损井修复配套技术（1）套管破损诊断技术；（2）井筒准备--打通道技术；（3）套损井修复配套技术。

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。