采用膨胀套管技术优化复杂深井超深井下部井身结构

为了探索采用膨胀套管技术优化复杂地质条件下的深井、超深井井身结构的可行性，采用理论分析与计算机有限元模拟研究手段，对在?244.5 mm套管以下采用?193 mm和?139.7 mm膨胀套管的新的井身结构方案进行了分析论证，并对膨胀后的套管强度进行了有限元模拟计算。结果表明，相对于传统设计，新的井身结构可以在?244.5 mm套管以下多增加2层套管，并且膨胀套管的膨胀幅度可以根据需要进行优选，而且110 ksi和80 ksi钢级的膨胀套管膨胀后的强度是能够满足要求的。认为应用膨胀套管技术优化深井、超深井下部井身结构是解决复杂地质条件下深井、超深井钻井问题的一个值得探索的好方法。     

深层侧钻水平井膨胀套管钻井封堵技术研究

针对塔河油田部分深层侧钻井存在地质避水要求,且钻遇易漏和易坍塌地层的情况,分析了塔河侧钻井现状及难点,优选了技术方案并探讨其可行性,采用膨胀套管充当技术套管封堵复杂层。结合深层侧钻水平井的井况条件,对膨胀套管关键技术进行研究及优化,完善了技术实施方案。详细介绍了膨胀套管技术在TK6-463CH井首次封堵应用情况,现场应用结果显示,膨胀套管实施后能够满足钻井封堵和后续非常规小井眼钻井要求,为其提供了一种全新的解决方案,也为膨胀套管技术在复杂地层钻井提供了技术基础。     

膨胀套管钻井的可行性研究与设想

套管钻井是将标准套管作为钻杆,它省略了下套管工序,减少了起下钻杆和井下事故发生的次数,从而节省了钻井时间。利用膨胀管技术,可在井下将钻井管柱径向膨胀,形成单一井径井眼。膨胀后的生产套管能达到更大的尺寸,从而增加了油井的产量。因为这两种技术的施工程序相似,所以将这两种技术结合来实现膨胀套管钻井在理论上是可能的。复合的思路是用膨胀套管作为钻杆,当钻达目的层深度后将其膨胀。针对这种新型的钻井技术,由于钻井过程中膨胀套管要承受较大的扭矩,而且套管膨胀后强度大幅降低,所以对钻井过程中膨胀套管的抗扭以及膨胀后的抗外挤进行了考虑,并提出了解决的办法。最后,针对膨胀套管钻井的特点提出了其合理的应用范围。     

塔河油田小井眼侧钻井二开次钻完井优化方案

目前,177.8 mm套管侧钻井若钻遇漏失层、高压层、易塌层等复杂地层时,一开次难以正常完钻,采用常规手段下套管封隔后,后续作业难以实施。为了解决小井眼套管侧钻井的二开次钻井完井难题,提出139.7mm膨胀套管封隔和膨胀悬挂139.7 mm直连套管封隔的技术方案;同时优化直井井身结构,研究新三开结构193.7 mm套管侧钻井二开次完井方案,通过对各技术方案进行可行性分析和关键技术研究,形成了一整套互为完善的小井眼侧钻井二开次钻完井技术。结合该技术的现场试验结果,对各种二开次钻完井方案进行评价和适应性分析,以便为小井眼套管侧钻井二开次钻完井提供更为全面、更有针对性的技术支撑。     

塔河油田深层侧钻水平井膨胀套管钻井完井技术

塔河油田奥陶系储层侧钻水平井受老井井身结构、地层及地质避水要求等的限制,需要提高造斜点至上部石炭系泥岩段地层,而该地层与奥陶系储层为2套不同的压力系统,因此如何有效封堵石炭系易塌地层,是高效开发该地区奥陶系剩余油的关键。采用膨胀套管充当技术套管封堵钻井复杂地层,通过优化井身结构及后续的钻井工艺,为解决塔河油田深层侧钻水平井钻井、完井难点提供了一套全新的方案。针对塔河油田177.8mm套管深层开窗侧钻井的钻井、完井难点,通过深入分析研究膨胀套管管材和膨胀螺纹等关键问题,完善了深井膨胀套管的施工工艺和实施程序,探索出一套塔河油田深层侧钻水平井膨胀套管钻井完井技术。该技术在塔河油田现场试验3口井,开窗层位均位于石炭系地层,开窗点深于5 100m,侧钻后在斜井段成功封堵裸眼复杂地层,实现了国产膨胀套管首次在裸眼定向井段的封堵应用,为钻井、完井中封堵复杂地层提供了新的技术手段。     

膨胀悬挂直连型尾管小井眼二开次钻完井技术

φ177.8 mm套管内的小井眼窄间隙井钻遇高压层、易坍塌地层及漏失地层时,若采用常规技术手段和井身结构则难以下入技术套管封隔漏失层实施二开次钻井及完井作业,若采用膨胀套管充当技术套管,构建"临时井壁"封隔复杂层将面临成本高、周期长等问题。为此,提出了悬挂直连型尾管代替膨胀套管的封隔方案,利用膨胀悬挂器悬挂大直径尾管和提供尾管头密封的优势封堵复杂层,然后下入随钻扩眼钻头钻至目的层,实现二开次完井。对随钻扩眼钻头和大通径膨胀悬挂器进行了设计,对尾管尺寸进行了优选,对固井附件和固井工艺进行了设计和优化。3口井的试验结果表明,该技术实现了二开次套管完井作业,能成功封隔漏失层,满足钻井及完井要求。     

用于复杂完井与钻井的新式工具——可膨胀割缝管

一种新式可膨胀割缝管（ＥＳＴ）最近通过现场试验，在钻井和完井作业中取得潜在的技术效益和经济效益。现场试验表明，割缝管主要有两种用途：一是在钻井期间，割缝管与纤维水泥结合使用，可以保持原有井眼直径，而不必下入技术套管穿越多事故区；二是用于完井，膨胀的割缝管将防砂筛网靠紧射孔套管，起到有效防砂作用。     

膨胀管技术在钻井过程中的研究与应用

膨胀管技术在钻井过程中主要用于解决漏失、套管下放不到位和高低压同层等问题。该技术不减小上层套管内径尺寸,原钻头及钻柱组合无需改变,特别是在深井和超深井的钻井中,膨胀管技术可封堵问题层段,并提供足够的作业通道。在介绍膨胀管技术发展现状的基础上,针对203.2 mm×244.5 mm规格的膨胀管串进行了组装和试验测试,结果表明优质膨胀管的膨胀率为21.3%,内通径达到222 mm。同时对管材膨胀后的抗内压和抗外压进行了测试,分别达到35和25 MPa,均未出现螺纹密封泄漏和塑性形变。最后在介绍膨胀管技术施工工艺的基础上指出,膨胀管技术可在不改变原有井身结构的条件下处理钻井遇到的问题,达到节约钻井成本、延长钻井深度的目的。     

膨胀套管技术在侧钻井完井工程的应用研究

膨胀套管技术作为一种新兴技术越来越受到石油工程界的重视，采用该技术可以改善现有井身结构，增大完井井径，有利于后续钻井、采油及修井工程作业。介绍了膨胀套管技术的原理及其在侧钻井中应用的技术优势、关键技术和国产膨胀套管技术首次在裸眼井中的应用情况。     

国外可膨胀套管技术的发展及应用

可膨胀套管技术是21世纪石油工程领域的新兴技术之一。该技术可用于多种类型的油井建井,大大降低钻井、完井的费用,还可以用于老井侧钻、套损井的修补,提高作业效率。近年来,该技术在国外发展较快,并成功地应用。介绍了可膨胀套管的原理和技术优势、国外可膨胀套管相关技术的发展及应用情况。     

膨胀尾管悬挂器研究及应用

常规尾管悬挂器由于密封性能差、内通径小等问题很难满足生产需要,为此,对悬挂及密封材料、液压及机械相结合的膨胀机构、膨胀方式、爆破盘等关键技术进行了研究,研制了膨胀尾管悬挂器.介绍了其结构和工作原理,阐述了其技术优点:该技术把膨胀套管技术应用到尾管完井领域,密封悬挂机构采用高强度橡胶材料,膨胀方式采用液压和机械相结合、由上至下的膨胀方式,设计了爆破盘.为检验膨胀尾管悬挂器的性能指标,进行了膨胀尾管悬挂器室内试验,验证了膨胀尾管悬挂器的基本性能.在王102-侧54井进行了侧钻井现场试验,悬挂φ95 mm尾管901.67 m.膨胀尾管悬挂器集尾管悬挂器及上封隔器于一身,有效解决了尾管头漏失问题,且悬挂密封可靠,内通径远大于尾管内径,是尾管完井技术的最新发展方向.     

实体膨胀管技术在油田开发中的应用

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,为油田老井的恢复及再生提供了一个崭新的技术手段.     

膨胀悬挂器技术在石油工程中的应用

膨胀悬挂器作为膨胀套管技术的衍生产品,能够有效地对尾管头和套管重叠段进行密封,优化侧钻井窗口深度,拓宽悬挂器的应用范围。胜利油田已开发出套管膨胀悬挂器、筛管膨胀悬挂器和旋转尾管膨胀悬挂器3种类型,并实现产业化应用,涉及钻井、完井和修井等领域。通过分析膨胀悬挂器的结构特点、工作原理、技术参数及技术优势,结合现场应用情况,对膨胀悬挂器进行结构优化设计,取得了较好的应用效果。     

塔河油田Φ177.8 mm套管开窗侧钻井技术难题与对策探讨

近年来,塔河油田为满足部分侧钻井的地质避水要求,采取从石炭系巴楚组或奥陶系上部桑塔木组泥岩段进行开窗侧钻,但泥岩在井内液体浸泡下存在易坍塌、掉块等不稳定问题,给钻井、完井带来了巨大的安全隐患。此文介绍了塔河油田φ177.8 mm套管开窗侧钻井技术现状与难题,探讨了下φ127 mm套管、膨胀波纹管、实体膨胀管封隔泥岩三种技术方案的可行性。     

国内尾管固井完井技术现状

介绍了小井眼固井、尾管先期防砂完井、尾管回接固井、旋转尾管固井、膨胀套管完井和尾管钻井等6种新兴的尾管技术.分析了特殊卡瓦式悬挂器、尾管回接装置和膨胀式悬挂器等3大类尾管完井工具研究现状.建议在尾管完井中采用特殊尾管和新兴的完井方式,并采用多手段提高尾管固井质量.指出尾管悬挂器应向多功能化、简单化和可靠性方向发展.     

海上深井膨胀悬挂器钻完井技术研究及应用

针对尾管固井时出现的尾管头漏失现象,结合所悬挂尾管类型,研制出海上深井膨胀悬挂器。它是利用膨胀悬挂器悬挂技术套管,利用膨胀悬挂器的良好密封性能,结合密封水泥环封隔钻井过程中的复杂压力体系,彻底解决尾管头的环空漏失问题,保证后续钻井安全。室内试验及现场应用情况表明,膨胀悬挂器各部件工作正常,膨胀后密封压差45 MPa,坐挂时对技术套管无影响,技术套管与胶筒无相对位移,单段40 cm的氟橡胶筒悬挂力≥600 kN,具有较强的密封悬挂能力,能满足设计及现场要求。     

等井径膨胀套管技术发展现状

等井径技术是膨胀套管技术的发展方向,该技术可以在钻井过程中保持无内径损失钻进,实现全井采用同一尺寸的套管完井,从而消除井眼锥度,降低建井成本,拓展现有钻探区域。介绍了等井径技术的原理和技术优势,阐述了等井径膨胀套管系统的技术发展及应用情况。     

Cr12MoV膨胀锥在管材膨胀试验中的应用

膨胀锥是膨胀工具的核心部分,对膨胀管技术的应用和发展意义重大.选用模具钢Cr12MoV为基材,设计加工了小锥度(6°)的膨胀锥,采用自上而下的膨胀工艺对J55套管和316L 不锈钢管进行径向膨胀.试验结果表明:经过1 020℃淬火+160℃低温回火处理后,Cr12MoV膨胀锥满足工作要求,并顺利完成对J55套管和316L不锈钢管的径向膨胀;2种管材的平均膨胀率分别为9.33％和9.05％,其长度减小幅度分别约为4.4％和3.6％,J55套管的回弹率要略大于316L不锈钢管.