套管外封隔器在封固防窜方面的应用

介绍了套管外封隔器固井技术，阐述了套管外封隔器在封固防窜方面的试验和应用情况，总结出了试验和应用取得的成效和认识。套管外封隔器技术的合理应用，有效提高了封固防窜效果。     

固井套管封隔器使用技术探讨

为提高沙特项目不同井型的固井质量,应用了双级固井技术。在双级固井技术实施过程中合理使用固井套管封隔器是施工成败的关键。本文介绍了固井套管封隔器的技术原理,对套管封隔器下入前的地面检查,下入过程中的连接及注意事项,固井注水泥施工措施及常见使用问题进行了探讨,对从事双级固井施工的技术人员具有借鉴意义。     

套管外封隔器固井技术的应用

套管外封隔器固井技术对于解决高压油气井、调整井、二次采油厂固井时由水泥失重而引起的油、气、水窜及井喷等问题和提高固井一次成功率具有显著的效果。本文介绍了套管外封隔器在新疆克拉玛依油田１２个区块１４２口井的应用情况，充分证明了该技术的确定可行和有效。并对相类似的油田的复杂固问题题具有借鉴的意义。     

生产套管防护和堵漏的新方法

由于注水的高压和腐蚀作用 ,生产套管的防护工具和技术具有复杂性 ,相应的密封构件也有所发展。建议使用套筒封隔器进行生产套管的防腐和密封。本文提供了套筒封隔器及相关装置的结构和使用工艺。     

套管外封隔器模拟试验装置研制与应用

针对目前套管外封隔器的工作性能无法进行有效检测的问题,研制了一种套管外封隔器模拟试验装置。该试验装置设计有覆盖套管外封隔器工作井眼尺寸范围的一系列模拟井筒,可利用配套的加热系统模拟地层环境温度,可以在接近实际地层工矿条件下检测套管外封隔器的工作性能。该装置设计额定试验压力30 MPa,额定试验温度180℃。应用该试验装置完成了现场常用的139.7mm(5英寸)和177.8mm(7英寸)2种规格套管外封隔器的性能模拟试验,得到了其性能曲线,为套管外封隔器的现场使用提供了第一手的试验数据,取得了很好的应用效果。     

压胀式套管外封隔器研制与应用

国内外固井实践证明,应用套管外封隔器可使套管与井筒之间形成永久性桥堵,是避免异常地层压力或水泥浆凝固时失重所导致的高压油气水串通,提高套管居中程度及稳定性,防止固井后发生套管外油气喷冒的有效工具,对提高固井质量有明显效果。     

套管外封隔器技术发展及应用

随着石油开采的不断发展,地层压力变得日益复杂,套管外封隔器得到了越来越广泛的应用。该文简要介绍了套管外封隔器的基本结构及原理,对比了水力膨胀式和水泥浆膨胀式套管外封隔器的优缺点,分析总结了套管外封隔器的使用目的和适用情况,概述了完井管柱和注水泥内管柱的组配设计,分类描述了管外封隔器的现场应用,评价了管外封隔器注水泥施工的优势和风险。目前的管外封隔器存在着一定的缺点,需要进一步改进以满足更广泛的使用要求。     

井下封隔器封隔时套管应力的测试与计算

为提高封隔器使用的可靠性，对封隔器在模拟试验装置中进行了模拟井下实况的受力试验，测定了套管的应变，并用最小二乘法对测试数据进行处理，得到了封隔器时套管壁产生的应力计算公式，及套管壁应力的分布情况，这对封隔器设计和现场现场具有一定的指导意义。     

TFS—140—Ⅳ型套管外封隔器的试验及应用

针对常规封隔器密封部件承压能力仅为１８ＭＰａ,且控制部件可靠性差,以及不能满足水平井完井和采油工艺要求的问题,研制出ＴＦＳ—１４０—Ⅳ型套管外封隔器。这种封隔器的控制部件和密封部件设计合理,结构新颖,动作灵活可靠,承压能力达到４６ＭＰａ,能有效地封隔套管外环空和防止油、气、水混窜,并能经受４２ＭＰａ压裂作业的考验。在水平井中试验,封隔器坐封成功率、套管试压合格率和固井优质率均达１００％;在定向井及竖直井中应用,封隔器坐封成功率为９８％,套管试压合格率为１００％,固井优质率为９５％。     

小直径注采封隔器在套管变形井中的应用

针对油水井套管发生错断、变形以及套补以后，常规的封隔器无法满足分层措施、分注分采的要求，引进了小直径注采封隔器，并在现场进行了应用，施工成功率100％。封隔器外径比常规的缩小7～10mm，可以在Ф139．7mm套管变形尺寸大于110mm位置通过，节约了大量修井费用，提高了分注、分采工艺要求。     

几种高难套损井的套损形态及修井工艺

经过多年攻关研究,大庆油田套损井修复技术有了较大提高,形成了年修井1000口以上的生产能力,修复率达到80％,为油田的可持续发展做出了重大贡献。但进一步提高修复率难度很大,主要表现在几种高难套损井修复成功率较低,没有成熟有效的修复技术。几种高难套损井包括套损通径小于φ70mm的井、落物与断口平齐的井、严重坍塌出砂井、大段弯曲变形井、多点严重损坏的井针对上述几种高难套损井型的修复问题,结合大庆油田在修井方面的最新研究成果,提出了相应的修复工艺,经过现场的试验应用,见到了初步效果。     

套管钻井扭转残余应力对套管抗挤强度的影响

套管钻井中套管管柱的旋转动力来自井口所施加的扭矩。讨论了在套管钻井中不同扭矩下扭转状态的确定方法，对应不同的扭矩，套管具有弹性、弹塑性和塑性三种不同的扭转状态；讨论了不同扭转状态下残余应力的分布情况，计算了在弹塑性扭转和塑性扭转情况下的平均残余应力，推导了考虑残余应力影响下的套管抗挤强度修正公式。算例分析结果显示，在发生弹塑性扭转的情况下残余应力使套管抗挤强度下降了0．033％，在保证管体不发生几何形状改变的条件下，可忽略残余应力对套管抗挤强度的影响。     

深水工况下套管柱载荷分析

深水钻井施工风险高,成本高昂,需要研究科学的套管设计方法,以避免或减少因设计不合理而造成的井下事故与复杂情况。目前套管柱强度设计方法缺乏对深水钻井工艺条件的考虑,因此有必要进行深水套管柱载荷分布的研究,以弥补现有设计方法的不足。考虑深水作业过程中隔水管解脱、钻井液漏失、套管试压和固井等复杂工况,针对不同的工况,给出了套管内压、外挤及轴向等套管载荷的计算方法,并对国内一口深水井进行了实例分析。分析结果表明,原有的套管柱强度设计方法不能满足深水套管柱设计的要求,考虑深水特殊作业工况是正确选择套管柱的前提。该套管载荷的分析计算方法可用于陆地及浅海钻井套管柱设计。     

CDS系统下全漂浮套管串工艺及技术分析

近年来,随着海上油田勘探向滩海和深海的发展,大位移井由于其显著的成本和技术优势,获得了快速且广泛的应用。但是,在大位移钻井中应用传统下套管技术时发生了套管下不到设计位置且无法处理等井下事故。CDS(Casing Drive System)技术通过顶驱整合了套管钳、灌浆工具与循环工具,实现下套管自动连接,提供套管旋转及循环钻井液功能。基于CDS系统的组成及其下套管工艺的原理,通过将CDS系统与全漂浮下套管技术结合,形成了CDS下全漂浮套管串工艺。现场应用取得了良好效果,为超大位移井的下套管作业提供了新的技术方案。     

射孔对套管强度的影响研究

针对油田射孔段套管损坏严重的问题，采用有限元分析软件，按照平面问题，以实体建模的形式，研究了射孔对套管强度的影响。明确了射孔直径、密度及相位等与套管强度的关系。指出射孔段应采用加厚套管，提高屈服强度30％左右，才能满足生产的需要。     

套管钻井中套管疲劳损伤模型研究

根据套管材料的疲劳应力寿命曲线推导出了套管构件的疲劳应力寿命曲线;结合疲劳损伤理论,通过定义套管疲劳损伤量和疲劳损伤强度2个基本参数,对套管疲劳损伤进行度量,建立了套管疲劳累积损伤计算模型。由现场套管钻井实例分析结果可知,位于井口的套管疲劳损伤程度最大;采用单因素分析法,当转速一定时,套管的疲劳损伤随着井深的增加而减小;当钻压固定不变时,套管的疲劳损伤随转速的增大而增大。该模型对于套管的疲劳损伤评估具有重要的指导意义。     

超声波套损检测室内试验研究

油田套损井数量居高不下,井筒质量问题突出,严重影响了油气井的高质量开发。鉴于此,通过对存储式电池仓、数据存储与控制短节、电子仪短节、声系短节和扶正器短节的综合研发,研制了超声波套损检测仪器;结合超声波测量原理和超声波柱面成像,开发了超声成像解释技术。在此基础上,利用超声波套损检测仪器对射孔孔眼套管和变形套管进行了室内模拟试验,研究了超声波套损检测仪器成像效果。研究结果表明:研制的超声波套损检测仪器可以对射孔孔眼和变形套管进行检测,仪器声波幅度、声波到时图像和三维柱状图像稳定可靠,提升了套损形态精准检测能力;该仪器可对射孔孔眼的大小、位置和角度等信息进行精准解释,针对外径139.7 mm、内径114.3 mm套管的检测精度可以达到1.14 mm;该仪器可对变形套管的变形程度和方位信息进行精准解释,通过4种解释结果得到套管最小内径为90.0 mm,挤压变形的方位为105°。研究成果验证了仪器的可靠性和测量精度,对仪器的现场实际应用具有重要意义。     

套管钻井中变应力幅载荷下管柱疲劳强度的评估

套管钻井中，套管柱会承受各种载荷的作用。分对称循环变应力幅载荷和不对称循环变应力幅载荷两种情形，推导了不同钻进参数下考虑变应力幅载荷的套管疲劳强度计算公式，阐明了变应力幅载荷的变化对套管疲劳强度的影响；结合套管钻井的实际给出了算例分析，计算结果显示，在相同条件下采用不对称循环变应力幅栽荷模型，计算出的疲劳强度值要比对称循环变应力幅载荷模型的大，表明在实际评估中采用对称循环变应力幅模型计算所得的结果趋于保守，因而具有更高的安全系数。     

套损井研究及修复

通过对油田套损井的分析，从套管损坏的影响因素、形态、规律和套变机理分析等研究中，提出预防与治理套损井措施，即制定合理开采方式减少油水井套损的发生，严格施工质量，减少人为诱发套损因素。针对不同的套损，研究、应用相应的修套工艺技术，其中，高强度套管补贴技术特别适合于套管外压力较大和需要各类高压施工作业的套损井。     

稠油热采井套管损坏机理及套管挂片技术实验

针对蒸汽驱采油过程中套管长期处于高温高压状态导致套管损坏现象频繁等问题,统计分析辽河油田齐40块蒸汽驱套管损坏状况,对套管损坏过程进行力学和热力学研究。研究结果表明:油井注汽时,套管温度升高,产生热膨胀力,热膨胀力随温度升高而增大;当热膨胀力大于套管固井胶结阻力时,套管挣脱水泥环自由伸缩,同时在两者接触面产生斜面效应,使热膨胀力由纵向弹性力转变为不断增大的横向挤压力,导致套管挤压损坏,形成一套完整的套管损坏机理。据此研发了套管挂片技术,经初步试验表明,套管挂片可大幅提高其固井胶结力,降低套管损坏几率。研究成果对提高稠油老区开发效益具有重要参考意义。