大港港西油田套管受力与修复可行性分析

目前大港油田解决套管缩径的主要技术是机械整形扩径技术,包括梨形胀管器和套管磨铣技术,但普遍存在着损伤套管,牺牲套管厚度,修复成功率低等缺憾。为此,对港西油田套管首次变形与再次变形受力情况分析,提出了套管缩径力学机理,分析预测了套管修复的可行性,避免了无效作业带来的经济损失,提高了套管修复成功的几率,为套管损伤井修复提供了科学的预测方法。     

扶正磨铣套管整形器的研究与应用

原有的整形修套工具在修套磨铣过程中,容易将套管磨坏造成套管开窗,而液压整形力量又远不够,修套成功率很低。为此,研制了扶正磨铣套管整形器。该工具的关键部件是扩径铣部分,它主要由扩径磨铣块、心轴锥体、径向弹簧和心轴组成。当锥形铣鞋磨铣通过后,扩径磨铣块开始磨铣套管变形部位。现场应用中,套变位置最小通径只有101 mm,使用扶正磨铣套管整形器磨铣整形后,再用2根101.6 mm套管通过,都是无卡阻显示,说明使用101.6 mm套管衬贴恢复油井工艺顺利实施完成。该工具的成功应用为套损井治理恢复开辟了新的途径。     

套管弯曲井机械磨铣打通道技术

针对胜利油田打通道修复套管弯曲井时，由于磨铣工具单一，操作不规范造成的打通道效果不佳的问题，改进了磨铣工具，设计了找眼、扩铣、取直3种工艺管柱，形成套管弯曲井机械磨铣打通道技术。该技术首先利用高效领眼铣锥进行找眼和初始磨铣．然后使用多级高效锥面铣锥由小到大逐步扩铣变形段，最后将高效铣锥短节和铣锥组合使用对变形段进行强制取直。现场施工中，通过对施工管柱必要的校核计算，确定合理的操作参数，可以有效减少打通道施工中常见的套管开窗和管柱断裂等事故。胜利油田应用该技术对24口套管弯曲井进行了修复，23口井获得成功，成功率95．8％。机械磨铣打通道技术是修复套管弯曲井的一种有效的技术手段。     

套管径向变形可修复界限研究

由于缩径变形套管的最小可修复内径没有明确值,导致采用胀管器整形时容易造成套管二次伤害。在分析胀管器冲击整形作用机理的基础上,根据缩径变形套管的整形工艺,利用ANSYS/LS-DYNA动力有限元程序编制了确定缩径变形套管可修复最小内径的计算程序。以钢级P110、φ139.7 mm不同壁厚套管为例,计算了不同缩径量下的最小修复内径,并根据计算结果绘制了缩径套管内径与胀管器规格对应图版。对计算结果进行了评价分析,结果表明,采用高效胀管器修复缩径套管时,最小修复内径取决于套管的屈服强度和需要达到的最小通径,为了达到所需的最小通径,需要在最小修复内径基础上换3~4种规格的胀管器。在中原油田文95-86井的应用表明,根据计算出的最小修复内径修复缩径套管,可以在保证不伤害套管的前提下提高修复缩径套管的成功率。      

用于破损套管井的膨胀管密封加固技术

针对套损井经过磨铣整形后需要补贴加固,而采用现有的大通径套管补贴技术对破损套管密封加固后最大内径为106 mm,套管内径依然较小的问题,对膨胀管密封加固技术进行了研究,方法是通过外力推动胀头胀开整根膨胀管,进行整体扩径,使其紧贴在套管壁上,完成对套损井的密封加固。经过膨胀加固后的套管内径可达110 mm,加固密封可靠,加固位置准确,施工安全,膨胀过程只需下1趟管柱就能实现。     

江苏油田套管修复工艺技术探讨及现场应用

对江苏油田套管损坏原因分析认为，主要是套管质量差、地层水腐蚀、固井质量差、高压注水及油水井周围岩性的影响造成的。结合修复套管损坏井实例，探讨了套管损坏特点及修复工艺。有针对性地选择通胀扩径、磨铣扩径、爆炸整形、挤水泥封堵、套管补贴、悬挂小套管、套管内侧钻等修复工艺，提高了修井的成功率。     

套管修复技术在中原油田的应用

套损井修复是修井工艺中一项关键技术也是一个难题,目前套管轻微变形井(内通径大于100mm),通过胀管整形、磨铣打通道,可基本修复,但对套变严重井、套管错断井修复成功率较低。文章阐述了中原油田套损井状况、中原油田套损井修复技术状况及套管检测技术在套损井修复中的应用,介绍了中原油田套损井修复状况。     

套管机械整形及加固技术在河南油田的应用

河南油田每年新增大修井60多口，其中套管变形井20～30口，套管变形井的增多影响了油田的开发效果。利用机械整形及补贴加固技术对套管变形井进行修复，在整形后期应用了高效短锥面长柱面复合领眼铣锥技术，并对整形后的油水井采用了配套小直径堵水、分层注水工具。该修复工艺投资小，效果好，产生了良好的经济效益。     

套管机械整形及加固技术在河南油田的应用

河南油田每年新增大修井60多口,其中套管变形井 20~30 口,套管变形井的增多影响了油田的开发效果。利用机械整形及补贴加固技术对套管变形井进行修复,在整形后期应用了高效短锥面长柱面复合领眼铣锥技术,并对整形后的油水井采用了配套小直径堵水、分层注水工具。该修复工艺投资小,效果好,产生了良好的经济效益。     

套损水平井悬挂衬管加固配套技术的研究与应用

为解决套损水平井修复难度大的问题,研究了水平井套管悬挂衬管加固配套技术,由井筒清砂、套管检测、液压整形扩径、套管磨铣扩径、悬挂衬管加固五项配套技术组成.可有效恢复套损水平井生产能力,尤其适用距离较长或修复后通径较小水平井,确保了油田的高效开发.2009年以来,该工艺技术现场应用5井次,成功率100％,最长加固井段675 m,具有施工成本较低、现场施工简单、加固成功率高、可有效防止套管二次损坏等优点,具有较好的应用推广价值.     

液压式套管滚珠整形器的研制与应用

针对套管变形修复技术中机械整形(冲胀和磨铣工艺)普遍存在损伤套管、牺牲套管厚度、修整尺寸小、施工周期长和成本高等问题,研制了液压式套管滚珠整形器。该整形器采用变径钢珠滚压套管内壁的设计,将以往常规机械整形的面接触变为点接触,可大幅增加胀压力,且不损伤套管;中心轴内含短行程的设计确保钢珠胀管突出后能够适量缩回,防止作业管柱卡井;泄压后提放管柱工具可复位,可以实现长距离连续整形;应用小修作业机和泵车即可实施作业。该整形器在现场应用中收到很好的效果。     

Φ139.7mm套管内下Φ101.6mm套管技术在中原油田的应用

针对一批套管严重损坏的老井、躺井,用常规修井磨铣、整形等修复工艺修复后使用周期短这一情况,中原油田结合油田的注采井网状况,对这些井进行全井下Φ101.6mm套管、固井、射孔等工艺,恢复油水井生产,完善注采井网,实现增产稳产。该技术在全油田近100口井成功应用,并取得了较好的经济效益。     

国内外可膨胀套管技术的发展概况

论述了可膨胀套管(SET)的技术意义、经济效益及其在国外的发展情况,简介了3种常用SET系统—裸眼可膨胀尾管(OHL)系统、套管井可膨胀尾管(CHL)系统和可膨胀尾管悬挂器(ELH),详细阐述了可膨胀套管的力学机理和膨胀锥体的设计结构、膨胀过程力学状态、膨胀力计算分析等几个关键技术问题,介绍了国内对可膨胀套管的应用研究,指出可膨胀套管技术的开发必将进一步促进我国HFW焊管的技术创新和结构调整。     

大庆油田Ф139.7mm套管井深部取换套技术

取换套技术是目前最彻底的修井技术。系统介绍了套铣套管封隔器和管外扶正器技术、小通径套损井的套铣引入防丢鱼技术、新旧套管补接及固井技术、过油层取套保护油层技术、套具防卡技术等新技术。研究应用以上技术 ,大庆油田深部取换套成功率达到 94 % ,取套深度达到 10 0 0m ,卡套铣钻具事故发生率降低到 1%以下。通过介绍 1口典型取套井的施工过程 ,说明了取换套技术在大庆油田的具体应用情况。     

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膨胀套管在我国还处于探索研究阶段，章用弹塑性有限元接触问题建立了可膨胀套管膨胀过程的力学模型，对N80钢级材料的Φ114．3mm套管膨胀至Φ139．7mm进行了膨胀过程详细的计算机仿真研究，给出了摩擦系数为0．0、0．05、0．1和0．15时，膨胀套管内等效应力、套管内的残余应力随活塞位置变化的定量曲线。在大量数值模拟的基础上，得出了膨胀套管内的残余应力随摩擦系数的增大而减小的规律，最大等效应力发生在活塞锥体部分的膨胀套管内。     

海14-20分支井套管开窗技术

介绍了国内第1口自行设计工具,自行施工的三翼分支井——海14-20分支井的套管开窗技术,从工程设计、套管开窗工艺、斜向器方位摆放、窗口保护等方面阐述了分支井开窗技术难点和重点,探讨了分支并可回收式斜向器的回收及方位摆放技术问题,为今后实施分支井钻井提供了经验。     

膨胀波纹管胀管器结构设计与试验

膨胀工具的结构直接影响波纹管的机械膨胀过程。设计了φ241.3 mm滚轮胀管器和球形胀管器。滚轮胀管器主要由壳体、底堵打捞短节和3组滚轮系统构成,其胀管单元的结构与运动状态设计必须保证在有效胀开波纹管管体的前提下,以胀管所需的钻压或扭矩最小为目标;球形胀管器的作用是将水力膨胀后的波纹管主体修正到要求的形状和尺寸,主要由球形胀管器接头、巴掌、球形滚轮和锁紧轴组成。对设计的2种胀管器进行了强度校核和现场试验验证,结果表明,2种胀管器工作正常,结构强度和轴承系统的性能满足使用要求。     

文明寨油田拔套侧钻工艺技术

中原油田钻井四公司在文明寨油田钻成了3口拔套侧钻井,与?139.7mm套管开窗侧钻井相比,很好地解决了小尺寸钻头机械钻速低和小井眼固井质量差两大难题,开辟了油气井大修新途径。文中详细叙述了拔套侧钻工艺技术,对今后进一步开展拔套侧钻施工具有一定的指导意义。