膨胀筛管的研制及现场试验

疏松砂岩防砂一直是油田开发中的难题。传统的防砂管都有其弱点,不仅容易发生井眼坍塌使筛管损坏,还增加了流体进入管内的流动阻力从而减少了产量;膨胀筛管技术具有大通径的特点,膨胀后可紧贴在井壁上,不仅增加了筛管的表面积,降低了筛网内外的压降从而提高了产量,而且也减少了砂粒运移和对筛管的冲蚀损坏。为了解决疏松岩防砂的难题,胜利油田研制出了膨胀筛管及膨胀螺纹、膨胀悬挂器、变径膨胀工具等附属工具。膨胀筛管采用内层为基管、中间层为多层滤砂网、外层为膨胀保护外套的3层结构设计,其中基管采用J55钢管及15CrMo钢管,膨胀保护外套、多层滤砂网均采用316L不锈钢材料。地面试验及井下模拟试验的结果表明,膨胀后筛管的抗挤毁性能、轴向抗拉性能、轴向抗压性能均满足现场使用要求。膨胀筛管在胜利油田GDN32-05井和GDD15-01井2口井的现场试验结果表明,膨胀后筛管内径比普通筛管内径大,有利于增大泄油面积,提高油井产量。      

双向卡瓦大通径悬挂器的研制及应用

针对我国现有悬挂器结构普遍存在密封性能差、易提前坐封、易发生倒不开扣、卡瓦装置不合理和内径不能满足膨胀筛管膨胀工具串通过等问题,研制了双向卡瓦大通径悬挂器。该悬挂器由双向卡瓦坐封机构、密封部件和防自动解封机构等部分组成。与常规悬挂器相比,采用双向卡瓦坐封机构,坐封后工作状态锚定可靠;采用密封环设计,保证了悬挂器和套管环空的液压隔离;送入工具回收采用机械旋转倒扣螺母方式,使悬挂器内通径达到124 mm。现场试验情况表明,该悬挂器操作简单,坐封可靠,密封能力达到30 MPa,悬挂器内径允许膨胀筛管膨胀工具串通过,适合膨胀筛管防砂完井作业。     

膨胀式防砂筛管完井技术及现场应用

膨胀式防砂筛管（ESS）完井技术是近年来发展的一项防砂完井新技术。膨胀式防砂筛管由膨胀式割缝基管、相互重叠的金属滤网和膨胀式割缝保护套构成。其基本原理是在井下通过膨胀工具冷挤压作用使膨胀式筛管变形到所需尺寸,起到支撑井壁和挡砂的作用。文章介绍了膨胀式筛管完井管柱结构及功能,分析了膨胀式防砂筛管完井技术在新疆油田B705井应用的必要性及现场应用情况。B705井是国内陆上油田首次应用膨胀式防砂筛管完井技术的试验井,现场应用表明这项技术工艺上是可行的。     

膨胀筛管螺纹连接技术研究

螺纹连接技术是膨胀管的核心技术之一,突破该技术对膨胀筛管技术的研究具有至关重要的意义。利用ANSYS软件对带有割缝的倒钩齿螺纹进行有限元计算,得到螺纹膨胀变形后的有限元分析结果,找出模拟螺纹结构的设计缺陷,提出了相应的解决方法,并对改进后的膨胀筛管螺纹进行了膨胀试验、抗拉试验、井下模拟试验及管内防砂试验。试验结果表明,膨胀筛管螺纹采用配合槽和销钉紧固设计,能够较好地满足筛管连接及膨胀要求,可以作为膨胀筛管的连接螺纹。     

国外膨胀管技术的发展与应用

膨胀管技术是石油工业中迅速崛起的可明显降低钻井完井成本的一项新技术.威德福公司在可膨胀防砂筛管领域居于领先地位,其膨胀管技术分为三类:可膨胀割缝管、实体膨胀管和膨胀系统.哈里伯顿公司的膨胀产品包括可膨胀筛管系统和可膨胀尾管悬挂器/封隔器系统,这两种系统都经过了大量的室内和现场试验.Enventure公司开发了三种实体膨胀管产品:可膨胀尾管系统、套管井衬管系统和可膨胀尾管悬挂器系统.贝克石油工具公司的可膨胀产品包括可膨胀尾管悬挂器系统、六级分支井完井系统、可膨胀裸眼完井系统、套管补贴系统和膨胀封隔器.基于世界各大公司膨胀管技术上的发展与应用,文章针对我国膨胀管技术现状提出了相关的看法和建议.     

伊朗AHWAZ油田膨胀筛管防砂技术

伊朗AHWAZ油田AS组为疏松砂岩油藏,生产过程中出砂严重,化学防砂不适合该地区产量高、井筒内生产压差大的情况。根据工具的施工参数,优化了膨胀管结构,形成了条形缝交错均布的膨胀基管布局;研制了配套的大通径环状卡瓦悬挂封隔器、分体固定式胀锥系统及送入工具,形成了膨胀筛管防砂完井技术工具配套。经在AHWAZ区块11口出砂井中应用,防砂效果明显,原油平均出砂量接近于0,日均产油超过500 t。膨胀筛管防砂技术能满足AS储层防砂要求,可在几乎不影响产量的情况下实现有效防砂,保证了油井高产、稳产,为其他出砂油田提供技术支撑。     

膨胀防砂筛管技术及应用

膨胀套管技术是20世纪90年代才兴起的一门节约井眼直径的钻井技术,起源于美国,现已投入实践,收到了很好的效果,而在我国还处于理论探索阶段。它是一种适用于井下防砂的膨胀筛管技术,膨胀防砂筛管实质上是具有一系列串联的、互相交错的轴向割缝的管子,割缝的布置使管柱更易于膨胀。在钻井工业中,对防砂起到了很好的作用,并且可以提高油井的产量。介绍了膨胀防砂筛管的组成及膨胀机理、现场应用情况和所需研究的内容,最后对我国膨胀管技术的发展提出了一些建议。     

可膨胀管技术及其在石油工业中的应用

可膨胀管技术是石油工业领域发展十分快速的技术之一。该技术可用于多种类型油井建井、完井及固井作业,使用范围从陆地到浅海,甚至深海。可膨胀管可分为可膨胀割缝管和实体可膨胀管两大类。其中,可膨胀割缝管可用于可膨胀防砂管、裸眼井衬管、可膨胀完井衬管;实体可膨胀管可用于尾管悬挂器和应急套管。文章分别介绍了各种膨胀管的膨胀机理、优点及其应用。     

大修井底部充填完井技术研究与应用

传统砾石充填由于采用自上而下的充填方式,难以对每个油层进行有效充填,为此,开发了大修井底部充填完井技术。通过研制大通径悬挂器,开发底部充填施工工具,采用由下而上的机械充填防砂方式,提高了对每个层位的充填效果;同时这项技术也弥补了普通大修后筛管完井不能进行砾石充填所带来的不足。该技术为大修后的筛管完井以及水平井完井提供了一种非常有效的防砂手段,大大提高了油气井采收率,具有广阔的应用前景。     

可膨胀防砂筛管和胀管工具的开发与试验

许多传统的防砂完井技术都有其弱点 ,不但显著地影响井眼的稳定性 ,比如容易发生井眼坍塌使筛管损坏等 ,而且完井成本也较高。为此开发研制了新型完井技术———可膨胀防砂筛管完井工艺。新型防砂筛管可以胀大到井眼内径大小 ,通过增加筛管表面积降低筛网内外的压降来提高生产率。另外 ,筛管胀大过程也有助于稳定井眼 ,使出砂的可能性降至最低。在许多井中 ,应用新型防砂筛管可以不用砾石充填 ,与常规筛管相比 ,具有更大的生产内径。各种试验包括 :筛管膨胀试验、筛管爆裂和挤毁试验、胀管工具测试和系统整体试验。     

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.     

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。     

可膨胀管技术及其管材性能

由于可膨胀管技术应用范围广,近几年在国外得到了极大的发展.可膨胀管技术利用液压或机械方式使管材直径增大,从而保持较大的井径.作为可膨胀管的材料必须具有足够高的变形能力,且膨胀后的力学性能基本能达到普通套管的水平.提出可膨胀管的管材需具有较低屈强比、较高的形变强化指数等性能,且其变形能力可通过改善组织及合理的热处理工艺加以提高,可选用常规套管材料、特种材料及管线钢等.     

膨胀管套管补贴工艺及在胜利油田的应用

膨胀管补贴技术可用于大井段套管修复，完全不同于现有的波纹管套管补贴技术及补贴加固技术，在套管修复以后其内径减小量很小，能承受的抗压强度是其他方法不能比拟的。膨胀管密封悬挂技术采用耐高温、高强度橡胶材料，膨胀后紧密地与原套管内壁接触，从而达到密封与悬挂的目的。2005～2006年，该技术在胜利油田4口井推广应用，其中，梁38—1井超百米井段补贴获得成功。     

小井眼筛管悬挂器的研制与应用

为增大防砂结构内通径尺寸,实现?101.6 mm套管出砂小井眼油气井机械防砂,研制了小井眼专用筛管悬挂器,采用坐封、丢手动力装置与悬挂装置分开的独立设计,使悬挂器丢手后内通径为56 mm,突破了传统卡瓦式封隔器最大通径36 mm的设计极限。试验表明,该悬挂器使用方便,地面投球打压即可完成坐封、丢手,能实现悬挂器内冲砂,可配合筛管实现小井眼机械防砂工艺和小井眼复合防砂工艺,为解决小井眼出砂治理难题提供了一种新思路,具有广阔的应用前景。     

影响膨胀尾管悬挂器悬挂力的因素分析

为了提高膨胀尾管悬挂器的悬挂力,根据其悬挂机理,从膨胀尾管悬挂器本体的膨胀率、膨胀后膨胀本体的回弹、橡胶筒结构和外层套管内径偏差等方面分析了影响悬挂器悬挂力的关键因素。分析结果认为,膨胀尾管悬挂器本体的膨胀率增大时,悬挂器悬挂力增大,但本体发生膨胀变形所需要的膨胀力随之剧增;增加本体外壁橡胶筒长度能增大悬挂器悬挂力,膨胀力基本不变。建议开展回弹对膨胀尾管悬挂器悬挂力影响因素分析及相应对策研究,同时进行金属接触与橡胶条件下悬挂器悬挂力与密封问题的研究。     

可膨胀割缝管膨胀性能试验研究

可膨胀割缝管（EST）是在管材上割出一系列交错排列且相互重叠的轴向割缝,比实体管更容易膨胀开。材料选择和割缝结构优化是可膨胀割缝管的关键技术。采用不同材质和不同割缝结构的割缝管进行试验,根据割缝管膨胀前后性能变化情况,优选出合理的管体材料及割缝结构。试验表明,割缝管正常膨胀压力为85kN,膨胀后其内径膨胀率达到了39％以上,管体材料具有良好的延伸性。割缝结构具有良好的抗开裂性能和止裂性能。