国产超高强度CT110连续管组织与性能

为了发挥CT110超高强度连续管在深井、超深井及大位移水平井增产和稳产过程中的应用以及在页岩气分段压裂、钻磨桥塞等作业中的优势,对国产CT110钢级连续管的组织与性能进行了分析。结果表明,CT110连续管整体性能良好,强度、硬度等性能指标均满足API SPEC 5ST标准要求,且强度和塑性匹配良好,综合性能达到较好水平,同时国产CT110连续管主要性能指标达到或优于同规格进口CT110连续管。     

国产CT130连续管性能及现场应用

为了满足我国深井、超深井及页岩气开发对高强度连续管的需求,开展了CT130连续管的研制。分析了研制的Φ50.8 mm×4.44 mm国产CT130连续管的强度、塑性、承压能力、弯曲疲劳寿命等性能,并介绍了该产品在某页岩气平台的现场应用情况。性能分析结果显示,国产CT130连续管具有强度高、 抗压高、疲劳寿命长等优点。将国产CT130连续管在高压环境中累计安全起下油管49次,疲劳寿命预测软件显示管材平均累计疲劳损伤率为33%,取管体端部样品进行检测,样管性能无明显衰减。性能分析及现场应用表明,国产CT130连续管可实现同类型进口产品的替代。该研究可为促进国产CT130连续管在油田的推广应用提供数据支撑。     

国产高强度CT100连续油管在青海油田的试验应用

为适应深井和复杂井开展连续油管高端作业,打破国外对高强度连续油管的技术垄断,成功研制了CT100连续油管,并在青海高原复杂恶劣环境下开展喷砂射孔、环空拖动压裂等多项工艺试验应用。通过现场应用,验证了国产CT100连续油管具有强度高、抗压高、疲劳寿命高、环境适应性强等优点。应用表明,国产CT100级连续油管具有良好的可靠性,可替代同类型进口连续油管,实现油田连续油管作业的降本增效。     

国产CT150连续管性能研究及应用

为满足超深井、超长水平井及高压井开发对连续管强度、下入深度、承压能力提出的要求，研制开发了目前世界最高强度CT150连续管，并在油田开展应用。通过金相、力学性能和低周疲劳等试验，研究了国产CT150连续管的强度、塑性、承压能力和弯曲疲劳寿命等性能。结果显示，国产CT150连续管屈服强度为1 078 MPa，抗拉强度为1 141 MPa，硬度<363HV_1.0，伸长率为21%；Φ50.8 mm×4.0 mm规格CT150连续管爆破压力达196.2 MPa，挤毁压力达161.4 MPa，疲劳寿命达到248次。研究表明，CT150连续管具有较好的强塑性，相比同规格CT110连续管，疲劳寿命提高了1倍，承载承压能力也大幅提升，相同条件下下入深度可提高36.4%。该产品在新疆油田总计应用28口井，下井作业51次，有效减少管材螺旋自锁现象发生，显著提升长水平段的下入深度，同时具有优异的承压性能，大幅提高了作业的安全性。     

全球最高强度连续管研制成功

正2021年8月10日,由中国石油宝鸡石油钢管有限责任公司(以下简称宝鸡钢管)历时两年自主研发的CT150钢级超高强度连续管顺利通过国家石油管材质量监督检验中心的检验。这标志着中国石油装备制造企业掌握了全球最高强度连续管的制造技术,将为国内外深层油气资源及页岩油气等非常规油气资源开发提供有力的支持。     

超高强度CT120连续管研制及性能研究

为满足深层油气及页岩气开发需求,开发了屈服强度高于110 ksi的超高强度连续管产品。分析了超高强度连续管的制造难点,并对研制的Φ50.8 mm×4.44 mm CT120钢级连续管进行了检测分析。结果表明:CT120连续管屈服强度880 MPa,抗拉强度955 MPa,硬度小于328HV,管体焊接质量、塑性均控制较好,组织以多边形铁素体和粒状贝氏体为主,各项性能指标均满足设计要求;同时,管体具有较高的抗内、外压能力和弯曲疲劳寿命,爆破压力达200.2 MPa,挤毁压力达172.2 MPa,疲劳寿命达到192次。通过对CT120连续管综合性能研究,为该产品在油田的推广应用及作业工艺制定提供数据支撑。     

超高强度CT110变壁厚连续管性能

为了打破国外对超高强度CT110变壁厚连续管制造技术的垄断,研制开发了外径不变、壁厚沿长度方向均匀变化的超高强度CT110变壁厚连续管,并对该连续管柱进行了显微组织、强度、塑性、疲劳性能、抗压性能的试验检测。结果显示,开发的CT110变壁厚连续油管组织以铁素体+粒状贝氏体为主,管体和焊缝的组织性能基本一致,平均屈服强度为833 MPa,平均抗拉强度为870 MPa,硬度小于301HV0.5,挤毁强度为145.7 MPa,爆破压力为170.6 MPa,内压条件为34.47 MPa时,疲劳寿命达到230次以上。结果表明,国产CT110变壁厚连续油管各项性能均满足API SPEC 5ST标准要求,符合现场作业需求。     

新型国产连续管持续研发应用探讨

为满足复杂油气井的作业需求,打破国外对连续管的技术垄断,总结了国内已有连续管产品的研究现状,并通过分析国内油田需求状况,探讨了新型连续管未来的发展方向。指出深井、超深井以及复杂水平井作业由于其特殊的地质条件,其使用的连续管研究方向为高强度连续管和耐腐蚀管。同时,探讨了连续管与电缆结合成连续管缆的研究与应用方向,并分析了同心连续管的应用前景。     

压裂酸化管柱载荷分析与优化设计软件

由于钻井技术的进步和目前油气勘探开发的实际要求，深井、超深井所占比重不断增加，为了满足这种形势的要求，在普通井压裂酸化管柱强度设计软件的基础上，较全面地研究了深井、超深井以及分层压裂酸化管柱载荷的特点，综合考虑传统压裂酸化管柱设计方法、三轴应力设计方法等，完成了压裂酸化管柱优化设计系统的开发研究。它具有普通井、深井和超深井以及分层压裂酸化管柱配套设计等诸多功能，并且其输入输出操作简单，便于现场推广应用。     

LG450/50型深井连续管作业机研制

为了满足深井测井、酸化压裂、钻磨桥塞、射孔等作业工艺的要求,以及国内页岩气开发需要,提高连续管深井作业工艺水平,研制了适应深井作业的LG450/50型连续管作业机。该作业机为车橇式结构,采用主辅车布置方式,配置独立操作橇,大提升力注入头(最大提升力450kN),大容量连续管滚筒和自主研发的数据采集系统。整机具有底盘越野性能强,操作系统集成化程度高,滚筒容量大,注入头提升力大,作业安全可靠等优点。应用结果表明,整机操控性能良好,运行安全平稳,各项性能指标达到设计要求,满足连续管深井作业要求。     

2205DSS连续油管的适用性研究

当连续油管用于井下作业时,管体需承受高压、强酸的井下环境以及反复缠绕、弯扭挤压等复杂载荷,因而连续油管的材料不仅应具有较好的强度和韧性,还应具有较好的耐腐蚀和抗疲劳性能。对2205DSS连续油管和传统碳钢连续油管进行了化学分析、拉伸、压扁、扩口、硬度、疲劳性能以及耐腐蚀性的对比试验。试验结果表明,2205DSS连续油管比碳钢连续油管具有更优异的抗腐蚀性能,强度可达到CT90级或CT100级连续油管的强度值,且双相不锈钢材质金相组织相对稳定,焊接热影响区的面积比碳钢连续油管的焊接热影响区的面积小,具有更为优异的疲劳性能,但2205DSS材质比碳钢成本高,生产时所消耗的能量较大,在应用方面仍存有一定的局限性。     

中国石化集团钻井技术现状及展望

随着勘探领域的不断扩大和剩余储量的挖潜，钻井施工存在高陡构造防斜打快、裂缝性地层井漏严重、井壁失稳坍塌、长裸眼小井眼固井、深井小井眼完井、含硫化氢井的井控及防护等难题．中国石化集团通过近几年的技术攻关研究与推广应用，深井超深井钻井、水平井钻井、欠平衡钻井、盐膏层钻井、新型钻井液、保护油气层、固井工艺等技术水平大幅度提高，钻井速度和质量不断提高。介绍了中国石化集团钻井技术的现状，分析了中国石化集团钻井面临的主要技术难点，展望了钻井技术的发展趋势，指出应整合推广应用成熟钻井技术．研究攻克钻井生产中的“瓶颈”技术，进一步开展深井超深井、防斜打快和垂直钻井、超高压喷射、地质导向、分支井复杂井钻井、完井工艺等技术研究，进行连续管钻井、套管钻井、欠平衡钻井完井、智能钻井等前瞻技术研究，以提高中国石化集团的钻井技术水平。     

连续管全位置自动对接焊工艺和接头性能研究

为了进一步提高连续管在油田现场的使用价值和经济效益,设计了一种连续管全位置自动对接焊(自动TIG焊)工艺。采用该焊接工艺对Φ38.1 mm×3.4 mm规格CT80连续管进行了管-管对接焊,并对其焊接接头的强度、塑性、硬度及疲劳寿命进行了检测。检测结果表明,采用该焊接工艺获得的连续管管-管对焊接头,其内外焊缝成形良好,具有优良的强塑性和抗弯曲变形能力,具有较高的疲劳寿命,能满足作业现场的使用要求。     

微小井眼钻井技术及应用前景

微小井眼钻井技术是最近几年国外迅速发展起来的一项高效、低成本、安全环保、提高勘探开发效率的钻井前沿技术.微小井眼钻井技术是指井眼直径小于88.9 mm的钻井技术,由于井眼小,使用连续油管钻井,采用新的地震测试技术,易于自动化钻井,因此钻井所需的设备装备减小,停钻时间缩短,生产效率高,能降低勘探钻井成本,降低开发钻井成本1/2,降低海上钻井成本1/2以上.同时产生的少量固体废弃物和处理液也减少了对环境的污染.但微小井眼钻井的配套技术及装备还不是很完善.微小井眼钻井技术的使用范围十分广阔,能够用于定向钻井、欠平衡钻井,地层测试,钻浅层开发井,钻深层勘探孔或其它敏感环境,可在超低水下、海上及陆上边远地区和一些恶劣自然环境条件下进行作业.微小井眼技术独特的应用是在储层或储层附近进行信息检测或通过探测储层如何流动来追踪油气回收作业.低的钻井成本将会使微小井眼钻井技术在今后得到广泛的推广应用.     

套管荷载分析与强度设计软件研究

由于钻井技术的进步和目前油气勘探开发的实际要求,深井、超深井及定向井所占比重不断增加。为了满足这种形势的要求,在普通直井和定向井套管强度设计软件的基础上,较全面地研究了深井、超深井套管载荷的特点,综合考虑传统套管设计方法、三轴应力设计方法及套管优化设计方法等,并应用数据库技术,完成了套管强度设计软件的开发研究,它具有普通井、深井、超深井和定向井套管优化设计的诸种功能,并且其输入输出界面支持任意的单位制,便于现场推广应用。