膨胀套管补贴系统的开发与试验

在早期的下套管完井中,各种各样的套管补贴技术用来修补井下环形空间的漏洞.早期的套管补贴作业具有局限性,操作者在完井过程中需用较小直径的管柱把补贴管下部的大直径工具下入到井下.在补贴管自身的压力密封方面,目前套管补贴的设计还很薄弱.利用膨胀管技术优势设计出一个新的套管补贴系统,该系统允许使用尺寸更合适的完井管柱.另外,在设计和试验阶段,开发出了满足油管或套管(补贴管安装在其内部)压力密封要求的补贴管.文章将主要探讨高压、大通径膨胀套管补贴系统,从早期的客户合同到设计试验和研发测试过程.补贴管系统已在得克萨斯州的狭长地区至怀俄明州的油田上使用.     

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。     

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。     

膨胀管系统运动分析及腐蚀寿命计算

膨胀管补贴套管技术的应用日益广泛,但是补贴套管过程中压力过高以及在腐蚀环境中寿命短是该技术的一个难题。研究了膨胀管在补贴套管时的受力状态及运动过程,指出膨胀坐封时需要的液压力明显高于膨胀管起胀的压力,此时膨胀锥不仅需要克服胀管做功,同时承受加压管柱的重力,因此,膨胀管坐封后应及时上提加压管柱以免膨胀压力过高而出现事故。建立了膨胀管在腐蚀影响下力学性能变化模型,将油套管强度校核理论运用于膨胀管的腐蚀剩余强度校核中,认为腐蚀对管体抗外挤强度影响更为严重,应考虑采取耐腐蚀措施。     

长井段套管破损补贴修复技术研究与应用

现有套管内补贴修复技术只适用于修复套管破损段较短的情况。为此,研制了长井段补贴修复管柱,包括外层补贴管柱和内层施力管柱。外层补贴管柱包括衬管和与之连接的上、下胀管,上、下收缩缸和水力锚所构成的施力机构设置在衬管内,施力机构两端连接上加力环和下加力释放机构,通过安装在上、下胀管的胀头对外层补贴管柱实施膨胀补贴,衬管的长度不受限制,使该技术适用于修复长井段套管破损的情况。现场应用结果表明,该技术可针对大于10 m的长井段套管破损进行修复,完善了目前的套损修复技术系列,为稠油热采井的套损治理提供了技术支撑。     

实体膨胀管补贴套管技术在张海31-27井的应用

实体膨胀管补贴套管技术与常规技术相比具有强度高、密封可靠、修复后通径大等优点,特别适用于套损井修复。介绍了实体膨胀管补贴套管的技术原理,给出了实体膨胀管技术参数及技术指标。大港油田埕海2-2人工岛张海31-27井244.5mm生产套管在试油过程中发生泄漏,使用常规挤水泥堵漏技术未能有效封堵漏点,使用国产实体膨胀管补贴套管技术有效地封堵了漏点,快速恢复了油井生产。     

薄壁大通径膨胀管技术及其现场应用

随着以射孔段封堵、套管漏失修复、井筒腐蚀穿孔封堵为代表的老井井筒修复工作日益增多,传统膨胀管补贴技术所存在的作业效率低、补贴后有效通径小,以及补贴后常规完井工具难以下入、难以在补贴段以下进行二次补贴等一系列弊端日益凸显。为此,研发了一种薄壁大通径不锈钢膨胀管技术,并对该类膨胀管技术的相关装置结构、工作原理、施工工艺及配套技术进行了详细阐述。现场应用表明：(1)该类薄壁大通径不锈钢膨胀管补贴技术具有施工压力低、补贴效率高、工具性能可靠、操作简单等优点,有效解决了常规膨胀管不耐腐蚀、易生锈的缺点。(2)原内径为?124.26 mm的套管经传统方式补贴后通径为?108 mm左右,经薄壁大通径不锈钢膨胀管补贴后通径可达?116 mm、抗内压能力与经传统方式补贴后持平,有效满足了常规井下工具的后续下入需求,实现了真正意义上的套管大通径补贴修复。该项技术补充完善了膨胀管补贴工艺技术体系,为老井二次开发提供了新的大通径井筒修复手段。     

新型可膨胀式尾管悬挂器可提高“坐封”成功率

正位于美国休斯顿的Dril-Quip公司最近研发一种新型可膨胀式高温高压(HP/HT)尾管悬挂器。这一产品可以提高套管柱压力的整体性,提高作业现场"坐封"尾管悬挂器的成功率,减少完井过程中的非生产时间,从而降低生产成本。新型套管柱尾管悬挂器可以在套管柱的尾管顶部,提供"钢对钢",以及弹性体之间的密封功能。这一特点不仅可在井眼内提供更大的尾管悬挂能力,保持尾     

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。     

膨胀管技术一年来的钻井实践

在过去一年里，固体膨胀管在眼井和已下套管封隔井中都有应用，井下膨胀管技术的基本原理是井下液力驱动的机械膨胀装置膨胀圆管。膨胀锥或工作筒用冷拉伸的方法使得圆管发生塑性变形。在钻井工程应用中，特殊设计的尾管悬挂器代替常规的悬挂器，它保持孔眼尺寸并能提供优良的压力密封。在已下套管井中，这种技术可在不减小井眼直径的前提下用于修复套管。     

实体膨胀管开发及修井应用技术研究

中原油田是复杂断块油田,套管损坏对油田开发后期带来了严重影响,2005年以来研究开发了实体膨胀管补贴套管技术,在膨胀管材料,连接技术、密封技术、膨胀工艺等方面的研究取得了突破,具有修复后内通径大、密封可靠、强度高、耐腐蚀等优点,整体技术达到了国际先进水平,并在套管堵漏、封堵出水层及套管加固等方面进行了应用.截至2008年底,已经成功应用21口井,下井最大深度3450 m,补贴最长井段53 m,形成了适应深井、高温高压、高矿化度井的膨胀管补贴技术,可进一步推广应用.     

长城钻探免钻胀捞一体化膨胀管补贴修套技术获突破

<正>2015年3月10日,由长城钻探工程公司研发的免钻胀捞一体化膨胀管补贴修套技术在辽河油区沈采静73-171C井现场首次应用获得成功。标志着长城钻探公司自主研发的这项技术日趋成熟,为油田钻井结构优化、套管修复、钻井堵漏等方面提供了一种行之有效的解决方案。膨胀管套管补贴修复技术是将钢制套管下入井内套损段处,通过膨胀锥对套管冷挤扩张的方法,使套管达到要求尺寸,从而达到修补损坏套管的目的。这项技术操作简单方便,采用金属对金属密封,悬挂力度大,不易松动脱落,密封可靠,耐高温,适用于套管损坏的任意井深。     

过套管补贴技术研究与应用

针对膨胀管补贴后的套管段内径变小,无法实现该处套管以下套损部位补贴的问题提出过套管补贴技术。该技术使用活塞液压缸作为动力系统,液力锚定器作为锚定系统,将膨胀工具外置于膨胀管,进一步提高膨胀管的通过性与膨胀率。室内试验与现场应用表明:该技术使用的工具结构简单,装配方便,膨胀管与套管之间为全段金属密封,8%膨胀率的膨胀管与1 m套管之间悬挂力超过80 kN;动力系统能够承受30 MPa压力,满足使用要求;现场应用工艺设计合理,能成功解决已补贴段套管内径过小、待补贴位置难以精确定位的问题。     

实体膨胀管补贴修井技术在江苏油田的应用

江苏油田为解决油水井套管破漏损坏严重的问题，从美国引进了实体膨胀管补贴修复套管工艺技术。6井次、7个补贴段的现场应用表明，该修井技术具有工艺简单、补贴后井眼内径变化不大、抗压强度高和密封性能好等优点。介绍了实体膨胀管补贴修井技术的原理、特点及现场应用情况，并进行了经济效益分析。     

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。     

我国第一个SET系统

中国石油化工集团公司 (SINOPEC)与EnventureGlobalTechnology合作 ,已成功地在胜利油田安装了第一个可膨胀套管 (SET)系统。长 35 9.0 5m的1 0 7.9mm裸眼可膨胀尾管 (OHL)通过1 39.7mm基础套管下入后 ,在新钻的、已扩眼的、胶结裸眼中膨胀。新井眼通过基础套管开窗 30 .48m侧钻而成。新的尾管膨胀并密封基础套管后完井。在这次现场试验中 ,SET系统用作生产尾管。它使我们更深入储层 ,能够利用大于常规油田工艺提供的井眼尺寸重新完井和采油。SET系统在我国首次应用成功 ,对于提高我国钻井技术具有非常重要的意义。我国第一个…     

低合金膨胀管补贴工艺在文留油田的应用

中原文留油田深井油层出水或套管漏失时,以往通常采用大修悬挂4寸套管固井修复,但存在着作业周期长、费用高、固井质量差、内通径小等不足的问题.采用ZP- 08低合金新型膨胀管补贴工艺能够较好的解决此类难题.2009 - 2010年应用小修开展新型膨胀管补贴工艺进行堵水或堵漏10口井,成功率100%,补贴长度及深度大,耐压高...     

膨胀管技术在冀东油田大斜度井中的应用

为了满足冀东油田陆上作业区高压注水、封堵水层和补孔回采等需求,恢复长停井,完善注采井网,开展了大斜度井、出砂井和超深井膨胀管技术研究与应用。主要进行了施工工艺、高效铣锥打通道技术及高效强力密封技术研究。该工艺在冀东油田陆上作业区成功修复套管破损井3口,补贴井段最长26.1 m,最大井斜达51.3°,最大补贴段井深达4 028 m,解决了大斜度井、出砂井和超深井膨胀管补贴难题。膨胀管技术在冀东油田的成功应用,为钻井、二次完井以及长井段套管破损修复等开辟了新的技术途径。     

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.     

膨胀管封堵调层技术新进展

针对膨胀管技术应用过程中出现的膨胀压力过高、胀后通径过小、复杂井况适应性差等问题开展相关技术研究,研制出薄壁大通径膨胀管技术、胀捞一体化膨胀管技术及膨胀管修复大斜度套损井技术。现场试验表明:膨胀管胀后通径≥114mm,提高了后续下入工具尺寸系列,同时不影响泵挂深度,膨胀压力≤19MPa,进一步降低施工风险;膨胀管胀捞一体化技术降低了施工过程对油田设备要求,提高施工效率,对井底不造成污染;大斜度膨胀管修复技术能够在50°/100m斜率条件下顺利完成膨胀,满足油田斜井、分支井等特殊井况套损补贴要求。