新型套管加固技术

膨胀管加固技术是一种新型套管加固技术,它是在套损井扩径成功的基础上,下入膨胀管,胀头在液压作用下推动膨胀管整体膨胀,直到紧贴套管内壁.当解除应力后材料仍保持形变与紧贴状态,实现套损段的密封加固.由于膨胀管本体塑性变形膨胀紧贴于套管内壁实现加固,成功地解决了变径井加固后通径小的难题,使得加固后内通径达到ψ110mm以上.     

套损井密封加固技术新进展

套损井密封加固技术是由修井作业初期简单的不密封式吊管加固和丢手加固发展而来,但对高难套损井修复成功率较低.进而发展的锚瓦式液压密封加固和燃爆焊接加固技术是两项较为成熟的密封加固技术,但也存在加固后内通径缩小幅度较大,无法分层开采,悬挂力小,密封不可靠等问题.结合油田在修井方面的最新研究成果,提出了膨胀管加固技术和错断井复合材料修补技术.膨胀管加固技术利用金属材料的塑变性,通过外力使管体膨胀,整体贴于套管内壁,实现锚定与密封,解决了密封不可靠、锚定力小、加圊后内通径缩小的问题,并可实现长井段加固;错断井复合材料修补技术将凝固后具有高强度,高韧性,耐高温的复合材料挤注到套管错断部位,形成与钢管性能相近的复合材料固化环,连接上下套管实现密封,有效地修补破损的水泥环,内通径大于118mm,能完全满足常规采油工具起下和分采分注的要求.实践证明,这两项技术有效地提高了油田高难套损井修复成功率和利用率.     

φ102mm扩张式胶筒在φ106mm套管井中的应用

密封加固技术是解决经整形扩径后通径不小于加固工具最大外径套损井的一种永久性修复技术.验封技术则是检验密封加固器密封性的配套技术.目前已研制出φ146mm套管的密封加固技术,但尚无φ146mm套损井加固后的验封技术,而研制验封技术的关键在于封隔器的攻关研制.     

膨胀管加固技术的研究与应用

为了提高油田错断套损井、多段套损井、长段套损井、腐蚀外漏井补贴加固的可靠性,研究应用了适用于139.7mm套管井的膨胀管加固技术。该技术利用金属塑性变形的特性,在液压和机械力的共同作用下使膨胀管材直径增大,紧贴于套管损坏部位,实现锚定与密封,从而使套损井得到修复利用。现场应用151口井(167段),加固后内通径109～110mm,密封承压15MPa以上,锚定力大于500kN,最长的加固井段150.7m。该技术具有密封性好、锚定力大、工艺简单的特点,满足了小直径生产管柱分注、分采的要求,具有很好的推广应用前景。     

QC方法应用一例

大庆油田开发40多年采，油、水井套损问题日趋严重。而对于套损错断井(包括套管外漏井)，整形后必须进行密封加固，否则套管将在一定时间内复位或高压水进入地层重新损坏套管。大通径密封加固技术于2001年通过了技术评定验收，2003年进入了推厂应用阶段，运用QC方法保证该技术推厂应用的成功率。该技术从进入推厂应     

高含水后期套损井综合治理配套技术

大庆油田杏北开发区自1972年出现套损以来至2004年底已发现套损井2473口,套损形势十分严峻。套管损坏不仅造成油田的注采失衡,而且对套损井采取增产增注措施都会产生不同程度的限制,降低了套损井区剩余油的挖掘潜力。近几年通过不断加强套损井治理工作,套损井区的注采关系逐步得到改善。在套损井大修方面,研究应用了通径70mm以上套损井整形扩径技术,开展了段铣扩径技术和膨胀管加固技术攻关,不仅提高了套损井大修的修复率,而且提高了修井质量;在套损井利用方面,研究并应用了套损井分层注水工艺技术和细分堵水技术,开展了套损井分层压裂改造技术攻关．为通径100mm以上套损井细分注水、增产增注等措施提供了技术保证,充分发挥了套损井在油田高含水后期的生产潜力。     

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。     

油水井套管变形、错断的爆炸整形

在套管损坏井中,变形井和错断井的传统修复方法主要是用顿击整形扩径不密封加固技术,但只适用于小井段大通径的情况,对于通径小于95mm的井,整形器则无法通过,因而不能实现密封加固。大庆油田用爆炸整形技术对变形井和错断井进行修复,取得成功。本文就爆炸整形技术进行理论和试验探讨,通过6口井的实践证明,爆炸整形技术能使变形井段和错断口形成足够大的通道,满足密封加固的要求。并能用于错断口通径小达65mm的套损井,扩大了修复范围。而且具有施工工艺简单、成功率高和成本低等优点。     

数值模拟法在膨胀套管修复套损井技术中的应用

为了分析膨胀套管在套损井修复过程中的应力、应变及残余应力情况,剖析膨胀过程中管材内部变化规律,利用ANSYS软件建立了膨胀套管在套损井修复应用中的有限元模型,优选模型的边界条件,进行模型的数值模拟分析.数值模拟结果直观地反映了管材膨胀过程中的应力一应变情况,结合实验室台架试验及现场施工,总结出可在制管、套管膨胀和后处理3个阶段采取有效措施消减残余应力;膨胀套管在高压液体作用下发生二次形变后.内径尺寸比膨胀锥的外径单边增加0.9～1.3 mm,据此修正了膨胀锥、膨胀套管和原套管尺寸间的经验公式.在华北油田京708井采用膨胀套管技术修复套损井,施工完成后,产油量增加,含水率降低,达到施工要求,表明膨胀套管补贴套损井技术的有限元数值模拟分析符合油田现场施工的需求.     

可膨胀管修复套损井技术研究与应用

随着油田开发进入中、后期,套损井越来越多。目前采用的几种常规套管补贴技术已无法满足长井段修复的要求,针对施工工艺复杂、工序多、修复后井眼内径变化较大的问题,提出膨胀管套管补贴技术。介绍了膨胀管补贴原理及在W11-261井上进行套管补贴的应用情况。应用结果证明,该膨胀管补贴技术克服了以往套管补贴技术存在的不足,具有施工工艺简单、套管修复后能产生永久性密封且井眼尺寸变化小等特点,具有广阔的推广应用前景。     

大庆油田套损井打通道加固技术

介绍了大庆油田近几年在套损井打通道加固技术方面取得的技术进步，在磨铣打通道技术上主要对钻铣工具的结构进行了优化设计及合理及合金刀块的优选组合，提高了磨铣效率，缩短了施工周期；在爆炸打通道技术中设计了安全隔爆装置，提高了施工的安全性，使爆炸扩径技术得到完善；Φ106mm密封加固技术的研制成功，取代了Φ100mm密封加固技术，为套损井修复后的完井工艺提供有效的技术支持，提出了大庆油田目前在套损井打通道加固方面存在的难题，结合国外在套损井打通道加固方面技术的新发展，对现有技术的局限性进行了分析，提出了今后技术攻关的方向。     

火驱稠油井膨胀管补贴技术研究与应用

辽河油田稠油火驱井套损井数日益增多,常规膨胀管补贴无法满足火驱点火注气工况管材耐热和抗腐蚀性能要求。为此,研发了火驱稠油井膨胀管补贴技术。该技术能够实现长段和整段密封,能保持较大的通径,同时具有加固套管和防止出水段套变恶化加剧等优点。采用配套的可打捞式膨胀堵头可将补贴后的膨胀尾堵捞出,避免了研磨施工周期长以及部分尾堵碎屑存在遗留井底风险。在曙1-41-37井的现场应用中,措施后平均日产液19.4 m3,日产油2.9 t。该技术能很好地满足火驱稠油井补贴的要求,为火驱套损井的修复提供了新的技术支撑。     

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。     

Ф102mm扩张式胶筒在Ф106mm套管井中的应用

密封加固技术是解决经整形扩径后通径不小于加固工具最大外径套损井的一种永久性修复技术。验封技术则是检验密封加固器密封性的配套技术。目前已研制出 1 4 6ｍｍ套管的密封加固技术 ,但尚无 1 4 6ｍｍ套损井加固后的验封技术 ,而研制验封技术的关键在于封隔器的攻关研制。现制定 1 4 6ｍｍ套损井验封管柱技术指标 :①验封管柱承内外压差不低于 1 3ＭＰａ,耐温 70～ 90℃ ;②封隔器承受疲劳次数不低于 5次 ;③验封管柱不刺不漏 ,30ｍｉｎ内压力下降不低于 5 % ;④封隔器外径 1 0 2ｍｍ。1 验封管柱技术原理及技术难点(1 )管柱的构成。…     

实体膨胀管补贴技术在大港油田的应用

大港油田开发已步入中后期,由于地质运动和长期的注采导致套损井逐年增多,每年有大批腐蚀穿孔、渗漏、变形、错断的套损井需要修复,急需一种修复后补贴井段长、承压强度高的套管修复技术。阐述了实体膨胀管技术在大港油田套管修复中的使用概况、膨胀管性能、膨胀管补贴技术工艺,通过应用达到了长井段、较大内通径和补贴后具有较高承压能力的技术要求,对套损井的修复有较强的适应性,使大港油田在套损井修复方面多了一项新型手段。     

ф110mm燃气动力密封加固器的研制

针对油田开发中后期套损程度日趋严重、套损井逐年增加的事实研制成功了110mm燃气动力密封加固器。介绍了其组成及工作原理,阐述了其主要组成部件悬挂装置、动力源系统及加固装置的设计方法。经过400多井次的实际应用,证明了该加固器适用性强,系统工作稳定,施工工艺简单,操作安全可靠,能够满足各类套损井的密封加固要求,是国内领先的密封加固修井技术。     

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.     

小直径丢手堵水工艺管柱

针对河南油田各类套损井不断增加,现有成型工具无法完成该类井井下措施施工等问题,研制了外径仅为95mm的小直径堵水管柱。经11口井的现场应用证明,该技术能有效应用于套管内径为97~139.7mm的套管变形井、套管整形加固井进行分层堵水生产;同时该管柱也可在油层内连续射孔段上进行堵水生产。主要介绍了管柱的结构组成、工艺原理、管柱特点及现场应用效果等。     

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。     

膨胀筛管防砂技术研究

膨胀筛管技术是一种新兴的防砂技术,介绍了大通径膨胀筛管悬挂器、带有割缝的膨胀螺纹及具有变径功能的膨胀工具等膨胀筛管的几个关键技术。大通径膨胀筛管悬挂器能够确保变径膨胀工具的顺利下入,带有割缝的螺纹膨胀后与筛管本体具有一样大小的内径,变径膨胀工具使得膨胀筛管可以紧贴井壁,减少砂粒的运移和冲蚀。膨胀筛管技术在两口套损井中的防砂应用表明,在满足选井条件的情况下,采用膨胀筛管可以获得较好的生产效果,筛管膨胀后紧贴套管内壁,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。