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.     

国内尾管固井完井技术现状

介绍了小井眼固井、尾管先期防砂完井、尾管回接固井、旋转尾管固井、膨胀套管完井和尾管钻井等6种新兴的尾管技术.分析了特殊卡瓦式悬挂器、尾管回接装置和膨胀式悬挂器等3大类尾管完井工具研究现状.建议在尾管完井中采用特殊尾管和新兴的完井方式,并采用多手段提高尾管固井质量.指出尾管悬挂器应向多功能化、简单化和可靠性方向发展.     

完井修井膨胀悬挂器的研制与应用

针对常规尾管悬挂器的不足,开发出膨胀悬挂器技术。该技术采用了钢管膨胀及高强度橡胶材料作为密封悬挂机构,没有卡瓦机构,集尾管悬挂器及封隔器于一身,解决了尾管头漏失的问题,且内通径远大于尾管内径,相对于常规尾管悬挂器具有诸多的技术优势,是尾管完井技术的最新发展方向。对膨胀悬挂器的膨胀过程进行了有限元分析,对摩擦系数与膨胀压力的关系进行了研究,得出了膨胀压力与摩擦系数的数学表达式。橡胶筒所能提供的悬挂力大小是衡量膨胀悬挂器性能的一个重要指标,对膨胀压缩后的密封橡胶筒所能提供的悬挂力进行了力学计算;对膨胀悬挂器的工作原理及技术特点进行了论述,介绍了膨胀悬挂器尾管完井技术、膨胀悬挂器悬挂小套管修井技术和膨胀管外封隔器悬挂小套管修井技术的技术优势。在永3-侧87、义11-47等21口井对膨胀悬挂器技术进行了现场应用。     

南堡潜山油气藏小井眼开窗侧钻技术

南堡潜山油气藏因埋藏深,导致井身结构复杂、钻井周期长、成本高,为进一步提高勘探开发效益,开展了老井?177.8 mm 套管开窗侧钻二开次完井试验工作。NP280C 井是南堡油田第一口?177.8 mm 套管开窗侧钻潜山井,该井开窗侧钻点深、二开次完井井眼尺寸小,给开窗侧钻作业带来诸多难题。通过优选深层套管开窗侧钻工艺、小井眼扩眼技术、膨胀尾管悬挂器+ 直连套管完井方案,探索出一系列钻完井技术对策,保证了NP280C 井套管开窗侧钻作业的成功实施。为南堡油田深层潜山老井重复利用提供了技术支持,也为同类油气藏老井侧钻施工提供了技术借鉴。     

小井眼固井技术

近年来，小井眼开窗侧钻技术在各油田广泛应用，然而小井眼固井质量一直是困扰小井眼钻井技术发展的一个瓶颈。小井眼固井是指在Ф120．7（或Ф118）钻头所钻井眼中下入Ф101．1无接箍套管或Ф89油管，采用尾管固井技术。尾管借助悬挂器悬挂在上层套管上，重合段为50--100m，水泥密度为1．85--1．90g／cm^3。文中总结了小井眼固井关键技术，并且经过7口井的固井实践，套管的下入、悬挂器坐挂、注水泥施工均正常。声幅测井检验固井质量合格。实践证明该技术是保证固井质量的可靠技术。     

国内特殊尾管悬挂器研制现状与发展趋势

为适应水平井、分支井、大位移井、小井眼井以及复杂井眼条件下的尾管固井要求,近几年不断有新型尾管悬挂器被研制应用。这些新型尾管悬挂器包括:可有效解决尾管重叠段封固质量差和油气水窜的集尾管悬挂器、封隔器于一体的尾管封隔悬挂器及其回接装置;具有液压、机械2种坐挂功能的双作用尾管悬挂器;用于深井钻井中的超大尺寸、重负荷尾管悬挂器;适用于老井和套管开窗侧钻井的小尺寸尾管悬挂器;防止CO2、H2S气体腐蚀的特殊尾管悬挂器以及水平井尾管悬挂完井系统等。这些特殊尾管悬挂器在国内陆上和海上油田的应用中,均取得良好效果。介绍了其研制及应用概况,并就其发展方向提出了建议。     

不同完井方式的膨胀式尾管悬挂器工具及应用

针对常规卡瓦式尾管悬挂器存在的缺陷,采用膨胀式尾管悬挂器进行悬挂完井作业。膨胀式尾管悬挂器拥有通径大、重叠段短、结构简单、悬挂牢靠、台阶小、适用范围广等特点,分别对尾管固井、筛管完井及半程固井3种完井方式的膨胀式尾管悬挂器的结构原理、工艺原理及实施案例作了阐述,总结了研发的膨胀式尾管悬挂器的适用范围。该装置具有可靠的环空密封和尾管悬挂功能,且下入过程无提前坐挂风险,在深井超深井中独具优势。目前已在国内外投入应用180余口井,取得良好效果。     

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。     

侧钻井大通径尾管完井技术研究及应用

胜利油田侧钻井普遍为?177.8 mm和?139.7 mm套管侧钻井,存在环空间隙小、完井内径有限等问题,特别是潜山油藏二开次侧钻困难、稠油油藏侧钻井注汽工艺不配套、砂岩油藏侧钻后难以机械防砂等难题突出。为了解决上述难题,优选侧钻井扩眼工艺,优化大通径尾管完井方案设计,研发了大通径膨胀悬挂器、预应力地锚和胶塞测试接头等配套工具,并从完井尾管优选、水泥浆体系优化和提高套管居中度等方面完善配套工艺,形成了侧钻井大通径尾管完井技术。现场应用表明,该技术有效地解决了潜山、稠油和砂岩等特殊油藏侧钻井完井难题,具备进一步推广前景。     

可旋转膨胀尾管悬挂器性能研究及现场试验

可旋转膨胀尾管悬挂器结构复杂,施工工艺不同于常规悬挂器,现场试验难度大。为解决该问题,分析了φ177.8 mm×φ139.7 mm可旋转膨胀尾管悬挂器及各关键部件的结构和工作原理,根据整机地面膨胀试验、悬挂性能测试、模拟入井试验等试验结果,确定了悬挂性能参数、膨胀性能参数和施工参数,并制定了现场施工工艺。可旋转膨胀尾管悬挂器在GSS-036LR井进行了现场试验,成功完成固井作业,膨胀压力小于20 MPa,膨胀施工作业排量小于0.2 m3/min。研究表明,研制的可旋转膨胀尾管悬挂器能够实现旋转、膨胀坐挂和丢手功能,施工工艺可满足现场施工需求。      

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。     

尾管悬挂器在三维定向井中的应用分析

在ø215.9 mm井眼中下入ø177.8 mm尾管是渤海油田常用的井身结构之一,不但节约钻井材料及成本,而且上部井眼的ø244.475 mm套管有利于修井、增产等作业的实施。但是,在复杂井眼轨迹的三维定向井中,由于坐挂过程中的摩阻大、尾管悬挂器居中效果差等因素,对尾管悬挂器坐挂产生较大的影响。以渤中油田某A13井为例,进行坐挂过程的问题分析,根据井眼轨迹、尾管悬挂器的结构等影响因素,优化作业程序,有效地将坐挂力传递至尾管悬挂器,顺利完成了该井尾管悬挂器坐挂作业,避免了起出尾管悬挂器等复杂的处理措施。为同类型井的尾管悬挂器坐挂作业提供借鉴。     

Weatherford公司研制出SwageHammer~(TM)集成式尾管悬挂器

<正>为满足高压/高温、深水、大斜度井等苛刻条件下尾管固井时的密封要求,Weatherford公司研制了SwageHammer~(TM)集成式尾管悬挂器。该悬挂器集常规尾管悬挂器和膨胀式尾管悬挂器的优点于一体,可大大提高高温高压条件下井筒整体的密封性,降低尾管下入及整个作业过程中的风险。SwageHammer~(TM)尾管悬挂器主要由顶部封隔器、坐挂机构、送入工具(包括坐挂驱动机构)组成。该悬     

膨胀尾管悬挂器关键技术分析及现场应用

膨胀尾管悬挂器在注水泥和顶替的过程中能够带动管串旋转,可显著提高环空顶替效率和固井质量。从膨胀驱动机构、本体机构、丢手机构、旋转机构、指示机构和应急机构等6个方面对膨胀尾管悬挂器关键技术进行了分析,并介绍了其现场应用情况。分析结果表明,膨胀尾管悬挂器集成了悬挂和封隔功能,并能实现大排量循环,遇阻后通过旋转和上提下放,使管串顺利入井,并提高固井质量;通过完善现场施工工艺,优化胶塞憋压操作及其机构,确保丢手机构及应急机构的正常工作,可有效提高膨胀悬挂器作业的可靠性。建议我国加大膨胀尾管悬挂器的研发力度,同时提高工具的可靠性。     

国产旋转尾管悬挂器在国内的首次应用

旋转尾管悬挂器在海上和陆上油田使用广泛并取得较好效果，但该工具及其附件均为国外公司提供，国内研制的产品因各种?因一直没有在现场应用。介绍了国产旋转尾管悬挂器的结构特点和旋转尾管固井施工程序，根据东辛油田辛176断块难点，选择使用国产旋转尾管悬挂器并进行了相关计算，阐述了现场操作流程及固井施工过程。现场应用表明，胜利油田在东辛断块复杂井辛176-斜16井的尾管完井中，采用国产旋转尾管悬挂器固井施工，旋转正常，性能可靠，固井质量优良。     

论新型膨胀、悬挂、丢手工具在膨胀式尾管悬挂器上的性能特点及应用

开发了一种新型的自主知识产权的膨胀、悬挂、丢手工具。对该工具在膨胀式尾管悬挂器上的作用作了介绍,从而总结出该新型工具在膨胀式尾管悬挂器上具有结构简单、安全性高、膨胀压力低、悬挂和丢手可靠、可节约大量的固井综合成本及提高固井质量等特点。     

膨胀式尾管悬挂器在高压气井固井中的应用

固井作业中的环空漏失是高压气井及异常高压气井固井作业中所面临的难题,常规边漏失边固井的现场固井技术无法使固井质量得到有效保障,给后期开采作业带来安全隐患,甚至导致部分井的报废。鉴于膨胀管技术的进展及其优势,介绍了膨胀式尾管悬挂器的结构组成、工作原理与技术特点,并结合塔里木油田迪那2 8井的固井实例,分析了膨胀式尾管悬挂器在异常高压气井固井中的应用效果。结果表明,在异常高压气井应用膨胀式尾管悬挂器固井不仅质量良好,而且可以彻底解决卡瓦式尾管悬挂器在固井中的环空泄漏问题,施工工艺简单,安全性更高。该技术的应用为异常高压气井固井提供了新的途径。     

TORXS膨胀式尾管悬挂器

<正>TORXS膨胀式尾管悬挂器是一种可以在注水泥前坐封的膨胀式尾管悬挂器,它融合了常规尾管悬挂器和膨胀式尾管悬挂器的优点,可以适应更加复杂的井筒条件,具备多种功能,操作简单,在注水泥之前通过变径短节使尾管悬挂器膨胀,可降低作业风险。     

膨胀尾管悬挂器在哈国热德拜油田水平井的应用

哈萨克斯坦热德拜油田位于该国曼格什拉克半岛西部,2014年甲方决定尝试在该油区使用三开井身结构,完井采用膨胀尾管悬挂筛管技术,并由西部钻探钻井工程技术研究院提供工具技术服务。目前在该油田成功进行了8口井的施工作业,尾管下入成功率及坐挂脱手成功率均达到100%。现场应用表明,工具入井安全可靠,中途不会意外坐封且操作简单,并可为后期采油工艺提供有利的井眼条件,不仅弥补了二开井身结构的缺点并有效地解决了以往固井后期环空出水等复杂问题。通过对膨胀尾管悬挂器的结构原理、施工工艺及现场应用的研究,分析了该工具及工艺的特点及优势,并为今后国内水平井膨胀尾管悬挂完井技术发展提供经验。     

基于Bow-Tie模型的轻尾管固井中悬挂器失效分析

轻尾管固井是一个工艺流程清晰、施工较复杂的动态系统。针对轻尾管固井中的悬挂器失效问题,采用事故树和事件树相结合的分析方法,构建了悬挂器失效的Bow-Tie模型。利用事故树分析法得到了诱发悬挂器失效的原因,通过事件树分析法研究了悬挂器失效后引起事故的全过程,直观地了解轻尾管固井中悬挂器失效的整个发展过程。结合某油田Y井的事故分析,验证了Bow-Tie模型在分析轻尾管固井中悬挂器失效方面是可行的。研究得出的悬挂器失效Bow-Tie模型对于防止悬挂器失效的发生具有重要意义,对于轻尾管固井的现场施工具有指导作用。