国外膨胀管技术的发展与应用

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膨胀管技术

膨胀管技术

膨胀管技术及应用一绪论
二国内外技术的研究与应用
1国外方面
2 国内方面
三文章内容
第一章膨胀管的材料分析
1 高品质膨胀管材料的探索
2 不同材料的膨胀管分析
3 一些高性能钢材膨胀管的分析
4胀筛管的基管材料的分析
第二章膨胀管的设计原理及研究
1膨胀管技术机理和研究
2 膨胀管推力理论方面研究
3 膨胀管弹塑性力学分析研究
4膨胀管力学性能和动力方面研究
第三章膨胀管技术发展和应用
1膨胀管加固技术的发展和应用
2膨胀管在钻井过程中的发展和应用
3膨胀管技术在油田开发方面的应用
4膨胀管技术在大港油田中的应用
第四章膨胀管技术的突破和未来
1中国在膨胀管技术的突破2膨胀管技术在中国的未来
一绪论
在传统的油气井钻井作业中,随着井深的增加,下入井眼中的套管层次也在增加,从而使可利用的井眼直径越来越小。

在深井超深井钻井中, 井眼直径的不断缩小有可能导致无法最终钻达目的层。

而膨胀管技术是专门解决这一问题的,实体膨胀管技术是在钻井工程领域发展起来的一项用于钻进过程中充当临时技术套管作用的一项新技术。

随着油田的开采, 油水井套管损坏日趋严重, 介绍了实体膨胀管技术原理及实体膨胀管技术的最新发展方向, 从油田开发这个角度出发, 介绍了该技术在油田开发过程中进行套管补贴、侧钻井完井等多项领域内进行应用的技术优势, 就胜利石油管理局钻井工艺研究院开发的小尺寸实体膨胀管技术在国内石油开发系统中的应用进行了介绍, 该技术的研制成功,
二国内外膨胀管技术的研究和应用
1国外方面。

亿万奇公司EGT 实体膨胀管技术介绍

亿万奇公司EGT 实体膨胀管技术介绍

28750′ deep
28
6867′ liner
Mud Weight
21
(lb/gal)
14
20 16 12 8
7 4
6 4 2
25 1
50
400o F >100o angle
>20 ppg MW
10 8
Length (ft / 1000)
2002: Operating
Range
75 100
2 3
125
SET on lo-penetration slips 打上微牙痕卡瓦
Launcher 膨胀器
Joint from V-door 从坡板处提起膨胀管
Running the liner 下膨胀管
Lower Safety Sub 下部安全接头
Expansion Assembly 膨胀组件
Tongs 套管钳
What had we done?
940 Job numbers:
installations (updated to
May 2008)
940 到今天为止(2008-5),成功安装
次/口
Expandable Operating Parameters
膨胀参数
Depth
2007:
35 (ft /1000)
Established ten years ago as a Joint Venture between Shell
and Halliburton 是皇家荷兰壳牌和哈里伯顿于 10年前合资成立的
Enventure Global Technology is based in Houston, Texas and

浅谈沙特侧钻井膨胀管技术的应用

浅谈沙特侧钻井膨胀管技术的应用
摘 要: 在石油开发 中, 膨胀管技 术作为一种新兴技术越 来越受到青睐。因为膨胀管技术可以很好地改善现有的井身结构 及增 大 完井 井径 , 对 于后 续钻 井 、 采油及 修 井作 业具 有很 大的促进 作 用 。沙特钻 井公 司在 石 油开 采的过 程 中, 为 了增 加石 油
的开 采率 , 对老 井 实施 开窗侧 钻作 业 , 同时进 行 膨胀 管 完 井作 业 方式 , 结果 大绍 了膨 胀管技 术的原 理及 膨胀 套 管在侧 钻 井 中的技 术优 势 ,并 以沙特 阿 美公 司的 H R D H 钻 井 区域 的侧 钻 井膨 胀 管技 术 的现 场应 用为 例 , 充分说 明 了膨胀 管技 术在 石 油开 采 中的优 势 。 关键 字 : 沙特 ; 侧钻井; 膨 胀 管技 术 ; 应用 中图分类 号 : T E 2 4 文献 标识 码 : A
膨胀 管技 术 的原理 膨 胀 管 技 术 的 原 理 是 将 管 柱 下 人 到 侧 钻井 内 , 以机械 或液 压 的 方 法使 管柱 发 生 永久 性 的塑 性 变形 , 从 而 达 到使 井 眼或 生 产管 柱 的 内径 扩 大 的 目的。 该 技术 经过 各 种 实践 应用 证 明能 够 增 加套 管 的层 次 , 简化 井身 结构 , 从 而 很 好地 节 约 了钻 井 成 本, 是 一 种灵 活有 效 的 完井 方 式 和修 井 方 法 ,也 因此 被 称为 2 l 世纪 在 钻 井 和完 井 方面 最具 革命 性 的技术 之一 。 二、 膨胀 管 技术 的分类 及 沙 特 公 司侧 钻井 规格 说 明 1膨 胀套 管 膨胀 管 在 膨胀 的过程 中 , 外 径 增加 较 明显 , 但 是 管 壁 并 不 明显 减 少 , 管 柱 膨 胀 前后, 套管 的抗 屈 服 和破 裂 的数 值 基本 保 持不变, 经 过 膨胀 处 理后 的套管 仍 能 达 到 L 8 0 钢 的标 准 。膨胀 套管 技 术的 功能 主要 为: 改 变井 身 结构 、 降低 钻 井总 成 本 ; 进行 套管修理 , 将破裂 的套管 、 射孔段 的套 管 等 加 以封 隔 ; 封 隔钻 井 过程 中出现 的复 杂 井段等。 以沙 特 阿美 公 司 的 H R D H 钻 井 区 域 为例 ,其 井 身结 构 一般 为 : 3 O ” 钻头 * 2 4 ” 套 管 * 5 0 0 ’ + 2 2 ”钻 头 " 1 8 — 5 / 8 ” 套 管 * 2 2 0 0 ’ + 1 7 — 1 / 2 ”钻 头 " 1 3 — 3 / 8 ” 套 管 * 4 0 0 0 ’ + 8 — 1 2” / 钻 头 7 ” 尾 管 * 8 0 0 0 ’ + 6 — 1 / 8 ”裸 眼 * 1 5 0 0 0 ’ 。 在 进 行 5 - 1 2” / X 7 ” 膨 胀尾 管 技 术 改造 后 , 井 身 结 构 变为 了 : 2 2 ”钻 头 " 1 8 — 5 / 8 ”套 管 * 5 0 0 ’ + 1 7 — 1 2” 钻 头 " / 1 3 — 3 / 8 ” 套 管 * 2 2 0 0 ’ + 8 — 1 / 2 ” 钻 头 7 ” 套 管 * 4 0 0 0 + 6 — 1 / 8 ” 钻头 } 5 — 1 2” / ×7 ” 膨 胀尾 管

实体膨胀管技术在TK4-463CH井的应用

实体膨胀管技术在TK4-463CH井的应用

实体膨胀管技术在TK4-463CH井的应用【摘要】油田进入开发后期, 低产、停产及报废井越来越多, 如何利用侧钻井技术的节约投资、中靶精度高、剩余油富集规模要求小等优势, 挖掘断块小屋脊、井间滞留区等小规模剩余油富集区, 进一步提高储量动用程度和采收率, 是一项亟待解决的问题。

采用侧钻井膨胀管完井技术有效地扩大了井眼尺寸, 使得常规尺寸井眼中的各种措施易于在侧钻井中实施,为今后在钻井及完井过程中优化井身结构、减少井下复杂情况提供了一个新的解决方案。

而且膨胀套管技术作为一种新兴的技术已经越来越受到石油行业的重视,应用该技术可以改变现有的井身结构,增大完井井径,有利于后续钻井作业及完井作业。

而目前大部分膨胀管作业时应用在修井及套管补贴作业中。

TK6-463CH井为西北油田分公司裸眼井内使用实体膨胀管作业的目前国内使用井深最深,难度最大的一口井,本井的成功再次为西北局一些难以继续开采的老井提供了新的机会。

【关键词】TK6-463CH;膨胀套管;老井开窗1.国内实体膨胀管的现状1.1胜利油田膨胀管井概况套管开窗侧钻技术是在定向井技术基础上发展起来的。

国外侧钻井已从常规侧钻井发展到短半径侧钻水平井和连续油管侧钻井, 并且代表侧钻井新技术的短半径水平井和连续油管侧钻井所占比例在逐年增加。

胜利油田开窗侧钻工作起始于20 世纪80年代中期, 至今已形成了一整套适合胜利油田地质特点的中短半径侧钻水平井及常规侧钻定向井钻采修配套技术, 并且已先后在95/8 in、7 in 和51/ 2 in 套管中成功地完成了610 口各类开窗侧钻井。

另外, 目前胜利油田分公司共有停产停注井共5977 口, 占在用总井数的23. 0% , 其中停产井中套损井大约占49.4% 。

在目前经济技术条件下, 具备修复潜力的油井占停产油井总数的36. 6%。

经过几年的研究开发和引进, 胜利油田套损井治理技术得到了较大的完善和发展, 已经初步形成了套损井修复配套技术。

利用膨胀管定位的分支井侧钻技术及应用

利用膨胀管定位的分支井侧钻技术及应用
1 5 —2 O H 井取得 了成 功应 用 。
关键 词 : 膨胀 管 ; 分 支井 ; 水 平井 中图分 类号 : T E 2 4 3 文献标 识码 : B 文章编 号 : 1 0 0 4 -5 7 1 6 ( 2 0 1 3 ) 0 6 —0 O 9 0 一O 4
随着定 向井 、 水 平井 技 术 的 不断 成 熟 和广 泛 应用 ,
技 术 难题 。膨胀 管在 井下形成 了支井的永 久定位 , 实现 了对斜 向 器的可 靠定位 。下膨胀 管后 , 进 行 开 窗、 侧钻、 磨平、 套铣等 施工 。膨胀 管的使 用使 主井筒 的 内径 最 大, 保证 以后 的采 油 、 修 井和 油层 改 造 等作 业 能够正 常进 行 。使 用 用膨 胀 管 定 位 的 分 支 井侧 钻技 术 于 2 0 1 1年 8月在 长庆 苏里 格 桃 7 —

* 收 稿 日期 : 2 0 1 2 — 1 1 — 2 7
第一作者简介 : 李 勇( 1 9 8 1 - ) , 男( 汉族) , 宁夏中宁人 , 工程师 , 现主要从事水平井 的技术服务工作。
2 0 1 3 年第 6 期
西 部探矿 工 程 ( 9 ) 完成 该分 支井 修井工 艺 。 来自9 0 西部探 矿工 程
2 0 1 3年第 6 期
利 用膨 胀 管定 位 的分支 井侧钻 技 术 及应 用
李 勇 , 李岩泽 , 唐 凯, 谭 欢
( 川庆 钻探 工程技 术研 究院 , 陕西 西安 7 1 0 0 1 8 ) 摘 要: 膨胀 管 定位 是 中石油 钻井工程技 术研 究 院研 制 的创新技 术 。它解 决 了用卡 瓦定 位 所 带来 的
表 1 膨 胀 管 定位 系统 关键 工 具 工 具 名 称

膨胀管概述及技术研究(DOC)

膨胀管概述及技术研究(DOC)

膨胀管概述及技术研究张继红1ZhangJihong 刘明君2LiuMingjun摘要:膨胀管技术诞生于20世纪80年代,主要用来优化井深结构、预防井壁掉块及坍塌、封堵高压层或低压漏失层、修补井中损坏的套管等。

被认为是21世纪石油钻采行业的核心技术之一。

本文主要介绍了可膨胀管的分类及优缺点,以及可膨胀管的相关技术研究。

关键词:膨胀管;膨胀椎;套管;膨胀管技术于20世纪80年代晚期诞生于壳牌石油公司[1],在这之后的一段时间里,发展非常迅速。

90年代末期达到了商业化应用水平,目前在国外有多家石油技术服务公司可以提供膨胀管的技术服务,其中最有名的是壳牌和哈里伯顿合资的Enventure公司[2~3]。

国内多家公司和科研机构也在从事膨胀管技术的研究,但多是理论及实验室的研究。

膨胀管是一种由低碳钢经特殊加工而制成的套管,由于含碳量低,膨胀管比普通套管柔性好,可朔性强。

可膨胀管技术就是将待膨胀的套管下到井内,以机械或液压为动力,通过冷挤扩张的方法,由上到下或由下到上,通过压力或拉力使膨胀工具通过待膨胀的套管内孔,使其内径或外径由于朔性变形膨胀至设计的尺寸,从而完成待定工程目的的一种技术。

膨胀管技术具有以下优点:○1可有效地解决复杂地层的井壁稳定问题;○2减小井眼锥度、增加套管下深,以尽可能大尺寸井眼完井;○3可以减少上部井眼的尺寸和套管层数;○4修复套损井;○5使完井具有更大的灵活性;○6能改善尾管悬挂器的密封效果;○7可大大降低钻井成本;○8可取代砾石充填,降低完井成本。

因此,膨胀管技术被认为是21世纪石油钻采行业的核心技术之一。

1 膨胀管的分类及优缺点1.1 可膨胀管的分类可膨胀管根据其结构的不同,可分为纵向波纹管、实体膨胀管(SET)和割缝膨胀管(EST)三种。

其中,纵向波纹管技术是事先将套管压扁成腰状(如图1a),下入井中后再用专用工具将压扁部位胀开。

割缝膨胀管有一系列串联的,互相交错的轴向割缝,割缝的布置使管柱易于膨胀。

国外可膨胀尾管悬挂器的新进展

国外可膨胀尾管悬挂器的新进展

第36卷第5期2008年9月 石 油 钻 探 技 术PETROL EUM DRILL IN G TECHN IQU ESVol136,No15Sep.,2008收稿日期:2008201209;改回日期:2008208219作者简介:郭朝辉(1980-),男,2003年毕业于江汉石油学院机械设计制造及自动化专业,助理工程师,主要从事固井工具的研发工作。

联系电话:(0534)2566007!设备与工具#国外可膨胀尾管悬挂器的新进展郭朝辉1 马兰荣1 朱和明1 汪文昌2 彭汉标3(11中国石化石油勘探开发研究院德州石油钻井研究所,山东德州 253034;21中国石油大港油田公司采油与地面工程处,天津大港 300280;31中原石油勘探局塔里木钻井公司,新疆库尔勒 841000)摘 要:近年来,随着实体膨胀管技术的不断发展,国外成功研制了可膨胀尾管悬挂器并逐渐趋于成熟,在很多油气田投入工业性应用,取得了显著的经济效益。

详细介绍了里德公司的H ETS2L H悬挂器、TIW公司的XPA K悬挂器、哈里伯顿公司的VersaFlex悬挂器和威德福公司的EXR悬挂器的基本结构、工作原理及现场应用情况,分析了其优缺点,并在此基础上对国内可膨胀尾管悬挂器的研究与发展提出了建议。

关键词:可膨胀尾管悬挂器;尾管固井;现状;发展趋势中图分类号:TE925+12 文献标识码:B 文章编号:100120890(2008)0520066204可膨胀尾管悬挂器是在膨胀管技术的基础上发展起来的,它通过液压力或机械力将用可膨胀管材制成的悬挂器本体向外胀开,使其与上一级套管形成牢固的锚定连接,从而实现悬挂尾管[124]。

可膨胀尾管悬挂器具有外型尺寸小、入井安全方便、环空过流面积大,且在注水泥过程中能活动套管以提高顶替效率、密封能力好等诸多优于常规悬挂器的特点,而且在现场应用中显现出了巨大的经济效益和技术优势,尤其是与套管钻井技术相结合,可大大降低建井成本。

实体膨胀管补贴技术在大港油田的应用与发展

实体膨胀管补贴技术在大港油田的应用与发展

套管 内径 。 不足 :堵 剂 不能 有效驻 留在 封堵 层,或到 达封 堵 层在 未凝 固前漏 失或管 外存
另外 对补贴 后 膨胀管 与原 井套 管的 密封性 和
表1实体膨胀管规格 表
实 体l 胀管
膨 胀管加 固工艺 原理 :对 套损 井段打 开 通 道扩 径处 理后 ,用 油管 将膨胀 管加 固器下 至 需补 贴加 固的 井 段 ,在 地面 用 高压泵 向油 管 内泵入 清水 ,当达 到一 定压 力后 ,胀头 推 动 油管 上 行 。当胀头 卜 行 至膨 胀管 上端 时 , 油 套连 通 , 泵压 下 降 ,膨 胀 管 完 成 整 体 膨 胀 ,紧贴 于套 管 ,达 到锚 定与 密封 。然 后起 出油 管和 加 固器底堵 ,完成加 固… 。
( 2 )修 复 工艺 优化选 择 由于该井 套损 段 长且位于 井 1 5 1 附近 。最 有效 的修 复手 段为取 换 套 ,但 考虑 到取 换套 I : 艺复杂 ,成 本高 ,并 且该井 为老 井补 层后 层开采 潜 力不大 ,从 经济 角度 来看 适合 取换 套修 复 。 堵剂 封堵 :优 点 :投入 成本 小 ,不影 响
1 1 0 mm ,承 压 均达 到 1 5 MP a ,稳 压 1 5 分 钟 不 降 不 漏 。 其 中G8 2 5 井连 续补 贴长 度达 4 2 . 8 米 。创造 r 大 港油 田膨胀 管补 贴 的新纪 录。 2 . 3典 型实 例 ( 1 )井 况 简介 G 8 —2 5 井 实 际完钻井 深 1 8 9 5 . 3 米, l 9 6 8 年 投产 ,生产层 位N m I ( 9 9 6 m ~1 0 0 0 m ),1 9 9 4 年报 废 ,2 0 0 6 年 封井 。 2 0 1 0 午 对其 补层恢 复利 用 。 按 照方 案对 1 #层 ( 9 9 3 . 6 ~1 0 0 0 . 2 m)

国外钻进新技术汇总.

国外钻进新技术汇总.
中国石油集团经济技术研究中心
2.割缝数量和割缝形状对扩管的影响
扩割缝膨胀管所需要的力与管体上割缝的数量 有关系。管体上的割缝越少,扩管是需要的力 就越大。另外,管体上的割缝越少在扩管期间 管体就越容易破裂和损坏。然而在管体上增加 纵向割缝的数量会降低管体的强度,使割缝膨 胀管在悬挂和下井期间容易损坏。
中国石油集团经济技术研究中心
3.发展单一直径的油井 套管完井,井眼的直径约损失 20 %。利用膨胀管完井, 井眼直径的损失约为 10%。采用单一直径的油井,不 但省去了复杂的套管系列,而且可用减少岩石的切削 量,提高钻速和加快建井速度。 实体膨胀管可用实现单一直径的油井设计。其作法是 按照实际需要设计一合理的单一尺寸的井眼。在钻完 一段井眼后,下实体膨胀管,扩管并固井。然后用双 中心钻头打下一段井眼,完钻后再下膨胀管并固井。 由于双中心钻头钻出的井眼比钻头直径大,所以下膨 胀管和扩管后仍能保持与上一井段同样的井眼直径。 然后重复这种作法,直至达到设计深度。这就是单一 直径的井眼。
中国石油集团经济技术研究中心
中国石油集团经济技术研究中心
(二)实体膨胀管 1.实体膨胀管的结构和膨胀原理 实体膨胀管是由标准的管材钢轧制的无缝钢管。 钢材经过特殊处理后增强了延展性,降低了损 伤敏感性并增加了抗破裂韧性。实体膨胀管的 膨胀原理是材料的三维塑性形变。扩实体膨胀 管所需要的力约为割缝膨胀管的 10~30倍,需 要使用特制的高强度陶瓷膨胀锥来扩管。在扩 管过程中实体膨胀管的长度和厚度都要减少。 因而影响了膨胀管的强度和抗挤压能力。
中国石油集团经济技术研究中心
2.实体膨胀管的用途 1。修复 实体膨胀管可用来封堵套管上的射孔眼和修补套管、 油管或防砂网。修复时,实体膨胀管在套管或油管内 以扩张的方式来封堵诸如接头漏失、套管和油管因腐 蚀或冲蚀所造成的漏失。既可使用厚壁管作为实体膨 胀管,也可使用薄壁管作为实体膨胀管。就薄壁管而 言,可将其扩张为 3- 4mm 的壁厚。 25 %- 35 %的扩 张率使薄的内衬能穿过油管的接头、安全阀和内径。 而当需要时,可在同一根管柱内加多层内衬。厚壁和 薄壁膨胀管都可用来封堵套管的射孔孔眼,封堵裸眼 井中水层和气层以及修补损坏了的防砂网。

国外石油科技十大进展

国外石油科技十大进展

采用连续管钻井技术,可以节约25%(挪威北海Ula油田)至40%(普鲁德霍湾)的钻井成本,在钻机动迁费高的地区,连续管过油管重钻能比常规重钻节约50%以上的成本。
连续管技术取得了一些最新进展,推出了连续管和钻杆两用钻机、复合材料制成的连续管、连续管位移增大工具和连续管钻井专用的钻井头(drillinghead)。这些都为连续管钻井技术的应用和推广创造了条件。
5.随钻地对于储层描述和钻井作业是一项非常重要的参数,为了能在钻井过程中测量这一参数,贝克休斯和哈里伯顿公司开发了随钻地层压力测试器。随钻地层压力测试器的重要作用和潜在的应用效益引起了海洋石油工业的广泛关注。
随钻地层压力测试器的推出,完善了随钻测井系列,使其和电缆测井一样可以提供全套的电测井、核测井、声测井、核磁测井和地层压力测试数据。随钻地层压力测试器使用电缆式探头和极板及精确的石英压力传感器,在钻井作业暂停期间进行压力测试。整个压力测试所需时间不到10分钟,测量精度与对应的电缆技术相差不到1%。
虚拟露头技术的改进使得利用露头信息进行储层模拟,进而直接解决一些关键复杂的地质问题和储层产能等方面的问题成为可能。
2.智能井技术发展迅速,推动油田数字化管理
智能井技术是实现数字化油田的主要构成部分,近年来发展迅速,得到广泛关注。据2004年统计,世界上采用智能井技术的油井已接近200口。贝克石油工具、壳牌、威德福和斯伦贝谢等公司都投入了研发和应用。
智能井技术是通过安置在油藏平面上的传感器和控制阀,达到一井多用,同采同注;可以通过地面遥控实现单井多层、多分支选择性生产和注入,实时优化各层的流动,随意封隔水气层,防止串流;进行实时连续监测、采集和处理,并实时反馈井下数据、实时优化生产,最终达到优化油藏经营和生产管理,提高采收率。

沙特侧钻井膨胀管技术应用

沙特侧钻井膨胀管技术应用

沙特侧钻井膨胀管技术应用【摘要】膨胀管技术是近年来作为一种新兴技术越来越受到石油工程界的重视,该技术的应用可以改善现有的井身结构,增大完井井径,有利于后续钻井、采油及修井工程作业。

沙特阿美公司在HRDH钻井区域的HRDH224井、HRDH441井等侧钻井上先后应用膨胀管完井技术,平均完钻井深1295.70m,现场应用效果良好。

本文主要介绍HRDH钻井区域侧钻井膨胀管技术和现场作业工艺。

【关键词】膨胀套管膨胀筛管侧钻井沙特阿拉伯为增加油藏采收率,沙特阿美国公司对老井实施开窗侧钻作业,同时进行膨胀管完井作业方式。

膨胀管技术是近年来作为一种新兴技术越来越受到石油工程界的重视,该技术的应用可以改善现有的井身结构,增大完井井径,有利于后续钻井、采油及修井工程作业。

沙特阿美公司在HRDH钻井区域的HRDH224井、HRDH441井等侧钻井上先后应用膨胀管完井技术,平均完钻井深1295.70m,现场应用效果良好。

1 膨胀管技术膨胀管技术就是将管柱以原始尺寸下入井底,通过膨胀心轴作用使管材产生永久的机械变形。

膨胀心轴由液压或者直接的拉力或推力来驱动,使套管变形至材料的塑性变形区,并使套管膨胀至与外层技术套管内壁紧贴或与裸眼部分水泥胶结在一起。

膨胀管分为膨胀套管和膨胀筛管两类。

1.1 膨胀套管膨胀管在膨胀过程中,外径明显增加,但膨胀管壁厚减少不大,目前Enventure公司生产的膨胀管在外径增加5-16%时(取决于膨胀率),壁厚降低2-5%。

膨胀前后,套管的抗屈服、破裂的数值基本保持不变。

膨胀处理后的套管仍能达到APISpec5CT的L80钢的标准。

膨胀套管技术的主要功用包括:改变井身结构、降低钻井总成本;套管修理,将破裂的套管、射孔段套管等加以封隔;封隔钻井过程中出现的复杂井段等几个方面。

沙特HRDH钻井区域常规井身结构为:30”钻头*24”套管*500’+22”钻头*18-5/8”套管*2200’+17-1/2”钻头*13-3/8”套管*4000’+8-1/2”钻头*7”尾管*8000’+6-1/8”裸眼*15000’。

膨胀管技术在油气井套管补贴中的应用

膨胀管技术在油气井套管补贴中的应用

在钻完井施工过程中,上部套管破损,密封不严,给后期施工井控安全增大了风险,为确保后续施工安全,需要对套管损伤部分进行补救。

20世纪80年代,壳牌公司最先对膨胀管技术进行了研究和应用。

应用膨胀管技术为套管补贴修复提供了新的方法和手段,具有施工工艺简单、套管补贴修复后永久密封且井眼尺寸变化小的特点,具有良好的应用前景。

一、膨胀管技术膨胀管技术是把钢管的冷扩工艺从工厂车间转移到在井下数千米深处的复杂工况条件下,通过机械或液压,把井下的钢管及其连接螺纹膨胀到预定的设计直径,从而达到石油工程目的。

二、现场应用1.井况简介CBG141井三开中完井深4203.00m,下177.8mm尾管至4202.50m,固井候凝后电测尾管固井质量,对全井套管试压,压降明显(04:42 压力20.5MPa,至05:10 压力降至8.2MPa)2.补贴过程(1) 封隔器试压找漏运用封隔器进行套管验封,下244.5mm封隔器在多个位置坐封进行套管验封找漏。

①下244.5mm封隔器至1003.62m,坐封后关封井器反打压,打压18.8MPa,4m i n压力未降,证实244.5m m套管(1003.62-井口)密封完好。

②下244.5mm封隔器至2505.55m,坐封后正打压20.4MPa ,稳压30min,压力不降,证实重叠段及177.8mm套管正常,泄压后关封井器反打压,打压5.6MPa,2min压力下降至4.8MPa,证实244.5mm套管(1003.62-2505.55m)有漏点。

③起244.5mm封隔器至1604.79m,坐封后关封井器反打压,打压5.4MPa,4m i n压力下降至4M P a,泄压后正打压10.4M P a,稳压4m i n,压力下降至10.3MPa不降,证实244.5mm套管(1003.62-1604.79m)有漏点。

④起244.5mm封隔器至1290.43m,坐封后正打压5.3MPa ,稳压3min,压力下降至4.5MPa,泄压后关封井器反打压,打压10.3MPa,3min压力下降至10.2MPa不降,证实244.5mm套管(1290.43-1604.79m)有漏点。

膨胀管技术简介

膨胀管技术简介

膨胀管技术简介作者:徐宜山来源:《科学与财富》2010年第06期[摘要] 介绍了膨胀管的用途、机理及实体膨胀管和膨胀割缝管的作业过程及技术关键,简述了膨胀管技术在国际、国内的应用情况,指出膨胀管技术是近年发展起来的用于解决复杂地层顺利作业的有效新技术,应加强技术研究。

[关键词] 膨胀管割缝管防砂管应用在石油天然气勘探开发中,钻井工程是直接了解地下地质情况、发现和高效开发油气田最有效的手段,同时也是一项高投入、高风险的地下隐蔽工程。

钻井工程作为石油天然气勘探开发的主要手段和关键环节,具有技术密集、高投资和高风险的特点。

钻井的投资占整个石油勘探开发投资的50%以上,是影响油气勘探开发整体效益的关键因素。

目前,中国年钻井已超过3万口,年钻井进尺达4900多万米,规模已跃居世界第二位,成为世界石油钻井大国。

钻井技术的优劣和水平直接影响油气勘探开发效益。

在常规钻井中是将固定尺寸的套管下入井中,从井口到目的层的尺寸是逐渐缩小的。

工程结果有可能因为套管(井眼)尺寸而限制某一深度的井下作业,甚至不能达到目的层。

膨胀管技术是近年发展起来的一项实用钻井新技术,是一种由特殊材料制成的金属钢管,具有良好的塑性,在井下可通过机械或液压的方法使可膨胀套管在直径方向上膨胀10~30%左右,同时提高自身刚性。

分为实体膨胀管(SET)、膨胀割缝管(EST)和膨胀防砂管(ESS)3大类,主要用于油井修复、完井和建新井。

膨胀管技术的应用可以从根本上解决多个复杂地层与有限套管程序的矛盾,使得同一尺寸套管代替原来的多层套管成为可能。

实现一种小尺寸套管钻到底的目标,使复杂的深井能较顺利的钻到目的层,最大限度降低钻井工作量,也从根本上解决了大尺寸井眼钻速慢的问题,预计可以使钻井成本下降30~50%。

该技术是我国深海钻井和勘探开发西部及东部深部油气藏急需的关键技术。

1.实体膨胀管(SET)在通常钻井作业中,当遇到异常高、低压层或易塌、易漏失等复杂地层时,往往采取下中间套管进行封隔的方式,以确保施工安全。

可膨胀管技术应用与研究

可膨胀管技术应用与研究
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可膨胀管技术应用与研究
张 津 李 勤涛
( 浙 江 省 台州 学 院 物 电学 院 ,浙 江 台州 3 1 8 0 0 0 )
摘 要 : 可膨胀 管 ( S E T ) 工 艺是 国外开 发 的一项 新技 术 ,采 用膨 胀锥 通过 钢管 就地膨 胀 ,从 而使钢 管 内径减 小最少 。 于上 世纪九 十年代 由皇家荷兰壳牌石油公司提出的技术设想,并且 目前被广泛用于石油勘探作业中,对于是有挖掘与开采工业有巨大的应 用价值 本文从可膨胀管技术原理分析为基础 ,研究其在 目前相关领域的应用情况。 关 键词 :可膨胀 管技 术 ;石 油勘探 ;膨 胀锥
引 言 可膨胀管技术就是将管柱下入井底 ,用驱动头 以 液力或机械 的方法使管材永久变形 ,从而使钢管 内径 减 小 最 少 。这 项 技 术 是 由上 世 纪 皇 家 荷 兰 壳 牌 石 油 公 司所 提 出 , 并且 随着 这 一 技 术 所 带 来 的 巨大 利 益 , 目 前 越 来 越 多 的 国外 企 业 以及 研 究机 构 都 纷 纷 针 对 这 一 技 术 进 行 了大 量 的理 论 与 实 践 研 究 。并 且 从 近 年 来 可 膨 胀 管 技 术 的应 用 情 况 而 言 ,取 得 了 良好 的效 果 ,并 有 扩大规模应用 的趋势 。 二 、 可膨胀管技术原理分析 可膨胀 管技术作为近 年来在石 油开采作用 中所取 得 的一项 重要 的科研 成果,无 论是其所带来 的经济效 益还是对于开采 人员的安全效益等 都已经受 到了广泛 的关注 与认 可。 目前,国际上普遍采用 的可膨胀管技 术 从 具体 分类 而 言 ,主 要 以 下两 类 :


2 . 1 实 体 膨 胀 管
实体膨胀管基本原理是基于油气井筒 内的金属管 材 冷 扩 径 技 术 , 通 过 机 械 挤胀 的 方 法对 下入 井 筒 内 的 管柱进行径 向膨胀。实体膨胀 管更多的是借助材料本 身的可膨胀性质 , 因 此 对 于 材 料 本 身 的 材 质 要求 较 高 , 因 此 其 对 于 对 选 材 的 要 求 高 ,因 此 ,从 成 本 方 面 而 言 , 其 也 要 比割 缝 膨 胀 管 要 高 。 2 . 2 割 缝 膨 胀 管 可膨胀割缝管是 由一系列 串联 的,互相交错 的轴 向割缝 ,而割缝 的布置使管柱 易于膨胀 。由于事先对 材料进行 了处理 ,因此其本身对于选材 的要求相 比较 实体膨胀管而言 ,较低 ,因此其成本较低 ,可用作水 平 井 完 井 的割 缝 筛 管 以及 防 砂 筛 管 。 但无论何种膨胀管在作业过程 中都是 以常规 的尺 寸 下到 井 内预 定 位 置 , 固定 后 注 入 水 泥 ,借 助 上 拉 滚 球或推动膨胀锥体 的方法 ,使套管发生膨胀塑变 。

膨胀管技术在钻井过程中的研究与应用

膨胀管技术在钻井过程中的研究与应用

X u B i n g g u i J i a T a o Hu a n g C u i y i n g L t i Mi n g j i e
( 1 . C N P C D r i l l i n g R e s e a r c h I n s t i t u t e 2 . B e j i i n g E n t e r p r i s e s H o l d i n g s Ma g l e v T e c h n o l o g y D e v e l o p me n t C o . ,L t d . )
3 5和 2 5 MP a ,均 未 出现螺 纹 密封 泄 漏 和 塑 性 形 变。 最 后在 介 绍膨 胀 管 技 术 施 工 工 艺 的基 础 上指
出,膨胀管技术可在不改变原有井身结构的条件下处理钻井遇到的问题,达到节约钻井成本 、延
长 钻 井深度 的 目的 。
关键 词 :膨 胀 管 ;钻 井 ;复 杂地层 ;膨 胀 率 ;连 接 方式
摘 要 :膨胀 管 技术在 钻 井过 程 中主 要 用 于解 决 漏 失 、套 管下 放 不 到 位 和 高低 压 同层 等 问题 。 该 技术 不减 小上 层套 管 内径尺 寸 ,原钻 头及 钻柱 组合 无 需 改变 ,特别 是在 深 井和超 深井 的钻 井 中, 膨 胀 管技 术可封 堵 问题层 段 ,并提 供足 够 的作 业 通道 。 在 介 绍膨 胀 管 技 术发 展 现状 的基 础 上 ,针
石 油机Biblioteka 械 2 0 1 3年
第4 1卷
第 4期
CHI NA P ET ROL EUM MACHI NERY
钻 井技术 与装备
膨 胀 管 技 术 在 钻 井 过 程 中 的 研 究 与 应 用

石油技术 钻修井 膨胀管技术一纸阐

石油技术  钻修井  膨胀管技术一纸阐

膨胀管技术一纸阐一、膨胀管原理膨胀管是一种由特殊材料制成具有良好塑性的金属钢管,下入井内通过机械或液压的方法,使其在径向膨胀10-30%,以满足套管补贴、裸眼井段的封隔等不同工艺要求,膨胀后屈服强度和抗拉强度得到提高,达到或接近N80套管水平。

二、膨胀管技术膨胀管技术主要分三类:套管井膨胀管技术,裸眼井膨胀管技术,膨胀式尾管悬挂器技术。

(一)套管井膨胀管技术1、常规膨胀管补贴主要应用在套管变形、漏失、错段、薄弱套管加固以及封堵射孔层。

目前在国内每年规模施工150-200段,适用于API139.7mm、177.8mm、244.5mm套管及其他非标套管补贴。

139.7mm套管补贴后通径104mm-108mm;177.8mm套管补贴后通径139mm-143mm;244.5mm套管补贴后通径195mm-200mm。

常规井膨胀管补贴悬挂力≥40吨,密封压力≥15MPa,工作温度120℃(可订制更高级别膨胀管)。

2、耐高温膨胀管补贴金属+耐高温弹性体组合密封悬挂,使膨胀管的材料组合耐高温密封和悬挂功能各自独立又相互补充,实现超高温密封悬挂双保险。

膨胀管金属密封耐高温热采井最大工作温度达350℃以上,可承受多轮次注蒸汽吞吐对膨胀管密封性的要求。

3、耐高压膨胀管补贴满足高压注水井补贴密封需求:高压注水油田对膨胀管补贴后的密封压力要求高,需达到35MPa-45MPa,满足高压注水密封要求。

满足压裂井补贴密封需求:很多油田要求膨胀管补贴后的密封压力达到70MPa(超高压),对新钻井套管漏失、老井封层实施膨胀管补贴,满足后续压裂对套管密封性要求。

4、水平井膨胀管补贴修井、井筒再造重复压裂最新开发的耐高压膨胀管+可溶或可磨铣膨胀(跨接)管组合补贴技术,满足国内油田各类水平井修井补贴、井筒再造膨胀管封层重复压裂需求。

膨胀管补贴后压裂抗内压可达70-90MPa。

根据需要可订制可溶或可磨铣(暂堵)用膨胀管,补贴压裂后可全面恢复水平井原有套管通径。

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国外膨胀管技术的发展与应用 编译:马洪涛(胜利油田钻井工艺研究院)审校:纪常杰(大庆油田工程有限公司) 摘要 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。

主题词 膨胀管技术 膨胀系统 实体膨胀管 可膨胀割缝管 商业应用一、膨胀管技术发展回顾最近几年膨胀管技术呈现爆炸式大发展,该技术对石油工业将产生革命性的影响。

例如等径井眼技术,一旦成熟,将极大地降低油井成本,并完全消除常规套管程序的缩径效应,井可以钻得更深,而总井深处的套管内径与常规井相比反而增大。

目前世界上提供膨胀管技术和膨胀产品的公司主要包括威德福公司、Enventure环球技术公司、哈里伯顿公司、贝克石油工具公司、斯伦贝谢公司以及RE AD油井服务公司。

另外,俄罗斯的鞑靼石油研究设计院的膨胀管技术也得到了广泛应用。

1,威德福公司自1998年以来,威德福公司一直在可膨胀防砂筛管(ESS)领域居于业界领先地位。

该技术发展迅速,目前已经成为降低成本、提高产量的标准方法。

该公司还对实体膨胀管技术进行了大规模研究与开发。

该公司的膨胀管技术分为三类:可膨胀割缝管(EST)、实体膨胀管(STE)、膨胀系统。

(1)可膨胀割缝管威德福公司的可膨胀割缝管包括以下三种类型:可膨胀防砂筛管(ESS)、井下衬管系统(ABL)、可膨胀完井尾管(ECL)。

◇可膨胀防砂筛管(ESS)威德福公司是可膨胀防砂筛管技术的主要供应商,目前已经在世界范围内进行了超过225次施工作业,膨胀筛管总长度达3612k m,并成功进行了世界上最长的膨胀作业,膨胀筛管长度超过1494m。

ESS作为一种可靠高效的防砂方法应用日趋增多。

ESS应用范围广泛,其中在裸眼井中应用占74%,在套管井中占26%。

与其他防砂方法相比可提高产量70%,降低成本超过20%。

威德福公司4年前在北海的一口气井首次使用了ESS。

这口高产气井至今仍稳定生产,无出砂。

另一个里程碑式的成果是在2002年末,威德福公司成功地为康纳科菲利普斯(ConocoPhilli p s)公司在渤海湾的蓬莱油田安装了连接器经过加强的<13917mm ESS,这是ESS在全球的第150次应用。

首批6口井,其中2口是射孔完井,另外4口是预射孔套管,然后用ESS完井。

◇井下衬管系统井下衬管系统能代替技术套管柱,而且确保井眼直径不减小。

要封固的井眼部分首先被扩眼,然后利用衬管加强,并用纤维水泥封固这部分井眼。

该技术能封固异常压力地层,以确保向更深的地层钻进。

开发这项技术的目的:一是减少钻井成本;二是简化高温、高压深井的设计。

在井身设计中考虑使用应急套管,这不仅增加了套管成本,而且还有许多其他不利因素。

应急套管上部的井眼/套管的直径必须大于应急套管,这样,不管是否真地使用了应急套管,其上部的钻井费用增加。

另外,钻大尺寸井眼耗时更长,处理复杂情况耗时更多。

在海上,大尺寸的套管要求使用大尺寸的导管,因此平台也必须加大。

用这种方式来设计钻井,费用很高。

如果钻井设计中不用应急套管,那么将节约大量的费用。

井下可膨胀衬管系统能够代替应急套管,而且消除了井眼直径越来越小的不利后果。

在深井钻井中,为避免井涌/井漏,必须安装附加的套管或尾管,这样可能由于套管的直径太小而导致不能钻至目的层或进入目的层。

这也是开发该技术的主要原因。

应用该技术可钻成深的勘探井、开发井、评价井和生产井,并使用足够直径的油管来开采。

◇可膨胀完井尾管威德福公司已经开发了可膨胀完井尾管技术,可以取代传统的割缝尾管或者注水泥射孔尾管。

该技术增强了井眼稳定性,提高了选择性隔离和处理能力,并减小了井眼尺寸。

该技术尤其适用于过油管侧钻油层完井,既可以到达受限制的油层段,同时也避免了困难的固井和射孔作业。

其他优点包括:①井眼增大,流通面积也增大,因此提高了产量;②允许再入油层进行修井作业,延长了油井寿命,也增强了老井的潜力;③重返油层灵活方便,通过插入封隔器或桥塞可以防止产水;④可适用于<8819mm到<24113mm的井眼。

(2)实体膨胀管实体膨胀管包括可膨胀尾管悬挂器(E LH)和MetalSkin套管修补系统。

◇可膨胀尾管悬挂器E LH系统可以悬挂ESS和其他不注水泥尾管。

ELH可以悬挂MetalSkin套管修补系统。

ELH使用柔性旋转技术膨胀,与外层套管形成金属对金属密封,使井眼最大化,方便将来的重入作业。

◇MetalSkin套管修补系统2003年中期,在加拿大阿尔伯塔省的冷湖油田威德福公司成功地安装了4套MetalSkin实体可膨胀套管修补系统,使4口井恢复生产。

该技术是一种金属对金属可膨胀套管系统,可以修补腐蚀或损坏的套管。

作业使用了威德福公司的柔性旋转膨胀系统(CRES)。

(3)膨胀系统传统EST膨胀锥是一种锥形工具,与膨胀心轴联合使用,用来膨胀各种割缝管。

威德福系统的根本优点是采用了柔性膨胀管技术。

下面介绍两种系统:轴向柔性膨胀膨胀系统(ACE)和柔性旋转膨胀系统(CRES)。

◇轴向柔性膨胀膨胀系统轴向柔性膨胀膨胀系统用来膨胀割缝管,可以消除割缝管与井壁之间的环空,支撑井眼并防止颗粒运移。

该系统包括一个由上向下膨胀的柔性膨胀工具、可回收系统、现场修整工具。

柔性膨胀工具包括两部分:用于初始膨胀的固定尺寸滚轴鼻、柔性轴向滚轴。

由于活塞可以随着井眼剖面的变化而伸出或缩回,使工具具有柔性。

◇柔性旋转膨胀系统柔性旋转膨胀系统是一种液压机械工具,用来膨胀实体管。

当与可膨胀尾管悬挂器施工工具一起使用时,可用来膨胀E LH。

它也用来膨胀更长的MetalSkin实体管系统。

如Por oFlex可膨胀筛管系统,该系统由上至下膨胀,轴向载荷小。

由于是滚动摩擦,摩擦力也大大减小,对套管内径的不规则性具有很好的适应能力,可以最大限度地防止被膨胀套管破裂。

该工具与膨胀前的套管匹配,很容易回收,并具有选择性膨胀能力。

2,哈里伯顿公司哈里伯顿公司的膨胀管产品包括可膨胀筛管系统(Por oFlex)和可膨胀尾管悬挂器/封隔器系统(VersaFlex),这两种系统都经过了大量的室内和现场试验。

(1)Por oFlex可膨胀筛管系统Por oFlex可膨胀筛管系统由于性能可靠,该系统正在迅速被人们接受。

该系统可用于套管井和裸眼井完井,主要有以下四方面特点:◇Por oFlex可膨胀筛管系统以近乎实体管的多孔中心管作为流动管道,具有很高的抗挤能力,并允许进行多种修井作业或附件安装。

封隔器、桥塞以及智能完井设备都可以很可靠地安装在膨胀后的中心管内。

另外,未穿孔管可以下入井内封隔页岩段或事故地层,以提高层位隔离能力。

◇通过一层可膨胀筛网就实现了过滤功能。

筛网是基于Pur olat or-Facet公司的Por op late设计制造的,虽然膨胀期间或膨胀后过筛网流动面积增大,但并不改变其微米额定值(过滤固体颗粒)。

◇可膨胀筛管采用了一体式螺纹连接,可以像套管那样在钻台上连接,如果必要的话还允许筛管在井内旋转,这减少了安装所需的钻机时间。

◇筛管通过液压膨胀,使整个膨胀过程实质上不依赖重力,这对于大位移井或者水平井作业来说很理想。

固定尺寸膨胀锥使整个筛管膨胀后内径一致。

自投入使用以来,没有发生中心管、筛网或者连接部件故障,也没有出砂。

Por oFlex膨胀筛管可用尺寸为15516mm和21519mm(均为膨胀后尺寸)。

施工作业表明进行可膨胀筛管完井需要一整套系统方法。

完井效率/性能比很大程度上与所钻井眼质量、钻井液、产层情况了解程度密切关联。

哈里伯顿公司与斯派里森公司和白劳德公司密切合作开发了一套工艺新技术,使整个系统协调以提高膨胀筛管完井的效力。

(2)VersaFlex尾管系统VersaFlex尾管系统采用了业界领先的实体膨胀管技术,以及哈里伯顿公司最好的固井设备、套管附件和浮动设备,可以形成可靠的尾管悬挂器系统。

普通尾管悬挂器上部失效率高达30%,由此导致的修补作业成本很高。

失效的主要原因是尾管悬挂器机械失效或者上封隔器失效,或者是水泥环不能封隔套管重叠段。

与传统的尾管悬挂器/封隔器系统相比该系统在机械方面有很大优势。

更重要的是,尾管悬挂器/封隔器没有运动部件或暴露的水力孔。

为了进一步保证尾管顶部的完整性,一体的尾管悬挂器/封隔器还包括抛光回接器,采用5个独立的橡胶元件提供环空密封。

膨胀工艺保证尾管悬挂器/封隔器不会提前坐放。

为了提高水泥环的可靠性,系统允许增大循环速率以获得紊流。

另外,哈里伯顿公司还与En2 venture环球技术公司合作开发了专用的注水泥设计,可以消除窜槽、气窜。

(3)近钻头扩眼器哈里伯顿的Security DBS公司为可膨胀产品市场推出了一种近钻头扩眼器(NBR)。

切削臂可以通过现有套管跟在一个标准钻头后面,可将套管下井眼尺寸扩大20%。

NBR已经在世界范围内超过500个钻具组合上使用。

3,E NVE NT URE公司前实体膨胀管99%的施工进尺是由Enventure 公司实施的,该公司开发了三种实体膨胀管产品。

(1)可膨胀尾管系统可膨胀尾管系统(OHL)主要解决井眼稳定以及地层压力(破裂压力)等产生的问题。

在不减小井眼直径的情况下多下一层套管,可以钻达更深的储层或者隔离水层,对于老油田挖潜增效有重要意义。

目前该系统作业时最大泥浆密度为118g/ c m3,最大井斜超过100°,膨胀深度大于7925m。

可膨胀尾管系统可以过窗口安装和膨胀,这样就不再需要锻铣套管。

最近的一次套管开窗膨胀管作业是在墨西哥湾进行的。

<19317mm〔24415mm 可膨胀尾管系统安装在<24415mm套管内,共膨胀了610m的套管,其中窗口下方膨胀了579m。

作业商预计节约成本达200万美元。

(2)套管井衬管系统套管井衬管系统(CHL)主要用于作业,尤其适合修补大段损坏的套管。

Enventure公司于2002年6月在马来西亚沙捞越海上的E11气井安装并膨胀了1373m的衬管。

(3)可膨胀尾管悬挂器系统可膨胀尾管悬挂器系统(ELH)集传统的尾管悬挂器和尾管上封隔器的功能于一体,结构简单可靠,避免了环形空间可能发生的漏失,而且增加了悬挂器和尾管内部的可用内径。

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