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。     

尾管悬挂器超高压封隔技术研究与实践

针对高压油气井常规尾管固井重叠段固井质量差的问题,研制了新型超高压封隔式尾管悬挂器。该悬挂器同时具有悬挂、封隔2种功能,能够有效地密封重叠段,防止油、气、水窜的发生。根据金属膨胀原理,设计了由金属和橡胶共同组成的密封组件,采用有限元方法分析了密封组件膨胀过程中的应力情况,在此基础上优化了结构设计,试制了样机,并进行了样机性能试验和现场试验。试验结果表明,该超高压尾管封隔悬挂器坐挂、坐封可靠,操作简便,且允许大排量循环,防止了常规结构存在的提前坐封现象,有效地解决了尾管固井过程中重叠段封固质量差的难题,具有极高的推广应用价值。     

尾管悬挂器现场使用方法探讨

尾管悬挂器固井是深井、超深井常用的固井方法之一,在浅井和老井加深固井中为了节约套管也常采用这种固井方法.悬挂器质量是影响尾管固井成功与否的关键.正确的操作使用方法对悬挂器的成功使用至关重要.这要求对悬挂器本身结构详细地了解、对井下情况的掌握,并要求对发生在现场使用过程中的各种情况进行准确分析、判断与处理等.文章以尾管悬挂器的结构原理作为基础,结合井下情况加以分析,总结出了一套成功使用悬挂器的经验.     

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。      

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。     

国内外高温高压尾管悬挂器技术新进展

文中介绍了国外尾管固井悬挂器的发展现状,通过对Weatherford公司的SwageHammerTM尾管悬挂器系统和Drillquip公司LS-15TM尾管悬挂器系统的结构、工作原理、性能特点和现场应用情况分析,得出高温高压尾管固井技术的发展趋势。概述了国内目前较为先进的尾管悬挂器技术,指出其相比于国外同类产品的不足之处,并探讨了我国尾管悬挂器系统的应用前景。     

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。     

国外旋转尾管悬挂器丢手工具分析

在尾管固井过程中,旋转尾管悬挂器能够通过旋转尾管,提高顶替效率进而提高固井质量。丢手工具是旋转尾管悬挂器的关键部件之一,能否将尾管顺利送到井内设计位置,坐挂后能否顺利丢手,在尾管入井和固井过程中,能否顺利旋转尾管,是检验丢手工具性能的关键指标。分析了国外几种旋转尾管悬挂器丢手工具的结构、工作原理和性能特点,为国内旋转尾管悬挂器丢手工具的设计开发提供参考。     

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。     

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。     

可膨胀尾管悬挂器在可变温度场的接触性能仿真

可膨胀尾管悬挂器是一种新型的实体膨胀固井工具,国外的技术已比较成熟,而国内的应用还比较少.为了研究悬挂器膨胀后的接触压力随温度变化的趋势,建立有限元模型,模拟膨胀过程,得到膨胀后的模型.在可变温度场下对膨胀后悬挂器的接触性能进行仿真,得出在升温过程中悬挂器的接触压力降低,但是热膨胀后的悬挂力仍能够满足材料的工作要求,安全可靠.     

尾管钻井技术研究与试验

尾管钻井技术属于套管钻井的一种类型,具有降低钻井成本、减少井下事故的优点,尤其对存在井壁坍塌等复杂异常情况的深井具有重要意义。实现了在送入工具与悬挂器之间设计了传扭机构、在送入工具(中心管)内设计了一个以衬套为核心的联动开关、在完钻后尾管固井时使用的实心塞和尾管悬挂器内置的空心塞上设计了"棘爪簧片防退"机构、在尾管悬挂器与技术套管间设计了"橡胶"和"金属"双级密封机构等项技术创新,解决了尾管悬挂器及附件必须具有钻井功能、尾管钻井所配钻头必须满足深井硬地层和低钻压条件的要求、尾管悬挂器必须满足"下得去、挂得准、挂得住、脱得开、封得住、提得出"的技术要求、满足尾管与技术套管的环空密封性能的要求、浮箍可承受钻井过程中的长时间冲蚀且能防止固井后水泥浆倒灌等关键技术,实现了先坐挂、再解脱,最后旋转固井的设计思想,成功地完成了地面模拟试验,顺利地通过了同时具有CMA(中国计量认证)和CNAS(中国合格评定国家认可委员会)资格的检测机构所进行的全面行业性能检测,具备了尾管钻井最大钻深能力达到4500m、尾管长度达到200m的能力。     

可膨胀管工艺

可膨胀管(SET)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。它可以广泛地用于深水、深井、大位移井、分支井等的钻井和完井，还可用于采油、修井等作业中。文中在简要介绍膨胀系统的基础上，主要介绍了裸眼可膨胀尾管(OHL)系统、套管井可膨胀尾管(CHL)系统、可膨胀尾管悬挂器(ELH)，最后概述了其现场应用。利用可膨胀管工艺，可以最大程度地降低钻井和采油成本，提高产量。     

尾管插管固井工艺

尾管固井用双胶塞时,易憋泵和替空;不用胶塞时,常常要上小钻具钻水泥塞,不论采用哪种方法,都要承担很大的风险。尾管插管固井工艺仍用尾管悬挂器,但在尾管原阻流环位置加有双作用阻流环总成,在悬挂器中心管下面接有插入管,可通到阻流环以下。注水泥时,水泥浆经插入管返至尾管环形空间,不与尾管内壁接触;注完水泥替钻井液时,插入管内要留200~300m水泥浆,然后将插入管提至阻流环以上,把水泥浆循环出来,保证不会替空,尾管内也不会留水泥塞。经现场应用,取得了很好的效果。     

薄壁尾管液压脱手装置的研制及应用

根据油气田勘探开发中钻深井、复杂结构井、大斜度井、大位移井等复杂井尾管固井作业的需要,研制了薄壁尾管液压脱手装置。装有薄壁尾管液压脱手装置的尾管串,可循环和承受旋转扭矩,脱手完成后即可进行尾管注水泥固井和对尾管重叠段早期挤水泥作业。薄壁尾管液压脱手装置的外筒壁厚与常规尾管壁厚相近,易于套铣沟通多底分支井眼与下部主井眼。应用结果表明,所研制的薄壁尾管液压脱手装置安全可靠、灵活实用,有利于提高尾管固井的质量和效率,并可以降低作业风险。     

大尺寸重负荷尾管悬挂器的研制与应用

尾管固井可降低固井成本、提高固井质量,随着井深的增加和井身结构的变化,大尺寸尾管固井作业越来越多,其应用的成败直接影响着固井的质量。目前国内所用的大尺寸尾管悬挂装置多为进口产品,成本较高,为此,研制了SSX-A型?339.7mm×?244.5mm双锥双液缸液压尾管悬挂器。通过室内性能测试和现场成功应用表明,该悬挂器结构合理、性能可靠,具有悬挂负荷大,倒扣丢手操作简单易行,密封机构可随送入工具一同提出,不需下钻钻除等特点,各项技术指标达到国外同类产品水平,具有广泛的推广应用前景。     

尾管碰压工艺在深井尾管固井中的实践

尾管固井最大的缺点就是要钻水泥塞,为此,辽河石油勘探局钻井一公司和华北油田钻井研究院合作,进行碰压固尾管工艺的研究和深井现场试验,达到了固尾管后不留水泥塞的目的。文中介绍了尾管悬挂器的改进和碰压固尾管工艺,认为悬挂装置挂得住、倒得开、大小胶塞组合好、密封套密封好、能顺利提出,是碰压固尾管成败的关键;小钻杆通径、称重、测扭矩、计算收缩距等是成功的保证。     

国外尾管顶部封隔器技术研究现状

尾管顶部封隔器用于封隔套管与尾管重叠段的环空空间,防止固井过程中油气水窜流通道形成。介绍了尾管顶部封隔器的结构组成和工作原理,分析了国外典型尾管顶部封隔器的结构特点,为国内相关技术的发展提供借鉴。     

旋转尾管固井工艺技术的研究与应用

针对尾管环空间隙小、易贴井壁、岩屑沉积易堵憋等影响尾管固井质量的技术难题,在微台肩悬挂器的基础上研制出了花键多级轴承承载式旋转尾管悬挂装置和扶正器,实现了旋转尾管固并。在静北和杜家台复杂潜山油藏应用时,改变了液体流向,消除了钻井液"死区",分散了岩屑并减少了堵憋,使尾管与井壁之间形成了均匀优质的水泥环。     

深井、大斜度井尾管悬挂固井工艺

针对深井、大斜度井尾管固井风险高、技术复杂、施工难度大、质量要求高等特点,研制了一种液压-机械联作式自动脱挂尾管悬挂器以及固井工艺,介绍了该悬挂器的结构、工作原理、性能特点。该悬挂器采用液压剪销坐挂、自动脱挂,双胶塞碰压顶替的工作方式,可实现坐封、脱挂、碰压、冲洗连续施工,允许大幅度上提、下放、旋转套管及中途循环钻井液,能够有效解决深井、大斜度井尾管固井坐挂难、倒扣难、留水泥塞等技术难题。通过15口井的现场应用,表明该工艺可提高尾管固井质量、缩短钻完井时间、降低成本、减少井下钻具事故,有进一步推广的价值。