可膨胀管技术及其在石油钻采行业中的应用

当今世界的石油勘探开发主要向深层系和海上发展 ,石油钻井的难度越来越大 ,可膨胀管技术的成功开发解决了变径井完井的难题。可膨胀管技术的就是将膨胀管下到井下预定位置之后 ,利用驱动头使膨胀管产生永久变形 ,从而达到增大采油管柱内径或井径之目的。可膨胀管主要有 3种用途 :一是用作应急套管解决复杂井段的井壁稳定问题 ;二是用作尾管悬挂器 ,可延长平均故障间隔时间 ,减少费用 ;三是用于砂控。该技术可应用于钻井、完井、采油、修井等作业 ,被认为是 2 1世纪石油钻采行业中的核心技术     

可膨胀管技术及其管材性能优化的探讨

可在钻井、完井、采油、修井等方面进行有效应用的可膨胀管技术,被认为是21世纪石油钻采行业最有前景的技术之一。为了实现管材的膨胀及现场应用的需要,膨胀管必须具有足够的抗拉强度、良好的塑性等性能,达到上述要求需要良好的热处理工艺。简要概述了其膨胀原理,并初步分析了如何优化可膨胀管的性能。     

膨胀管技术的应用研究初探

膨胀管技术被称为二十一世纪钻井、完井方面最具革命性的技术 ,对膨胀管技术在钻井、完井、采油、修井方面的应用和膨胀原理进行了初步研究 ,认为膨胀管技术在理论上和工艺上是可行的。     

膨胀管技术在老井加深领域的应用

油田进入开发后期。大批采油井因产能下降或被关闭,但其中部分油井在原完井深度以下仍有油层可以利用。常规的侧钻后下小套管完井技术应用于51/2″油层套管井存在着固井质量难以保证、尾管通径较小给后期采油生产带来困难等问题。通过在原井眼加深钻进后,利用悬挂膨胀管完井技术能够较好地解决这一问题。河南油田在双T121井成功实施了膨胀管完井技术,取得了明显的增产效果,为今后老井挖潜提供了又一技术途径。     

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。     

膨胀管关键技术研究及首次应用

膨胀管技术作为一种新兴技术越来越受到石油工程界的重视,采用该技术可以改善现有井身结构以及增大完井井眼直径,利于后续的钻井及采油工程作业。运用有限元模拟方法对膨胀管技术的重点和难点即膨胀锥和连接螺纹进行了研究,设计了膨胀锥模型和膨胀套管连接螺纹,确定了膨胀锥的几何形状、尺寸、锥角以及连接螺纹的形式、形状、密封面、扭矩台肩。通过2口井的膨胀管技术现场试验,成功地验证了膨胀管技术在现场应用的可靠性,为今后在石油钻井及完井过程中优化井身结构、减少井下复杂情况、增大完井井径及套管修复,提供了一套最新的解决方案。     

膨胀管封隔复杂地层钻完井技术在侧钻井的应用

塔河油田为避开老井水体,老井侧钻上提造斜点钻遇上覆石炭系巴楚组或奥陶系桑塔木组泥岩井段,泥岩垮塌掉快堵塞采油井筒。为此,通过深井侧钻技术难点分析、扩孔工具优选、膨胀管关键技术分析及深井φ130.0 mm小井眼定向钻井技术配套,形成了一套适用于塔河油田深井侧钻井的随钻扩孔、膨胀管封隔复杂地层及后续小井眼定向钻井的非常规钻完井方案。同时布置了THA井进行试验,试验井创造了国内单次作业最长428 m和施工最深5 508 m 2项记录。现场应用结果表明,膨胀管封隔复杂地层钻完井技术解决了塔河油田φ177.8 mm套管开窗侧钻泥岩垮塌带来的技术难题,确保了钻井、完井和采油等作业井眼稳定;配套的深井φ130.0 mm小井眼定向钻井所需的钻杆、动力钻具和MWD,可以确保泥岩封隔井二开小井眼顺利钻至完钻井深。     

大庆采油四厂膨胀管加固治套损井成功率100％

截至9月底，用于大修井密封加固的膨胀管加固技术，在大庆油田采油四厂完成100口井施工，成功率达100％，创国内膨胀管加固技术应用的最大规模。[第一段]     

两种典型膨胀管膨胀工艺技术研究

膨胀管技术目前已广泛应用于钻井、完井、修井和采油等各石油工程领域,膨胀工艺是其关键技术之一。针对两种最典型的"自下而上"和"自上而下"膨胀工艺,利用弹塑性有限元法建立了膨胀管膨胀过程的三维非线性接触问题力学模型,直观地模拟了不同接触条件下的膨胀过程。对比分析得到两种膨胀工艺下摩擦系数对膨胀管的轴向位移、膨胀力、壁厚减薄量、残余应力以及膨胀过程中的接触应力的影响,所得结论为膨胀管膨胀工艺的设计提供了理论依据。     

可膨胀管技术及其在石油工业中的应用

可膨胀管技术是石油工业领域发展十分快速的技术之一。该技术可用于多种类型油井建井、完井及固井作业,使用范围从陆地到浅海,甚至深海。可膨胀管可分为可膨胀割缝管和实体可膨胀管两大类。其中,可膨胀割缝管可用于可膨胀防砂管、裸眼井衬管、可膨胀完井衬管;实体可膨胀管可用于尾管悬挂器和应急套管。文章分别介绍了各种膨胀管的膨胀机理、优点及其应用。     

ERW套管用作膨胀管简析

介绍了膨胀管膨胀后各项指标的变化情况,并对强度变化的原因进行了较为详细的分析;通过ERW焊管与无缝管相关质量标准的对比,分析了ERW焊管用作膨胀管所具有的优势,并指出,ERW焊管相对于无缝管具有较多优点,基于膨胀管技术对管材的要求,ERW套管用作膨胀管要优于无缝管。     

扩径率对直缝埋弧焊管拉伸性能的影响

为了提高油气输送管道用直缝埋弧焊管拉伸性能的合格率和性能稳定性,利用扩径率对屈服强度有显著影响这一规律,采用信息系统和数理统计分析方法,提出一种制管技术方案和实现方式。并通过实例验证了该技术方案的可行性。验证结果表明,在实际生产中可通过建立焊管拉伸性能与扩径率数据库的函数关式,针对每批原料选择不同的扩径率,实现焊管拉伸性能的准确控制。目前,该技术已申请发明专利(ZL 201310202717.X)。     

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。     

一种新的耐蚀管线——塑料内衬钢管

简要介绍国外一种塑料内衬钢管，它是一种很好的耐蚀管线，能有效地解决油田地面工程和井下遇到的多种严重的管道腐蚀问题。制造内衬钢管工艺的关键是在钢管内镶入一个整体的PVC或FRP耐蚀衬套，并保证接头有效的密封。用这种技术制成的油井管线具有很好的耐蚀性能，尤其适合作为强化采油工艺的油管，油田废水处理用的耐蚀油管，注水井油管及地面管线，以及油田生产遇到的其它腐蚀环境中的石油管线，包括油管、输送管和石油套管。主要介绍了这种内衬钢管的结构设计，内衬材料，接箍保护，PVC或FRP的适用范围和选择原则，以及制造工艺中的几个主要生产环节，最后还介绍了在运输、安装这种内衬钢管作业中应注意的若干问题。     

落石管抛石技术的发展及在我国深水油气田开发中的应用前景

阐述了水下抛石技术在海洋石油开发中的应用与发展,重点阐述了能实现深水水下精确抛石的落石管抛石船舶、落石管技术及ROV技术的应用与发展情况,并展望了落石管抛石技术在我国深水油气田开发中的应用前景.     

衬塑复合钢管内衬层收缩现象的探讨

介绍了衬塑复合钢管的生产工艺。阐述了衬塑复合钢管普遍出现的塑料管收缩问题,分析了塑料管的尺寸、热胀冷缩、结晶度、交联度、填料和增强料、热熔胶、内应力及切管温度等因素对衬塑复合钢管内衬塑料管收缩现象的影响关系,针对这些影响因素提出了一些解决方法。衬塑钢管用作冷水管时,要通过降低冷却速度,使得内衬塑料管在保持了较高的结晶度的情况下成型;若采用化学交联作为内衬塑料管时,在钢塑复合之前采取措施适当提高内衬塑料管的交联度后再进行衬塑,以降低衬塑后塑料管发生交联反应而产生收缩。     

国外可膨胀尾管悬挂器的新进展

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HETS-LH悬挂器、TIW公司的XPAK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。     

地面集输用柔性复合管开裂失效原因分析

近年来,柔性复合管由于其优异的耐腐蚀性和可盘卷性能,在国内油田被大规模推广应用。随着应用范围的进一步扩大,出现了部分失效事故。通过对国内某油田集输管道用柔性复合管现场截取的泄漏管段开展的外观尺寸、化学成分及物理性能检测等,分析引起其开裂失效的原因。结果表明该柔性复合管失效原因主要有两个方面:1)内衬层材料的维卡软化温度远低于实际使用温度和设计温度,在运行中将导致内衬层发生软化而使其强度明显下降;2)增强层纤维缠绕间隙较大且不均匀,由此导致该柔性复合管承载能力不足而发生了断裂失效。     

不同工艺下膨胀筛管膨胀力对比研究

膨胀式防砂筛管完井技术是20世纪90年代国外发展的一项防砂完井新技术.常用的膨胀工艺有机械式膨胀、液压式膨胀及两者结合进行膨胀3种工艺,目前就膨胀工艺对膨胀力的影响研究较少.不同的膨胀工艺对膨胀力大小具有明显的影响,通过对膨胀工艺的研究,建立了不同膨胀工艺下的膨胀力学模型,利用有限元分析方法对其进行求解.计算结果表明,完全用液压工具膨胀所需的膨胀力最大,机械锥膨胀所需的膨胀力最小,利用机械锥+液压工具分两次完成膨胀所需的膨胀力介于上述二者之间,计算结果与新疆油田实际施工结果较为吻合.利用机械锥+液压工具两次完成膨胀对施工参数的要求最低,是较为理想的一种膨胀工艺.     

一种改进的尾管固井方法

针对传统的尾管固井工艺存在的问题,在悬挂器卡瓦初始楔紧力分析的基础上,通过悬挂器性能改进,提出了尾管固井工艺新方法.推广应用表明:尾管固井工艺新方法操作方便、可靠.2007年1月以来,累计推广应用100多口井,施工成功率达到100%,尾管固井工艺新方法促进了国内钻完井技术水平的提高.