可膨胀套管技术应用:膨胀螺丝可以取出来吗

时间：2019-02-04 05:39:27 来源：千叶帆本文已影响人

　　摘要：可膨胀套管技术是21世纪石油工业中迅速崛起的一项新技术。该技术可用于多种类型的油井建井，可明显降低钻井及完井成本，还可以用于老井侧钻、套损井的修补，提高作业效率。近年来，该技术在国外发展较快，并成功地应用。介绍了可膨胀套管的原理和技术优势、国外和国内可膨胀套管相关技术的发展及应用情况。
　　关键词：可膨胀套管；侧钻；修补；防砂；应用
　　
　　一、可膨胀套管的技术优势
　　可膨胀实体套管技术可真正实现从井口到目的层的单一井径油井建井，既能大幅度降低钻井成本，又具有良好的环保效果。可膨胀套管具有以下技术优势:
　　（1）优化井身结构，减少套管层次，可以减小开眼直径，节约钻井成本。可用于多种类型的油井建井，能满足大位移井、侧钻井、水平井、多分支井对井眼和套管尺寸的要求；
　　（2）用于深井、超深井的完井，降低表层套管和隔水管的尺寸，实现单一井径油井的建井，减小了常规套管的锥度效应，井身结构的回旋余地更大，从而可以钻进更深的井眼；
　　（3）对井身结构设计缺陷或由于工艺技术等原因使设计套管未能下到预定位置，遗留下钻井隐患时，可以采用膨胀管进行补救，将未能封住的地层用膨胀管封隔。
　　（4）封隔复杂地层。当钻进过程中遇到突发情况（井下发生井塌、缩径、井漏或高压油气层），无法继续钻进时，可以用膨胀管封堵上部复杂地层，同时不影响井眼直径尺寸，为下步施工创造了条件。
　　（5）利用膨胀管技术进行套管修补作业。①修补磨损的技术套管。深井作业中，长时间钻进磨坏技术套管，采用内衬膨胀管可恢复套管的承压能力。②修补老井生产套管。对腐蚀破损生产套管，通过内衬补贴或锻铣后膨胀管回接等方法，恢复老井生产。③封隔射孔层段。
　　二、可膨胀套管技术应用
　　20世纪80年代壳牌公司最先开始研究可膨胀实体管技术，目前，提供膨胀套管服务的公司主要有壳牌公司、哈里伯顿公司、威德福公司、贝克石油工具公司、斯伦贝谢公司及俄罗斯鞑靼石油研究设计院等。其中，研发速度较快的是壳牌和威德福公司。
　　目前，单一井径油井的尺寸是在298.15 mm（113/4 英寸）表层套管内安装244.15 mm（95/8 英寸）膨胀套管，扩管后达到264.12 mm （10.4 英寸）的井眼直径，最后在264.12 mm （10.4英寸）的井眼内下244.15 mm （9 5/8 英寸）套管并固井。壳牌公司称，下一步要研制其他尺寸的单一井径膨胀管，进一步提高建井的经济效益。另外，国外也正在研究和开发制造膨胀管的新材料。目前可膨胀套管技术主要有以下几种。
　　1. OHL可膨胀套管系统
　　OHL (Open - Hole Liner) 是用于裸眼井的膨胀套管系统，它主要用于解决以下问题:井眼不稳定，存在孔隙压力或压裂梯度问题，地下有盐层，井筒有锥度。在实际操作中，当采用先期水泥固井方式来补救这些问题时，会导致井筒直径比设计的要小。应用膨胀套管能减少锥度效应，并允许以最优的井眼直径钻井，以保证早期开发中油田的高产、高效。
　　OHL膨胀套管系统通过已存在的套管或衬管下入裸眼井段后，系统从底部开始膨胀。当扩管锥到达可膨胀套管与上部套管的搭接区域时，锚定悬挂接头膨胀，在可膨胀套管与套管之间形成永久性密封。在钻井开发中，可膨胀套管下入有潜力的产层并允许使用常规的测井工具进行测试，无需专门的小井眼工具。在对井眼进行补救时，采用可膨胀套管可以到达更深的油藏，并隔离被水平井钻穿的水层，控制漏失严重井段和浅层出水。
　　2. CHL可膨胀套管系统
　　CHL (Cased - Hole Liner) 可膨胀套管系统是在已下入套管的井中应用的膨胀套管系统，主要用于修补已经损坏、变形的套管、隔离废弃的射孔层段，或深井钻井中已磨坏的套管以及用于其它意外的情况。该系统在很小损失套管内径的条件下，可使勘探级别的套管升级为强度较高的生产套管成为可能。
　　该系统可以在生产套管中封掉目的层段，进行二次完井或加深油井，还可以增强对注入井和生产井的控制，减少气或水的产出。另外，该系统还可用于回接由于地层塌陷引起的问题严重的油井。
　　3. OHC可膨胀套管系统
　　OHC (Open - Hole Clad) 可膨胀套管系统利用弹性物喷涂技术在膨胀管外面喷涂了一层特殊的弹性材料，利用弹性材料的弹性加强管体与井壁的密封，可进行层间封隔。
　　用于裸眼井的膨胀套管系统由于喷涂了特殊的弹性材料，因此应用范围广。例如，能使水平井生产层段的地层保持稳定。在裸眼中，该系统可以跨过泥浆漏失严重的地层安装，防止漏失的发生。该系统由能满足被隔离裸眼井段长度的膨胀套管和一段预膨胀管组成，其中的预膨胀管为浮动装置和扩管锥提供了压力腔室。
　　径向尺寸精确、长度足够的膨胀套管膨胀后紧贴井壁，密封住有问题的井段。第1个密封件一经膨胀，外部喷涂的弹性层便锚定密封在井壁上。所密封井段岩石的孔隙度、渗透率和岩石硬度等特性影响密封的效果。由于这种配置直接与地层形成密封，所以无需回接到上部套管上。
　　4.Flex-Clad系统
　　Flex-clad系统主要用于修补损坏的套管，隔离废弃的射孔井段，提供一个密封性能良好的衬管，它由柔性悬挂器的可膨胀密封段、用作隔离管的常规AP I管材和平接式接头组成。柔性悬挂器沿轴向方向间隔安装在隔离管上，使系统能用在较小尺寸的套管上。该系统与其它膨胀管系统的不同之处在于其衬管和接头部分是不可膨胀的。该系统下井时，底部装有一个投放器，既可以打开，也可以堵死。投放器打开时，可以在全部下入合适位置后，投入一个突板将其堵死。
　　5.可膨胀滤砂管技术
　　在可膨胀实体管技术发展的同时，另一项与之相关的技术也在飞速发展，那就是可膨胀滤砂管技术。BP公司正与该领域的3家主要公司(威德福公司、贝克休斯公司和斯伦贝谢公司)合作，实施一项可膨胀滤砂管的发展计划，旨在确定并设立可膨胀滤砂管的性能标准，以加速其发展。现在已经能把可膨胀实体管和可膨胀滤砂管连接起来。BP公司在多个油田开展了可膨胀滤砂管的试验，并在试验中首次实现了“真正的可膨胀完井”。
　　三、国内可膨胀套管技术研究应用现状
　　可膨胀套管技术的概念是2000年引入国内。目前国内多家公司和科研机构在跟踪国外发展现状的同时，也在从事膨胀管技术的研究。
　　中石化胜利油田在2003年12月5日和2004年1月2日，分别在T61-C162和W14C20井上进行了实体膨胀管应用，在另外1口井上应用了割缝膨胀管，其完全采用Enventure公司的技术，其膨胀管和相关工具全部为进口。中海油与美国菲利普斯公司合作开发的蓬莱19-3大油田，1999～2003年在10口井上采用了膨胀筛管完井，防砂效果明显，产能提高约50%。
　　2006年，胜利油田钻井院竞标国家863计划“膨胀管钻井技术”项目取得成功，开始对膨胀套管技术、膨胀筛管技术、等井径膨胀套管技术、膨胀波纹管技术、井眼扩眼技术等内容进行全面研究与开发。2010年7月2日，胜利油田钻井院自主研发的膨胀筛管技术，在胜利油田孤岛南32-05井完成现场试验。
　　2010年9月10日至11日，中石油钻井工程技术研究院钻井机械研究所在哈萨克斯坦北布扎奇油田NB1068井，成功进行了具有自主知识产权的膨胀式尾管悬挂器现场实验。目前，该钻井院已经获得海外10口井的商业服务合同。这是面向海外市场的首次商业应用，打破了国外公司垄断，标志着中国石油可膨胀管技术获得重要突破。
　　四、结论及建议
　　1. 可膨胀套管技术能减少井眼锥度，简化深井及深探井的井身结构设计，在钻井过程中能节约钻井设备及材料费用，为开采及修井阶段提供更大的作业空间。
　　2. 可膨胀式割缝管为砂控提供了经济有效的解决方法。
　　3. 可膨胀套管技术是解决井下复杂地层顺利施工的有效手段。尤其是对探井和深井，其更具有广阔应用前景。
　　4.加强可膨胀套管系统的引进和技术研究工作，在吸收国外技术的基础上，尽快研发具有独立知识产权的可膨胀套管技术使之投入生产应用是当务之急。
　　
　　参考文献
　　[1]杨传勇.国外可膨胀套管技术的发展及应用.石油机械.2006:34(10):74～77
　　[2]李作会.膨胀管关键技术研究及首次应用.石油钻采工艺.2004: 26(3):17～18
　　[3]孟庆昆.谢正凯.冯来等.可膨胀套管技术概述.钻采工艺.2003: 26(4):67～68,74

相关热词搜索：套管，膨胀，技术，

可膨胀套管技术应用:膨胀螺丝可以取出来吗

热门文章