膨胀管套管补贴技术共24页文档
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。
膨胀管全井内衬套管技术方案交流(1)
∮100~102mm空心磨鞋
（2）专用管材
强塑性膨胀管
施工现场
施工现场
施 工 现 场
施 工 现 场
膨胀管补贴技术应用
产品优势总结
项目
悬挂密封 产品性能 抗外压 胀头特点 悬挂方式 装置工艺 可洗井封堵 连接扣型 防落物帽 ≥30MPa 摆线表面，智能摇摆，不卡井 软悬挂+硬悬挂，保证60吨 下井后，清洗投球 特殊偏梯口，承压＞60Mpa 防止砂子、落物等掉入 数据不详 锥柱表面，机械直进，易卡井 软悬挂 下井前清洗，膨胀前灌水 扣型无法承受高压 无相应装置 特殊橡胶 膨胀端抗压
内衬套管打压 施工
试压检验
全井段内衬套管方案说明
施工所需的主要设备：
序号 1 2 名称 修井机 水泥车 型号规格 XJ250修井机或80t作业机 （根据甲方现场实际选用） 700型(膨胀管补贴用) 数量 1台套 1台套
施工所需的工具及材料
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 名称 钻杆 通径规 刮管器 高压水龙带 高压活动弯头 钻杆短接 无接箍套管 实体膨胀管 发射装置及膨 胀锥 型号及规格 23/8″钻杆 Φ118mm-3m φ139mm弹簧式 10000psi 10000psi 2-5m 4吋半，Φ114.3 Φ110mmx2m Φ124.26 数量 3030m 1个 1个 1条 1个 10根 3000米 30套 1套 准备单位 施工单位 施工单位 施工单位 施工单位 施工单位 施工单位 施工单位 上海管力卜 上海管力卜 18m 备注
上海管力卜公司介绍
上海管力卜石油设备有限公司
Shanghai Globe Petro-Equipment Co.,Ltd. 中国国内唯一一家，集研发、生产、销售、服
膨胀管补贴套管技术在张海31—27L井中的应用
膨胀管补贴套管技术在张海31—27L井中的应用摘要：随着油田开发后期的到来，套损井越来越多，是严重制约油田进一步提高采收率的主要原因之一。
而常规补贴套管技术施工工艺复杂、工序多、修复后井眼内径变化较大。
膨胀管补贴套管技术克服了以往套管补贴技术存在的不足，具有施工工艺简单、套管修复后永久密封且井眼尺寸变化小的特点，通过在张海31-27L井中的成功应用，取得了良好的效果。
关键词：膨胀管套管补贴引言油水井井下套管损坏是目前老油田开发中日益突出的问题，不但给油水井作业带来难度，而且造成油藏注采井网不完善，部分井区或层系的控制储量损失，是制约油田开发进入中后期进一步提高采收率的主要因素之一。
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【1】。
WeatherFord公司在膨胀管技术的管材、工具、工艺等方面也进行了大量开发和现场应用。
应用膨胀管技术为套管补贴修复提供新的方法和手段，克服了以往补贴技术存在的缺点，具有良好的应用前景。
一、膨胀管补贴套管技术该技术就是将膨胀管管下到需要补贴的位置，以机械和液压结合的方法，由下往上或由上往下，通过拉力和压力使补贴管发生永久塑性变形，从而达到密封套损井段、恢复油水井正常生产的目的【2】。
1.膨胀机理实体膨胀管的膨胀变形涉及复杂的金属变形机理及金属力学问题，目前较为常用的分析方法是有限元分析法，计算较为复杂，需用迭代法求解【3】。
膨胀时，在将要膨胀的管内下入膨胀机构，膨胀机构主要由心轴和膨胀锭构成，然后利用液力或机械力推动心轴沿套管轴线移动，使管子膨胀至塑性变形区域，在典型情况下，管子可以膨胀25%，但具体膨胀的幅度还要根据管子直径而定，现场应用中一般所需的膨胀量小于25%。
2技术特点膨胀管的优点：机械性能好，抗内压、外压及抗拉应力大，尤其抗内压的性能与膨胀前基本一致。
可膨胀实体管的缺点：膨胀性能差，最大膨胀率25%，膨胀力大，最高膨胀力为35MPa，选材要求高。
膨胀管技术与应用培训讲义PPT图文并茂
Ø 筛管完井膨胀式尾管悬挂器 Ø 尾管完井膨胀式尾管悬挂器 Ø 尾管+筛管半程固井膨胀式悬挂器
四、膨胀式尾管悬挂器
4. 膨胀式尾管悬挂器的固井工艺
（1）筛管完井膨胀式尾管悬挂器：
Ø 刚性外壳，下 放安全，可在 0°~90°斜井 段任意位置顺 利座封；
Ø 丢手简单，座 封、试压、底 堵打捞一趟钻。
补贴段上 点 1718m
补贴段下 点 1814m
二、膨胀管套管补贴技术
案例 2 华北油田宁古 8x 井
井名称
华北油田 宁古 8x 井
完钻日期
2009.1
待补套管 规格
Ф 244.5×11.05mm
井 类型
油井
井 深 4906.11m
漏失位置 1393m~1423m
井深 1408m 处技术套管由于钻具起下磨损伤害而 漏失原因 出现2m 磨穿段，且在磨穿段上下约15m 段有一
二、膨胀管套管补贴技术
案例 3 辽河油田冷 43-50-550 井（高温井）
损坏井段
2008 年 5 月 8 日～9 日补贴成功，试压 15MPa， 稳压 30min，压力不降，目前该井已正常生产。
补贴段上 点 1323.9m
补贴段下 点 1332.5m
二、膨胀管套管补贴技术
案例 4 印尼海上
2012 年 7 月印尼海上钻井平台完成 7″套管补贴，补贴位置 2768.422783m。
三、膨胀套管钻完井技术
膨胀管作业时效表
膨胀管作业内容
TH12115CH （h） TK511CH （h） TH12124CH （h）
膨胀管连接与下入
7 (398.25m) 8.5 (406.71m) 10.5 (526.88m)
《膨胀套管技术的发展及应用》XX0807
• 传感器及 电源
• 采集卡、监控程序界 面
《膨胀套管技术的发展及应用》 XX0807
• 试验试件 ：
•膨胀套管综合试验台架
•膨胀螺纹
•大直径膨胀螺纹
•破坏的膨胀螺纹
•密封段切片
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•悬挂试件
•膨胀锥疲劳试验
《膨胀套管技术的发展及应用》 XX0807
• 数据处理 ：
•膨胀套管试验
•润滑介质对膨胀力影响
•膨胀锥角度对膨胀力影响
•材料对膨胀力影响
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•锥角与膨胀率
•减压效果
《膨胀套管技术的发展及应用》 XX0807
膨胀管补贴技术性能
可用于51/2”、7”、95/8”及非标套管修复； 51/2”套管修复后通径达到φ108mm（最大φ114mm ）以上； 膨胀管抗内压91MPa,抗外压51MPa，超过J55钢级； 膨胀螺纹抗内压≥45MPa；抗外压≥15MPa； 补贴加固长度已达到150.7m； 悬挂力≥450KN； 最大工作温度≥350℃；
《膨胀套管技术的发展 及应用》XX0807
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2020/11/6
《膨胀套管技术的发展及应用》 XX0807
目录
一． 概述 二． 国外膨胀管技术发展现状 三． 国内膨胀管技术的研究应用 四． 膨胀管技术发展方向
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《膨胀套管技术的发展及应用》 XX0807
一、概 述
➢ 膨胀套管技术是Shell公司于1990年代开始研 发的一项新技术，1999年首次应用，被称为 “21世纪石油工业发展的核心技术之一”。目前 已开始广泛用于油田开发中。
•二、国外膨胀管技术发展现状
国外公司的主要技术特点： Enventure公司，实体膨胀管技术为主； Halliburton 公司，综合完井方案为主； Weatherford 公司，综合完井和膨胀筛管； Baker Hughes公司，综合完井方案为主 ； 俄罗斯Tatnipinefi设计院，波纹管及实体膨胀管。
套管补贴技术探讨
TECHNOLOGY TREND随着油田开发时间的推移，受地质构造、油层出砂、油水井增产措施以及修井作业等内外因素的综合影响，油层套管不断出现变形、破裂、错断、穿孔等损坏现象。
油田开发中后期，套损井尤为严重。
油层套管损坏使油水井不能进行正常的生产和作业。
因此，修复套损井已成为油田大修作业的重要内容。
套管补贴是通过粘贴或挤压，将补贴管紧贴于套管损坏处。
套管补贴技术在玉门油田主要用于套管破裂和漏失井的修复应用中。
针对套管损坏原因和井下特点，玉门油田在2006年引进了燃气动力套管补贴技术，并在鸭儿峡作业区615井和32井成功应用。
2008年以来，又引进了膨胀管套管补贴技术，已在老君庙和鸭儿峡得到了广泛应用，取得了较好成效。
1燃气动力套管补贴1.1燃气动力套管补贴技术简介燃气动力补贴技术其主要工作原理是利用火药燃烧产生的高压气体，推动系统中的活塞与活塞缸做相对运动，促使加固管上下两端的锥管相对运动，达到设计位置，径向扩胀金属锚（上下锥）和金属密封环，使之在套管内壁牢牢座封，最终将加固管固定在破损套管处，达到补贴的目的。
同时补贴加固器自动解卡，从井下安全提出全部投送工具，完成补贴加固管任务，井下不留遗留物。
曾对补贴管做的耐压试验表明，高效燃气动力补贴管在井下可以耐压150MPa ，地面试压50MPa ，说明对破损套管补贴的效果非常好。
1.2燃气动力套管补贴技术现场应用2006年初，通过大量的信息查询和资料调研工作，玉门油田引进了套管然气动力补贴技术，先后在鸭儿峡作业区615井和32井进行了现场应用。
共对4个破损、漏失层段进行了补贴，累计补贴长度32.86m ，取得了单层补贴长度最长13.07m ，单井（615井）补贴层数3层，成功率达100%的好成绩。
1.3膨胀管套管补贴技术现场应用本文以H289井施工为例，介绍膨胀管套管补贴施工工艺工序。
H289井套管外径139.7mm ，内径124.26mm ，水泥面867.79m 。
膨胀管套管补贴技术在百21区1072井的应用
补 贴 技 术 ， 此 井存 在 多年 的 套 损 窜 漏 Ｉ题 得 到 彻底 的 解 决 ， 得 了很 好 的效 果 。也证 明 常规 堵 漏 方 法 无 效 的套 损 井 ， 使 － ＇ １ 取 用膨 胀 管补
贴 技 术 效 果显 著 。
主题词
膨胀 管 套 管补 贴 补贴 井段
２０ ０ ７年 １ ０月决 定 采 用 实 体 膨 胀 管对 井 内漏 失 段 进
・
３ ０・
新 疆 石 油 科 技
２０ ０ ８年 第 ４期 （ １ 第 ８卷 ）
膨胀管套管补贴技术在 百 ２ １区 １７ ０ ２井的应 用
温 维 权① 姚 光 明
新 疆 克拉 玛 依 博 达 公 司 ， ８ ４ ０ 新疆 克 拉 玛依 ３００
摘
要 介绍 了膨胀 管补贴技术基本原理及特 点， 提供 了 １７ ０２井膨胀管补贴施工工序 和技 术参数 ， 井成功地应用膨胀管套管 该
① 作者简介 ： 助理工程师 ，９ ０ ０ １９ — ７毕业于成都地质学院
图 ２ 膨胀 管结构
膨胀 管套 管补 贴技 术在 百 ２ １区 １ ７ ０ ２井的应 用
・ ｌ・ ３
表 １
３４补贴 工 艺 及 参 数 ．
膨 胀 管组 合 与钻 具 连接 下 放 至补贴 井 段 ， 清水 用
鹰眼摄像卜—— 通井 ｝ 套管壁刮削 Ｈ － — 测井径
套 管故 障井 的数 目也 越来 越 多． 膨 胀管 技术 是 修 实体
复套 损井 的一项切 实 可行， 值得 推广 的修井 技术 。
检 验 井 内管 柱 密 封性
２ 膨 胀 管 技 术 性 能及 特 点
实体 膨胀 管补 贴 技术 就 是将 管柱 下 人井 内， 膨 用
膨胀套管
压14MPa30分钟。 • 复杂：注水泥时下胶塞在大小头处卡住，并失去密封，
用第2胶塞压下，但在内管低端承压膜压不破，不能建 立循环，后采用补救措施完成。
4 射孔段局部封隔
• 奥地利，V25井，7”油层套管，射开了上部水 层，其下油层未射
•总体经济效益：
该井预计节省40万美元，由于新技术投入，实际只 节省8.5万美元，预计硬件系统改善后节省29万美元， 施工技术成熟后将时间节省算在内，预计可实现原设 计的节省40万美元。
•间接经济效益：
多层套管封隔复杂地层，以便安全和有效的对付泥 浆密度窗口窄的复杂问题。 开眼直径小，可用较小直径防喷器、钻机和隔水导 管。
唯一存在和还需继续研究的问题是螺纹密封完整性 和抗挤强度。由于金属材料的包兴格（Bauschinger ）效应，抗挤强度会比膨胀前有所降低。这可通过 选用具有较高抗挤强度的套管来解决。
清管
下入 液压涨管 密封试压 钻下堵头
修补套管 Shell-Ha.膨胀方案（拟参考）
环型活塞 悬挂密封单元
大小头 注水泥胶塞
（2）南得克萨斯深水海洋钻井，Shell Rail Tijerina1 号井
• 水深：2286m • 类型：可膨胀尾管 • 尺寸：13 3/8”16”尾套技套 • 长度：180m，深195m至15.2m，封泥线下浅流砂层，
浅水层。 • 总施工时间48小时。
• 经济效益： 在上述13 3/8”16”膨胀技套后，将原隔水导管
– 13 3/8”16”
– 11 3/4”13 3/8” – 9 5/8”常规套管
– 7 5/8”9 5/8” – 7” 平端无接箍套管。