可膨脹套管技術(shù)

可膨脹套管技術(shù)第1頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容提要一、基本概念二、技術(shù)背景及需求三、國外發(fā)展概況四、國內(nèi)研究成果及目標五、關(guān)鍵技術(shù)六、應用及發(fā)展前景第2頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月什么是可膨脹套管可膨脹套管是一種由特殊材料制成的金屬鋼管，具有良好的塑性，在井下可通過機械或液壓的方法使可膨脹套管在直徑方向上膨脹10~30%左右，同時，在冷做硬化效應下提高自身剛性。第3頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月可膨脹套管的操作首先，鉆開需要使用可膨脹套管的井段。然后，下入可膨脹套管?？膳蛎浱坠芘c普通的管材相似，橫截面是圓形的，可膨脹套管之間有接頭，接頭與可膨脹套管之間用螺紋連接。為了達到可膨脹的目的，螺紋必須符合一些質(zhì)量控制規(guī)范。最后，一個特別設計的芯軸將脹開可膨脹套管。第4頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月133/8”95/8”7”5”技術(shù)背景及需求（一）常規(guī)鉆井中是將固定尺寸的套管下入井中，從井口到目的層的尺寸是逐漸縮小的。工程結(jié)果有可能因為套管（井眼）尺寸而限制某一深度的井下作業(yè)，甚至不能達到目的層。第5頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月可膨脹套管技術(shù)的最終目標是實現(xiàn)使用同一尺寸套管代替原來的多層套管成為可能。實現(xiàn)一種小尺寸套管鉆到底的目標，使復雜的深井能較順利的鉆到目的層，最大限度降低鉆井工作量，預計可以使鉆井成本下降30～50%?？膳蛎浱坠芗夹g(shù)應用將使傳統(tǒng)的井身結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變革，實現(xiàn)鉆更深的直井和更長的大位移井，更經(jīng)濟地到達儲層。7”技術(shù)背景及需求（二）第6頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月切削量：230m3切削量：70m3泥漿/水泥量：445m3泥漿/水泥量：150m3使用的鉆機大使用的鉆機小133/8”95/8”7”5”7”使用可膨脹套管技術(shù)預計節(jié)約鉆井費用在50%以上。技術(shù)發(fā)展的最終目標——兩種套管參數(shù)對比第7頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月可膨脹套管的優(yōu)點是可以封堵任意一個復雜地層，可以從根本上解決多個復雜地層與有限套管程序的矛盾，使復雜的深井能較順利的鉆到目的層，也從根本上解決了大尺寸井眼鉆速慢的問題?？膳蛎浱坠芗夹g(shù)是勘探開發(fā)西部及東部深部油氣藏急需的關(guān)鍵技術(shù)。技術(shù)背景及需求（三）第8頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月可膨脹套管技術(shù)是上世紀90年代初由殼牌公司（RoyalDutchShell）提出來的。1993年殼牌公司在挪威的海牙（Hague）完成了第一次概念性實驗：利用一種用于汽車防撞區(qū)的材料，套管之間采用焊接方式，實現(xiàn)了內(nèi)徑膨脹率22%~24%。1998年開始研究螺紋連接技術(shù)，于9月完成了膨脹變形后管材性能仍然符合API標準規(guī)范L-80、K-55、J-55的材料膨脹實驗，為工業(yè)應用做好了準備。同年12月，殼牌和哈里伯頓合作組建了環(huán)球工藝技術(shù)公司 （Enventure)，專門從事可膨脹套管技術(shù)的商業(yè)運作。國外發(fā)展概況（一）第9頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月1999年3月在美國德州的休斯頓進行了模擬井下實驗。1999年11月在Chevron、USA進行了第一次現(xiàn)場應用。目的是裸眼內(nèi)封堵漏層，脹管長度300米，套管內(nèi)壁從φ193.7mm(75/8in)膨脹到φ244.5mm(95/8in)，膨脹率達26%。到2002年12月Enventure共為全球35家公司作業(yè)了106口井，膨脹套管總長超過105000英尺、膨脹螺紋接頭2700個，其中2002年一年作業(yè)近50口井。目前Enventure已經(jīng)完成了實現(xiàn)同一通徑鉆井的模擬井實驗，預計2003年可進行工業(yè)應用。國外發(fā)展概況（二）第10頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月我院于1999年開始觀注這項新技術(shù)及其應用，在技術(shù)調(diào)研的同時，開展了技術(shù)預研工作。2000年完成了概念性實驗，即用一種φ219×12的管材實現(xiàn)了內(nèi)徑膨脹率20%。

國內(nèi)研究成果及目標（一）第11頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月利用有限元方法完成了膨脹機理分析。

國內(nèi)研究成果及目標（二）第12頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月國內(nèi)研究成果及目標（三）研究確定了膨脹套管對材料性能、管徑與壁厚的基本要求。通過對近十種樣管的篩選，優(yōu)選出二種管材，（00Cr19Ni10和20G）實現(xiàn)了預定的膨脹率，膨脹后管材機械性能接近N80套管水平，可進行工業(yè)應用。第13頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月國內(nèi)研究成果及目標（四）第14頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月與攀鋼集團成都無縫鋼管廠合作，制訂了膨脹套管生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制標準。開發(fā)了膨脹變形后達到API標準J55鋼級水平的膨脹管材，可用于133/8”、95/8”、7”套管系列。

國內(nèi)研究成果及目標（五）第15頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月完成了膨脹工藝及膨脹脹頭技術(shù)研究

——表面激光熔覆脹頭技術(shù)國內(nèi)研究成果及目標（六）第16頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月設計了實驗臺架國內(nèi)研究成果及目標（七）第17頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月進行了三輪臺架實驗，確定了針對大慶套損井修復的膨脹套管施工工藝和實驗國內(nèi)研究成果及目標（八）(點擊動畫播放)第18頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月利用可膨脹套管技術(shù)在大慶完成一口井的套損井修復施工實驗。預計在兩年內(nèi)使這項技術(shù)走向成熟，逐步解決套損井影響油田穩(wěn)產(chǎn)的問題。J55鋼級的可膨脹套管用于川東地區(qū)，完成解決井漏問題的技術(shù)研究，爭取完成一口井的施工作業(yè)。完成膨脹螺紋技術(shù)攻關(guān)，實現(xiàn)一次施工作業(yè)可下成百上千米的可膨脹套管。國內(nèi)研究成果及目標（九）第19頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月可膨脹套管材料技術(shù) 膨脹管材料性能要求材料延伸率高,易于膨脹變形，變形后機械性能基本達到普通套管水平，同時材料的價格要和普通套管屬于同一數(shù)量級。膨脹工藝及膨脹脹頭技術(shù)解決長距離、間斷可重復（一次下上千米膨脹套管施工）膨脹技術(shù)?？膳蛎浱坠艿年P(guān)鍵技術(shù)（一）監(jiān)督重點第20頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月連接螺紋技術(shù)

解決膨脹后的密封技術(shù)。配套工藝和工具技術(shù)可膨脹套管的關(guān)鍵技術(shù)（二）監(jiān)督重點第21頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月可膨脹套管技術(shù)被公認為是21世紀石油鉆采行業(yè)的核心技術(shù)之一。這項技術(shù)能夠解決無論直井還是水平井的問題，預計在勘探、生產(chǎn)和修井的應用中實現(xiàn)快速的發(fā)展。應用及發(fā)展前景（一）第22頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月用作尾管懸掛器，可延長平均故障時間，減少費用。應用及發(fā)展前景（二）用作應急套管，解決復雜井段的井壁穩(wěn)定問題。用于套損井修復，可獲得最大通徑和強度。第23頁，課件共25頁，創(chuàng)作于2023年2月謝謝！第2