可膨脹套管技術(shù)

可膨脹套管技術(shù)第1頁(yè)，課件共25頁(yè)，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(guó)外發(fā)展概況四、國(guó)內(nèi)研究成果及目標(biāo)五、關(guān)鍵技術(shù)六、應(yīng)用及發(fā)展前景第2頁(yè)，課件共25頁(yè)，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(jī)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(shí)，在冷做硬化效應(yīng)下提高自身剛性。第3頁(yè)，課件共25頁(yè)，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(dá)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(gè)特別設(shè)計(jì)的芯軸將脹開可膨脹套管。第4頁(yè)，課件共25頁(yè)，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?yàn)樘坠埽ň郏┏叽缍拗颇骋簧疃鹊木伦鳂I(yè)，甚至不能達(dá)到目的層。第5頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月可膨脹套管技術(shù)的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)使用同一尺寸套管代替原來(lái)的多層套管成為可能。實(shí)現(xiàn)一種小尺寸套管鉆到底的目標(biāo)，使復(fù)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(yù)計(jì)可以使鉆井成本下降30～50%?？膳蛎浱坠芗夹g(shù)應(yīng)用將使傳統(tǒng)的井身結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變革，實(shí)現(xiàn)鉆更深的直井和更長(zhǎng)的大位移井，更經(jīng)濟(jì)地到達(dá)儲(chǔ)層。7”技術(shù)背景及需求（二）第6頁(yè)，課件共25頁(yè)，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(jī)大使用的鉆機(jī)小133/8”95/8”7”5”7”使用可膨脹套管技術(shù)預(yù)計(jì)節(jié)約鉆井費(fèi)用在50%以上。技術(shù)發(fā)展的最終目標(biāo)——兩種套管參數(shù)對(duì)比第7頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月可膨脹套管的優(yōu)點(diǎn)是可以封堵任意一個(gè)復(fù)雜地層，可以從根本上解決多個(gè)復(fù)雜地層與有限套管程序的矛盾，使復(fù)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(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月可膨脹套管技術(shù)是上世紀(jì)90年代初由殼牌公司（RoyalDutchShell）提出來(lái)的。1993年殼牌公司在挪威的海牙（Hague）完成了第一次概念性實(shí)驗(yàn)：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(shí)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)范L-80、K-55、J-55的材料膨脹實(shí)驗(yàn)，為工業(yè)應(yīng)用做好了準(zhǔn)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(yùn)作。國(guó)外發(fā)展概況（一）第9頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1999年3月在美國(guó)德州的休斯頓進(jìn)行了模擬井下實(shí)驗(yàn)。1999年11月在Chevron、USA進(jìn)行了第一次現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。目的是裸眼內(nèi)封堵漏層，脹管長(zhǎng)度300米，套管內(nèi)壁從φ193.7mm(75/8in)膨脹到φ244.5mm(95/8in)，膨脹率達(dá)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(zhǎng)超過105000英尺、膨脹螺紋接頭2700個(gè)，其中2002年一年作業(yè)近50口井。目前Enventure已經(jīng)完成了實(shí)現(xiàn)同一通徑鉆井的模擬井實(shí)驗(yàn)，預(yù)計(jì)2003年可進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用。國(guó)外發(fā)展概況（二）第10頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月我院于1999年開始觀注這項(xiàng)新技術(shù)及其應(yīng)用，在技術(shù)調(diào)研的同時(shí)，開展了技術(shù)預(yù)研工作。2000年完成了概念性實(shí)驗(yàn)，即用一種φ219×12的管材實(shí)現(xiàn)了內(nèi)徑膨脹率20%。

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

國(guó)內(nèi)研究成果及目標(biāo)（二）第12頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月國(guó)內(nèi)研究成果及目標(biāo)（三）研究確定了膨脹套管對(duì)材料性能、管徑與壁厚的基本要求。通過對(duì)近十種樣管的篩選，優(yōu)選出二種管材，（00Cr19Ni10和20G）實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的膨脹率，膨脹后管材機(jī)械性能接近N80套管水平，可進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用。第13頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月國(guó)內(nèi)研究成果及目標(biāo)（四）第14頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月與攀鋼集團(tuán)成都無(wú)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(biāo)準(zhǔn)。開發(fā)了膨脹變形后達(dá)到API標(biāo)準(zhǔn)J55鋼級(jí)水平的膨脹管材，可用于133/8”、95/8”、7”套管系列。

國(guó)內(nèi)研究成果及目標(biāo)（五）第15頁(yè)，課件共25頁(yè)，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(guó)內(nèi)研究成果及目標(biāo)（六）第16頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)臺(tái)架國(guó)內(nèi)研究成果及目標(biāo)（七）第17頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月進(jìn)行了三輪臺(tái)架實(shí)驗(yàn)，確定了針對(duì)大慶套損井修復(fù)的膨脹套管施工工藝和實(shí)驗(yàn)國(guó)內(nèi)研究成果及目標(biāo)（八）(點(diǎn)擊動(dòng)畫播放)第18頁(yè)，課件共25頁(yè)，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(fù)施工實(shí)驗(yàn)。預(yù)計(jì)在兩年內(nèi)使這項(xiàng)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(jí)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(zhēng)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(shí)現(xiàn)一次施工作業(yè)可下成百上千米的可膨脹套管。國(guó)內(nèi)研究成果及目標(biāo)（九）第19頁(yè)，課件共25頁(yè)，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(jī)械性能基本達(dá)到普通套管水平，同時(shí)材料的價(jià)格要和普通套管屬于同一數(shù)量級(jí)。膨脹工藝及膨脹脹頭技術(shù)解決長(zhǎng)距離、間斷可重復(fù)（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(diǎn)第20頁(yè)，課件共25頁(yè)，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(diǎn)第21頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月可膨脹套管技術(shù)被公認(rèn)為是21世紀(jì)石油鉆采行業(yè)的核心技術(shù)之一。這項(xiàng)技術(shù)能夠解決無(wú)論直井還是水平井的問題，預(yù)計(jì)在勘探、生產(chǎn)和修井的應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)快速的發(fā)展。應(yīng)用及發(fā)展前景（一）第22頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月用作尾管懸掛器，可延長(zhǎng)平均故障時(shí)間，減少費(fèi)用。應(yīng)用及發(fā)展前景（二）用作應(yīng)急套管，解決復(fù)雜井段的井壁穩(wěn)定問題。用于套損井修復(fù)，可獲得最大通徑和強(qiáng)度。第23頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月謝謝！第2