可膨胀套管技术的研究

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【摘 要】 可膨胀套管技术，是我国在我国钻井行业的先进技术，在未来几年该技术将备用与大型的油田的生产中，我国的套管技术起步较晚，与国外相比存在一定的差距，本文通过对我国现在管材的研究现状以及不同式宫类型的膨胀套管用钢的选材，性能要求以及组织设计的目标。与此同时，还对未来可膨胀套管技术的研究作了展望。

【关键词】 可膨胀套管 背景及需求 优势 国外发展历程 国内发展及规划 关键技术

1 可膨胀套管以及操作

1.1 可膨胀套管

可膨胀套管是有特殊材料制成的钢管，并且具有很好的塑性，在井下可以通过或者液压的方式，使可膨胀套管在直径方向上膨胀10%到30%的，与此同时，在冷做硬化的作用下加强自身的刚性。

1.2 可膨胀套管的操作

可膨胀套管的操作在井下的操作较为简单，具体实施操作大致可以分为以下三个步骤

首先；需要钻开即将使用的可膨胀套管的井段。

其次；将可膨胀套管下入需要的目标井段中，可膨胀套管的横截面类似于一般的棺管材，横截面都成圆形，不同的是，可膨胀套管之间有接头，接头与可膨胀套管之间以螺纹紧密连接，为了达到可膨胀的目的，螺纹必须符合规定的质量要求。

再次；用一个特别设计的芯轴将胀开可膨胀套管。

2 可膨胀套管的优势

与传统的套管相比，可膨胀套管的优点主要表现为，在井下施工过程中，可以随时封堵任意一个复杂的地层，可以有效的解决多次复杂地层与有线套管程序的矛盾。使复杂的神经能够较为顺利的钻到目的层。从而从根本上解决了大尺寸井眼钻井速度慢的问题。

可膨胀套管技术是勘探岩开发徐步以及东部深度油气层所需的关键技术。

3 可膨胀套管的关键技术

在实际的施工过程中，有很多的石油工作者，怎对施工过程的难题，一直探索用单一的直径的钻头钻井，以便于优质快速高效的到达目的层。并且单一直径的太管完毕，可膨胀套管技术就是想该技术发展的第一步，目前，可膨胀套管技术在石油钻采行业主要的应用有以下五个方面：

（1）钻井方面。优化井深结构，在钻井设计中，为钻穿不同压力层系的地层以及易缩径，坍塌以及容易发生井下漏失的底层时，常规的做法解决此种问题通常是用不同直径的套管封隔个层段的地层，这样就会导致套管设计的层数较多，因此便引发两个问题，一是，如果是初始的井眼较大，钻机的负担就较重，机械的钻速也就较低，对钻进行业和钻井耶的要求比较高，最终会导致钻井的费用大幅度提升。二是井口各层套管直径越来越小，最后钻完井后井眼会很小，给后期的施工带来了很大的难度，没有处理井下事故的余地，如果在套管的设计上应用可膨胀技术，就可以大大减少套管的层次，这样就可以达到钻井的目的，可大大降低钻井的成本，简化井深结构，对于超深井来说，可减少井眼的难度，有效的提高处理井下事故的能力。（2）套管修补作业方面，主要应用以下三个方面的套管修补。修补已磨损的技术套管，在深井或超深井的施工中，由于钻井的施工中期较长，由于长时间的钻井作业的式宫，很容易对套管造成很大程度上的磨损，一旦确定了套管磨损的具置，可以利用可套管膨胀技术，使用内封可膨胀套管修补，会在牺牲极少的技术套管内径的情况下，恢复套管技术的承压能力，能在施工安全的情况，更安全的进行下一步的式宫作业。修补老井的生产套管，对于那些投产多年的老井，可用可膨胀套管技术修补，由于抽油杆磨损或者地层流体腐蚀，等原因造成的生产套管的破损，根据井下的情况，可以使用井下补贴内衬的膨胀管的方式，使老井重新建立一个新的完整的井筒，以此来恢复生产。（3）用作应急套管。把可膨胀套管用作应急套管可以更方便的解决复杂井段的井壁稳定的难题。在解决井壁稳定方面，以前人们只是想使用软心水泥塞来封固井壁，但是纯水泥塞会在以后的钻井作业中，由于钻杆的不断冲击振动，和摩擦而破损，掉块，从而大大降低了封固的效果，但是如果采用可膨胀套管技术来封固，具有承受的冲击，耐磨性能较好，摩擦系数较低和应变能力较强的优势。（4）可膨胀套管用作尾管悬挂器。可膨胀套管用作尾管悬挂器，比常规尾管悬挂器更简单更经济，可膨胀套管在膨胀时，其膨胀椎体不是让整个尾管膨胀，仅仅是膨胀一小段尾管，来形成尾管悬挂器。同时，这一小段尾管，有充当尾管封割器的功能，可膨胀套管悬挂器，同时具有尾管悬挂和尾管密封的功能，这样可以最大限度的减少尾管顶部的挤水泥作业。（5）可膨胀套管可用于砂控。在北海南部，壳牌石油公司对裸眼可膨胀防砂筛管是以原始的状态下入到井中，当驱动头穿过筛管时，防砂筛管能够膨胀直接紧贴在地层井壁上，由于膨胀后紧贴井壁，以此可以使筛管有较好的支撑，同时还因为筛管和井壁之间没有环空，减少了砂粒的移动，微粒的运移以及相关的筛管堵塞的一些问题。

以上这些问题是可膨胀套管技术在石油钻采行业的主要应用，可膨胀套管技术在钻井方面的应用比创痛的钻井技术更具有优势，主要表现在以下几个方面：

1）优化井深结构。传统的钻井方式，由于使用多层套管，形成了上大下小的追星的井身结构，如果设定一定的井眼大小，上部的套管尺寸就会很大，井身的结构相对较为复杂，如果利用可膨胀套管技术，那么就可以实现单一直径的井眼，简化了井身的结构，降低了钻井的成本。2）可进行套管的补贴修复。对于那些深井段存在的的空洞问题，裂纹、错段的部分情况，传统的钻井技术很难修复，就算修复，那么所付出的成本也会很高/如果使用了可膨胀套管技术那么处理器这个问题就会很容易。特别是针对一些修补大段的腐蚀套管将更好的处理。我国目前的楼井有很多，漏井的数量大约在20000口，如果利用此技术，那么对于这些漏井将更有力进行修补。积压的资金超过了1000元以上，因此，可膨胀套管技术在国内的需求还是有相当大的缺口。将来会有很大的发展空间。3）提高钻井的质量，增大完井的孔径。在钻井是采用可膨胀套管技术，是将实体的套管下到预定的位置，具体的操作时在膨胀套管外注满泥浆，然后膨胀管膨胀外挤，这样有效的提高压实水泥的效果，从根本上解决了古井的质量。除此之外利用可膨胀套管技术进行完井，从商到下井眼的尺寸变化不会太大，增大了完井的孔径，更方便井下式宫作业。4）膨胀悬挂和封割密封的效果会更好。和传统的尾管悬挂器和封割器，膨胀套管悬挂器提供的是一种更为简单的、低成本的技术支持，这一技术的实施使的传统的尾管和尾管封割器的密封功能聚集一体，降低了封割器的成本。5）便于应急处理复杂地层多发事故。国内铀矿地质情况复杂，往往在钻井的过程过程中会出现多种事故，利用可膨胀套管技术将有效的解决压裂碎石带、压力敏感地段和泥页岩、流沙层、变压力层，糖葫芦井眼塌方等事故的发生。

4 结语

可膨胀套管技术是我国石油钻采行业最先进的钻采技术，使用可膨胀套管技术可以有效的降低钻井的成本，使钻井的多层套管变得简单化，很大程度上解决了我国钻井的难题。我国的可膨胀套管技术发展相对缓慢，喝过外相比存在一定的差距，但是相信在不久的将来，此项技术将会在我国各大油田普遍的推广与使用。

参考文献：

[1]可膨胀套管技术的概述-《钻采工艺》2003年04期.

[2]膨胀套管技-百度文库.

[3]可膨胀套管技术-豆丁网.