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长城钻探膨胀管技术
膨胀管是一种具有良好塑性的金属钢管,通过机械或者液压的方式,使得膨胀锥在管内轴向运行,迫使其胀开并发生永久塑性变形。在石油领域中,膨胀管技术应用日益广泛。通过膨胀管在套管或裸眼内膨胀,使两者紧密贴合,达到套管修复、悬挂、裸眼封隔等目的。
长城钻探工程技术研究院自2012年开展科技攻关,形成了三大技术系列:膨胀式尾管悬挂器技术、高承压膨胀管补贴技术和膨胀管裸眼封固技术。
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膨胀式尾管悬挂器技术
利用膨胀管技术实现尾管悬挂与密封,解决尾管重复段密封失效难题。在辽河、大庆、长庆等油田累计应用180余井次,最大井深4040m(悬挂点3360m),最大井斜90°。2019年通过集团公司科技成果鉴定,达到国际先进水平。
应用实例:保障长庆固平X井水平井 “套中固套”重复压裂顺利实施。
该井在5-1/2〞套管内下入4-1/2〞无接箍套管,封固水平段原射孔段,实现井筒承压,再进行体积压裂二次改造。为提高二次固井尾管头处密封承压强度,保证压裂施工效果,使用5-1/2〞× 4-1/2〞膨胀式尾管悬挂器,保障该井实施桥射联作体积重复压裂。后期压裂施工压力45MPa,为国内首次通过在水平井下入4寸半套管重建新井筒。
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高承压膨胀管补贴技术
利用膨胀管的膨胀性能在井下对套管损坏处进行“补贴”和密封,达到修复损坏套管的目的。该技术在辽河、长庆、山西煤层气等油气田累计实施100余井次,补贴长度累计达到2000m。承压最高90MPa,补贴段最长68m,施工井段最深3841m,井斜最高90°,温度最高350℃。
应用实例1:煤层气老井封堵调层
2022年对煤层气郝X井的2段射孔段进行补贴,为下部层位射孔、压裂试气做准备。补贴后内通径103mm,承压>60MPa,后续压裂工作压力39.1-43.6MPa,平均排量14.0m3/min。近年来在中油煤总共施工13口井24段。
应用实例2:页岩气井套损修复
页岩气井威X的生产套管存在2处套损,井筒条件不能满足后期体积压裂作业要求,无法投产。使用高承压膨胀管补贴技术,成功补贴两处套损,补贴后井筒试压至90MPa,后续体积压裂泵压最高达97.8MPa。创国内密封承压纪录,保障该井完成1400m水平段桥射联作体积压裂。
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膨胀管裸眼封固技术
长城钻探自主研发的高膨胀率裸眼封固技术,利用膨胀套管在井下膨胀形成机械式“人工井壁”,对多压力体系钻井过程中易漏、易塌等复杂地层进行封固。采用液压变径膨胀锥、外加厚式膨胀螺纹、多级压力系统等创新设计。2016年度入选中国石油十大科技进展,累计施工长度680米。