简论沙特沙特侧钻井膨胀管技术运用

论文导读：*13-3/8”套管*2200’+8-1/2”钻头*7”套管*4000+6-1/8”钻头*5-1/2”×7”膨胀尾管*8000’+6”裸眼*15000’。膨胀管启动装置位于膨胀管系统底部的外壳处，由膨胀总成和浮箍总成组成，通常是由薄壁高强度钢制成。膨胀总成包含膨胀心轴。

1.2膨胀筛管膨胀筛管技术主要用在储层胶结疏松的稠油、超稠油油藏的开采过程

【摘 要】 膨胀管技术是近年来作为一种新兴技术越来越受到石油工程界的重视，该技术的应用可以改善现有的井身结构，增大完井井径，有利于后续钻井、采油及修井工程作业。沙特阿美公司在HRDH钻井区域的HRDH224井、HRDH441井等侧钻井上先后应用膨胀管完井技术，平均完钻井深1295.70m，现场应用效果良好。本文主要介绍HRDH钻井区域侧钻井膨胀管技术和现场作业工艺。
【关键词】 膨胀套管 膨胀筛管 侧钻井 沙特阿拉伯
为增加油藏采收率，沙特阿美国公司对老井实施开窗侧钻作业，同时进行膨胀管完井作业方式。膨胀管技术是近年来作为一种新兴技术越来越受到石油工程界的重视，该技术的应用可以改善现有的井身结构，增大完井井径，有利于后续钻井、采油及修井工程作业。
沙特阿美公司在HRDH钻井区域的HRDH224井、HRDH441井等侧钻井上先后应用膨胀管完井技术，平均完钻井深129

5.70m，现场应用效果良好。

1 膨胀管技术
膨胀管技术就是将管柱以原始尺寸下入井底，通过膨胀心轴作用使管材产生永久的机械变形。膨胀心轴由液压或者直接的拉力或推力来驱动，使套管变形至材料的塑性变形区，并使套管膨胀至与外层技术套管内壁紧贴或与裸眼部分水泥胶结在一起。
膨胀管分为膨胀套管和膨胀筛管两类。

1.1 膨胀套管

膨胀管在膨胀过程中，外径明显增加，但膨胀管壁厚减少不大，目前Enventure公司生产的膨胀管在外径增加5-16%时（取决于膨胀率），壁厚降低2-5%。膨胀前后，套管的抗屈服、破裂的数值基本保持不变。膨胀处理后的套管仍能达到APISpec5CT的L80钢的标准。
膨胀套管技术的主要功用包括：改变井身结构、降低钻井总成本；套管修理，将破裂的套管、射孔段套管等加以封隔；封隔钻井过程中出现的复杂井段等几个方面。
沙特HRDH钻井区域常规井身结构为：30”钻头*24”套管*500’+22”钻头*18-5/8”套管*2200’+17-1/2”钻头*13-3/8”套管*4000’+8-1/2”钻头*7”尾管*8000’+6-1/8”裸眼*15000’。
应用5-1/2”×7”膨胀尾管技术后，井身结构改变为：22”钻头*18-5/8”套管*500’+17-1/2”钻头*13-3/8”套管*2200’+8-1/2”钻头*7”套管*4000+6-1/8”钻头*5-1/2”×7”膨胀尾管*8000’+6”裸眼*15000’。
膨胀管启动装置位于膨胀管系统底部的外壳处，由膨胀总成和浮箍总成组成，通常是由薄壁高强度钢制成。膨胀总成包含膨胀心轴。

1.2 膨胀筛管

膨胀筛管技术主要用在储层胶结疏松的稠油、超稠油油藏的开采过程中，尤其是进入开发中后期时，有效解决油井开采防砂问题。其防砂机理是：地层砂进入井筒后，较细的沙粒经过筛管过滤层，随油流排至地面，而一些较粗的砂粒滞留于井筒与筛管之间的环套空间中，形成过滤砂桥，并起到过滤作用。其局限性是：当地层砂分选性差时，细粉砂充填于粗砂孔隙之间，难以形成高渗透率的油流通道，当油流通过时，造成了很大的压力降，增大了油流流动阻力，限制了油井的产量。
膨胀筛管由膨胀式割缝基管、重叠式滤砂网和膨胀式保护套构成。其基本原理是在井下通过膨胀工具使筛管变形到所需尺寸，起到支撑井壁和防砂的作用（见图1）。
膨胀筛管的技术优势主要体现在：在油层中由于筛管紧贴井壁，筛管与井壁之间没有砂环，增大油流过面积，减少流动阻力，不存在防砂后期因细粉砂堵塞而造成的产能下降；筛管径向膨胀，增大了过油面积，有效的提高了产能；当筛管打捞时，径向收缩，增大筛套空间，减少了因砂卡而造成大修的现象；膨胀筛管防砂技术与砾石充填防砂技术相比，施工简单，作业成本低，不存在作业风险。
2 膨胀管技术应用
沙特阿美公司在HRDH钻井区域的侧钻井的完井作业中主要采用膨胀管技术，以达到解决大井段井漏、增加套管层次、简化钻具结构、节约钻井成本的目的。

2.1 侧钻工艺下斜向器作业要点

用液动绞车和吊车配和使斜向器安全上钻台；关上全封闸板，将斜向器慢慢放入井内，卡好卡瓦；用游车提起一根4”HWDP，连接定向接头和开始铣；安装销子并连接开始铣；打开封井器，下放钻具，卡好安全卡瓦，从钻杆和定向接头处卸开；检查定向论文导读：的离心机，安装在罐后面处理钻井液，直到WETHERFORD工程师连续三次实验成功为止。（2）膨胀套管下入过程：井口准备4-1/2“吊卡，4-3/4”钻铤卡瓦，安全卡瓦。一根根慢慢下，千万不能快，而且安全卡瓦不能打的过于紧，膨胀套管下完后，紧接着下相应的悬挂器。（3）坐封悬挂器过程：首先对管线试压4000PSI，投球，打压到1600PSI稳10MI
接头是否合适，并确认斜向器和定向接头的方向，接MWD；下入的钻具按要求进行通径，盖好井口；严格控制下钻速度（1STD/2MIN），斜向器过9-5/8"尾管悬挂器按要求下放钻具，严禁猛刹猛放，遇阻不超过5KLB，否则，用链钳轻轻转动；下钻至距目的位置时，陀螺定方位，在下钻至人工井底，开泵，胀开卡瓦和密封，上提15KLBS座封斜向器，下压剪断销子，同时打开水眼；开窗±2英尺，注意转盘扭矩的变化。
套管开窗钻具结构：开窗铣（Windowmill）+浮阀+钻柱铣（WaterMelonMill）+1根4〞HWDP+4〞HWDP+4〞DP
套管开窗作业要点：钻具的上扣扭矩按要求上，防止在钻进过程中钻柱铣松扣。在开窗过程泥浆灌的泥浆槽内应放置磁铁，并且每5英尺泵入高粘10～15BBLS，在整个开窗过程中避免接单根。钻完±6英尺后，起钻更换钻具结构。

2.2 膨胀管作业工艺

（1）处理钻井液过程：此过程是下膨胀套管的关键之所在，到时需要甲方提供两台大功率的离心机，安装在罐后面处理钻井液，直到WETHERFORD工程师连续三次实验成功为止。
（2）膨胀套管下入过程：井口准备4-1/2“吊卡，4-3/4”钻铤卡瓦，安全卡瓦。一根根慢慢下，千万不能快，而且安全卡瓦不能打的过于紧，膨胀套管下完后，紧接着下相应的悬挂器。
（3）坐封悬挂器过程：首先对管线试压4000PSI，投球，打压到1600PSI稳10MINS，然后继续打压到4000PSI，稳压5MINS，在此过程中你会发现在2600PSI左右，泵压表稍微颤动一下，那说明卡瓦已经开始膨胀。完毕后泄压，关万能，从环空打1000PSI试密封，然后上提，下放活动几次，直至确定悬挂器已经坐封。
（4）膨胀过程：接膨胀工具+3-1/8“DC+扶正器+3-1/8“DC若干+加重钻杆+4-3/4”DC+6-1/2“DC+旁通+钻杆；膨胀过程中泵压保持3000PSI，最大下压50KLBS，保持匀速下放，直至到达目的井深，完毕后投球打开旁通起钻。
3 几点认识
（1）膨胀管技术是套管损坏综合防治技术，特别是大井段套管漏失提供了一个坚定的技术基础，也为侧钻井完井提供了一种全新的完井方式。
（2）膨胀管技术能够增加套管层次、简化钻具结构、节约钻井成本，是一种更加灵活的完井方式和全新的修井方法。
（3）沙特阿美公司在HRDH钻井区域的侧钻井应用膨胀管技术取得良好的现场应用效果。有较高的推广价值。
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