【簡(jiǎn)介:】3.2.1 實(shí)體膨脹管
實(shí)體膨脹管技術(shù)是通過(guò)機(jī)械的或液壓的方式使膨脹錐受壓或受拉從管柱中穿過(guò),使膨脹管柱內(nèi)徑發(fā)生永久性膨脹的技術(shù)。大多數(shù)實(shí)體膨脹管技術(shù)應(yīng)用在的管柱。膨脹
3.2.1 實(shí)體膨脹管
實(shí)體膨脹管技術(shù)是通過(guò)機(jī)械的或液壓的方式使膨脹錐受壓或受拉從管柱中穿過(guò),使膨脹管柱內(nèi)徑發(fā)生永久性膨脹的技術(shù)。大多數(shù)實(shí)體膨脹管技術(shù)應(yīng)用在的管柱。膨脹率一般為10%~30%。
(1)裸眼可膨脹尾管(OHL)系統(tǒng)
可膨脹裸眼尾管系統(tǒng)(圖3.3)技術(shù)有3方面的作用:①深井鉆井時(shí)需要多開(kāi),表層套管使用大直徑套管成本太高,使用可膨脹裸眼尾管系統(tǒng)可以使表層套管使用較小直徑的套管,從而降低套管成本;②隨著井眼不斷加深、套管的尺寸越來(lái)越小,如果采用膨脹管就能減小井眼的錐度,維持井徑和套管內(nèi)徑,從而提高鉆井效率;以達(dá)到鉆更小、更深的井眼而使生產(chǎn)套管具有更大的直徑,這將有利于提高油氣產(chǎn)量;③可膨脹裸眼尾管使常規(guī)井身結(jié)構(gòu)應(yīng)用于探井,作為一種節(jié)省投資的應(yīng)急措施,可膨脹管裸眼尾管膨脹后的直徑大于用卡瓦固定的尾管直徑,所以這將有利于把探井轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪?jīng)濟(jì)意義的生產(chǎn)井。
(2)套管井可膨脹尾管(CHL)系統(tǒng)
套管井可膨脹尾管有以下3方面的作用:①用于修補(bǔ)老井或套損井中的套管,這種用途對(duì)于修補(bǔ)長(zhǎng)段的套管腐蝕、漏失以及進(jìn)行側(cè)鉆和加深鉆井施工有重要意義;②用來(lái)封堵常規(guī)方法(如擠水泥)封堵失敗的射孔層段,還可以阻斷完全沒(méi)有必要的出水或產(chǎn)氣,用來(lái)調(diào)剖,從而實(shí)施對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)井和注水井的控制;③也可以用作補(bǔ)貼套管,用來(lái)修補(bǔ)漏失套管或錯(cuò)斷套管。將膨脹管作為內(nèi)襯管,而套管的縮徑很小,并能滿足在襯管下面繼續(xù)鉆進(jìn)。
(3)OHC可膨脹套管系統(tǒng)
OHC(Open-Hole Clad)可膨脹套管系統(tǒng)利用彈性物噴涂技術(shù)在膨脹管外面噴涂了一層特殊的彈性材料,利用彈性材料的彈性加強(qiáng)管體與井壁的密封,可進(jìn)行層間封隔。用于裸眼井的膨脹套管系統(tǒng)由于噴涂了特殊的彈性材料,因此應(yīng)用范圍廣。例如,能使水平井生產(chǎn)層段的地層保持穩(wěn)定。在裸眼中,該系統(tǒng)可以跨過(guò)泥漿漏失嚴(yán)重的地層安裝,防止漏失的發(fā)生。該系統(tǒng)由能滿足被隔離裸眼井段長(zhǎng)度的膨脹套管和一段預(yù)膨脹管組成,其中的預(yù)膨脹管為浮動(dòng)裝置和擴(kuò)管錐提供了壓力腔室。在膨脹套管的兩端有錨定懸掛接頭,附帶的膨脹懸掛器可以沿膨脹套管的長(zhǎng)度方向安裝在任意位置,密封住目的裸眼井段。由于該系統(tǒng)僅僅覆蓋住有問(wèn)題的井段,無(wú)需密封全部裸眼井段,因此可以節(jié)約大量費(fèi)用。
圖3.3 OHL可膨脹套管系統(tǒng)
(4)可膨脹尾管懸掛器(ELH)
可膨脹管用作尾管懸掛器(圖3.4),與卡瓦尾管懸掛器比較:①更簡(jiǎn)單、更經(jīng)濟(jì),不是讓整個(gè)尾管膨脹,而是僅膨脹尾管的一小部分,擠壓膠圈來(lái)實(shí)現(xiàn)密封懸掛,形成尾管懸掛器;②可膨脹尾管懸掛器系統(tǒng)壽命長(zhǎng),維修費(fèi)用減少;③可膨脹尾管懸掛器系統(tǒng)集卡瓦懸掛器與封隔器功能于一身,可在坐封過(guò)程中和整個(gè)工作期間防止環(huán)空漏失,節(jié)省用于水泥、尾管懸掛器、封隔器有關(guān)的費(fèi)用,統(tǒng)計(jì)資料顯示:卡瓦懸掛器由于坐封失效而出現(xiàn)漏失的概率高達(dá)45%~60%,但是可膨脹尾管懸掛器可有效地防止這種漏失;④在膨脹懸掛過(guò)程中,膨脹錐不但能起到膨脹懸掛器的進(jìn)行懸掛的作用,還可以在對(duì)懸掛器的內(nèi)表面的膨脹摩擦過(guò)程中起到磨光作用,懸掛坐封懸掛器不但開(kāi)口大而且內(nèi)表面光滑,有利于各種后續(xù)作業(yè)。
圖3.4 膨脹管懸掛器與卡瓦尾管懸掛器
3.2.2 可膨脹割縫管(EST)
可膨脹割縫管(圖3.5)是殼牌公司于20世紀(jì)90年代中期研制的一種用于復(fù)雜井段鉆井與完井的一種新型專利產(chǎn)品。這種管材有一系列交錯(cuò)排列且相互重疊的軸向割縫,其管體比實(shí)體膨脹管易于膨脹。在完井作業(yè)中,膨脹割縫管采取從下向上膨脹的方式,在鉆井作業(yè)中,則采取從上向下膨脹的方式。通常,膨脹割縫管徑向膨脹率為50%,軸向縮短率不到l%。另外,割縫的形狀,膨脹錐錐角和錐底直徑的合理配置可以使可膨脹割縫管膨脹后的實(shí)際直徑比膨脹錐自身大10%,并且可膨脹割縫管膨脹時(shí)所需的膨脹力相對(duì)較小。
圖3.5 膨脹割縫管
常見(jiàn)的有可膨脹防砂管(ESS)、裸眼井襯管(ABL)、可膨脹完井襯管(ECL)。
(1)可膨脹防砂管(ESS)
可膨脹防砂篩管技術(shù)由于其操作簡(jiǎn)單,防砂可靠性高,已經(jīng)在工業(yè)中得到較廣泛的應(yīng)用。小直徑設(shè)計(jì)使可膨脹篩管能夠在各種不同的裸眼井使用,甚至能夠在高彎曲井和水平井中使用??膳蛎浭礁羁p管主要包括3個(gè)部分:割縫中心管、中間過(guò)濾層和保護(hù)外套。在膨脹作業(yè)過(guò)程中,錐形膨脹工具被推入篩管,使可膨脹管膨脹,中心管和保護(hù)外套結(jié)合在一起緊貼井壁,從而達(dá)到要求的篩管外徑,消除了篩管和井壁之間的環(huán)隙空間。
可膨脹防砂篩管的主要優(yōu)點(diǎn)有:①能夠提供較大的過(guò)流面積,降低篩管堵塞和腐蝕的幾率;②操作簡(jiǎn)單;③比一般的防砂篩管具有更大的內(nèi)徑,改善了井中尤其是水平井中流體的流動(dòng)狀態(tài),同時(shí)易于下入修井工具;④在裸眼井中,能夠消除篩管和井壁之間的環(huán)隙空間,因此可穩(wěn)定井壁,減少砂的移動(dòng),降低出砂幾率。
(2)可膨脹裸眼井襯管(ABL)
在鉆探更深的過(guò)壓地層、枯竭地層或易塌易漏地層時(shí),現(xiàn)在的技術(shù)是采用不同直徑的鉆頭,并以不同直徑的套管層層封固完成。所以,井越深,套管層次越多,井眼直徑就越大;反之,如果直徑一定,最終的井眼直徑就越小,這就有可能鉆不到目的層或者即使鉆到目的層,但井眼太小,滿足不了開(kāi)采及后續(xù)修井、增產(chǎn)等作業(yè)。水泥固封可膨脹割縫襯管是一種可使井眼直徑不變的金屬-巖石膨脹技術(shù),可以克服上述的一些問(wèn)題。
(3)可膨脹完井襯管(ECL)
目前的可膨脹完井襯管技術(shù)已經(jīng)可以部分取代常規(guī)的割縫管完井技術(shù)、射孔完井技術(shù)。該技術(shù)能夠加固井壁,選擇性分隔開(kāi)采,降低井眼直徑。具有如下優(yōu)點(diǎn):①提高油田產(chǎn)量;②在一些油田,大井眼可以提高過(guò)流面積,因此產(chǎn)量也就越高;③延長(zhǎng)新老油井的開(kāi)采期限;④通過(guò)向井眼中下入分隔器可進(jìn)行選擇性堵水;⑤適用范圍廣,井眼直徑從之間都可使用可膨脹襯管完井。
可膨脹完井襯管尤其適用于側(cè)鉆井過(guò)程中水泥固井和射孔完井困難時(shí)采用。
3.2.3 可膨脹波紋管技術(shù)
可膨脹波紋管技術(shù)(圖3.6)目前發(fā)展的較快,已經(jīng)形成3種技術(shù):
1)裸眼井復(fù)雜層段封隔技術(shù)。用于封堵漏層、水層、高壓層等復(fù)雜地層的封堵,減少了井身結(jié)構(gòu)的錐度,保持井眼穩(wěn)定。
2)套管修補(bǔ)膨脹技術(shù),套管補(bǔ)貼作業(yè)。尤其適合修補(bǔ)大段損壞套管,這一用途對(duì)于修補(bǔ)大段的已腐蝕套管以及進(jìn)行側(cè)鉆和加深鉆井作業(yè)特別有利。
3)裸眼井尾管技術(shù),可以將橡膠密封和可膨脹波紋管組合成一體進(jìn)行尾管膨脹密封作業(yè)。
可膨脹波紋管的施工工藝較可膨脹實(shí)體管簡(jiǎn)單,關(guān)鍵技術(shù)是管材的研制和管與管連接的焊接工藝。可膨脹實(shí)體管和可膨脹波紋管相比所需要的配套工具和附件較多,并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,管材成本和施工成本很高。優(yōu)點(diǎn)是膨脹后具有較高的機(jī)械強(qiáng)度,適應(yīng)范圍廣。
圖3.6 可膨脹波紋管
3.2.4 可膨脹防砂篩管(ESS)
Weatherford公司的子公司Petroline公司于1999年推出了可膨脹防砂篩管技術(shù)(圖3.7)。在作業(yè)過(guò)程中,膨脹錐推入防砂篩管中,使膨脹防砂篩管膨脹,中心管和保護(hù)外套結(jié)合在一起膨脹,從而達(dá)到設(shè)計(jì)的井筒直徑。在篩管的膨脹過(guò)程中,由三層隔膜組成的重疊式過(guò)濾層中間層發(fā)生徑向滑移,另外兩層則發(fā)生軸向滑移,直到防砂篩管達(dá)到理想的直徑。
ESS包括3個(gè)主要部分:可膨脹割縫中心管、重疊式復(fù)合過(guò)濾層、可擴(kuò)張式保護(hù)外管。
可膨脹防砂篩管的特點(diǎn)如下:①適用于各種井筒條件:可膨脹防砂篩管膨脹后,直徑增加一倍,適用于各種情況的井筒,此外由于篩管的原有直徑較小,在作業(yè)時(shí)能順利下到指定的坐放位置;②提高井眼利用空間:通常情況下,利用可膨脹防砂篩管作業(yè)的井筒,作業(yè)后的井筒直徑僅縮小25.4mm;③降低裸眼井和套管井的壓降:可膨脹防砂篩管應(yīng)用在裸眼井中可阻止砂粒運(yùn)移,防止防砂篩管堵塞,避免井筒內(nèi)壓力上升;在套管井的應(yīng)用中,由于可膨脹防砂篩管縮短了地層流體從地層向篩管的流動(dòng)路程,可以降低壓差;④降低生產(chǎn)成本:在有多個(gè)產(chǎn)層的油氣藏開(kāi)發(fā)中。采用可膨脹防砂篩管技術(shù)防砂,作業(yè)費(fèi)用明顯比傳統(tǒng)的礫石充填作業(yè)費(fèi)用少,因此可大幅度降低油井的生產(chǎn)成本。
圖3.7 可膨脹式防砂管
3.2.5 等井徑膨脹套管技術(shù)
最初,膨脹套管僅作為鉆井問(wèn)題的一種后續(xù)解決方法,例如套管補(bǔ)貼和側(cè)鉆井完井技術(shù)在油田應(yīng)用已經(jīng)成熟,但隨著該技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在已應(yīng)用于井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和鉆井方案中,在大斜度井、水平井、深井和熱采井中廣泛應(yīng)用,并獲得業(yè)內(nèi)的廣泛認(rèn)可。等井徑膨脹套管技術(shù)作為國(guó)際膨脹套管技術(shù)和井身結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向,可以實(shí)現(xiàn)無(wú)內(nèi)徑損失鉆進(jìn),極大地推動(dòng)鉆井技術(shù)的發(fā)展。
經(jīng)濟(jì)分析表明,使用膨脹套管來(lái)減小上部井眼的尺寸可以提高機(jī)械鉆速、節(jié)省井口設(shè)備、鉆井液、循環(huán)時(shí)間、水泥、鉆頭和平臺(tái)占用費(fèi)。殼牌公司認(rèn)為單一井徑油井是油氣工業(yè)的一大突破。它將降低44%的鉆井液用量、42%的水泥用量、38%的套管用量和59%的鉆屑生成量。在海上鉆井和建井中可節(jié)省33%~48%的建井費(fèi)用。
等井徑膨脹套管技術(shù)是指在鉆井過(guò)程中盡可能始終采用某一種鉆頭及鉆具規(guī)格,在全井鉆進(jìn)過(guò)程中保持某一種井眼尺寸的鉆井方法,這是在可膨脹裸眼尾管系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,其技術(shù)基礎(chǔ)是膨脹套管技術(shù)。該技術(shù)的發(fā)展使未來(lái)鉆井可以達(dá)到更大的深度及完井井眼尺寸,盡可能縮短鉆井周期并節(jié)約鉆井成本。
(1)等井徑膨脹套管系統(tǒng)分類
等井徑膨脹套管系統(tǒng)包括等井徑裸眼補(bǔ)貼系統(tǒng)(圖3.8)和等井徑裸眼尾管系統(tǒng)(圖3.9)。
1)等井徑裸眼補(bǔ)貼系統(tǒng)可用于封堵裸眼地層垮塌或漏失等復(fù)雜層段,其特點(diǎn)是:可以通過(guò)補(bǔ)貼段進(jìn)行多段漏失層的補(bǔ)貼而保持同樣的內(nèi)通徑;地層的封隔無(wú)需回接到上層技術(shù)套管內(nèi);對(duì)于漏失地層、高壓地層及垮塌地層等具有非常有效的封堵效果,可以在不下入套管的情況下,降低鉆穿復(fù)雜地層時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。
2)等井徑裸眼尾管系統(tǒng)是等井徑膨脹套管系統(tǒng)的發(fā)展方向,通過(guò)等井徑裸眼尾管系統(tǒng)改變井身結(jié)構(gòu),從而獲得全井下套管具有同一尺寸的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)。等井徑裸眼尾管系統(tǒng)能避免鉆井過(guò)程中擴(kuò)大井身結(jié)構(gòu),可解決漏失地層、高壓地層、薄層流失地層等復(fù)雜地層的鉆井難題。要獲得與先前相同尺寸的井眼,用同尺寸的鉆頭繼續(xù)鉆進(jìn),可以通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn):一是采用特大尺寸套管鞋設(shè)計(jì);二是膨脹套管和基礎(chǔ)套管的重疊段發(fā)生過(guò)度膨脹。
(2)等井徑膨脹套管系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)
等井徑技術(shù)是石油天然氣領(lǐng)域的一個(gè)重大突破,該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)在不減小井眼內(nèi)徑的條件下安裝多層同尺寸的鉆井襯管管柱。采用該技術(shù)是實(shí)現(xiàn)全井采用同一尺寸套管的最佳技術(shù)途徑,形成的井身結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)井身結(jié)構(gòu)相比,其優(yōu)勢(shì)是:
1)有助于地面設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化。在深海和深井鉆井作業(yè)中,大量的時(shí)間花費(fèi)在鉆臺(tái)上,如更換底部鉆具組合、從鉆臺(tái)上甩鉆桿和吊鉆桿、防噴器組的尺寸受所設(shè)計(jì)的入井套管柱的限制等。采用等井徑鉆井技術(shù)可以將不同尺寸的地面設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化,可以使用一種尺寸的鉆柱和鉆頭,縮小防噴器組的尺寸,從而大大降低一口井的鉆井、完井費(fèi)用。
2)有利于環(huán)保并減少總建井投資成本。因?yàn)椴恍枰氯攵鄬哟蟪叽缣坠?,用小型鉆機(jī)鉆井即可,因而等井徑系統(tǒng)能明顯地降低環(huán)境影響,同時(shí)減少對(duì)材料的消耗。據(jù)報(bào)道,采用等井徑鉆井技術(shù)平均每口井可節(jié)省44%的鉆井液用量,降低42%的套管質(zhì)量,節(jié)約42%的固井水泥,節(jié)省59%的巖屑處理費(fèi)用。
3)有利于海洋和陸地的作業(yè)安全。常規(guī)作業(yè)中,在設(shè)備處理過(guò)程經(jīng)常會(huì)造成人身傷害,等井徑鉆井技術(shù)雖不能取消這些作業(yè),但可明顯減小處理設(shè)備的尺寸,獲得更安全的工作環(huán)境。
4)有望顯著拓展現(xiàn)有的鉆探區(qū)域,大大提高油藏的采收率,促進(jìn)油田的經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)和其他技術(shù)的發(fā)展。等井徑技術(shù)實(shí)現(xiàn)在中部及上部井段井徑縮小,且能維持或增大完井尺寸,在現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施下增加油井?dāng)?shù)量,并經(jīng)濟(jì)地開(kāi)發(fā)更深的油藏,也可協(xié)作進(jìn)行多分支井和智能井的建設(shè),促進(jìn)多分支井和智能井技術(shù)的發(fā)展。
等井徑膨脹套管技術(shù)可以在不損失井眼內(nèi)徑的條件下以套管將地層與井筒隔離,達(dá)到封堵地層的目的,因而可以顯著改善鉆井過(guò)程中由于復(fù)雜地層壓力體系因素所造成的井眼減小問(wèn)題,特別適用于鉆達(dá)要求的目標(biāo)面臨挑戰(zhàn)的深水和深井作業(yè)。
圖3.8 等井徑裸眼補(bǔ)貼系統(tǒng)施工程序
圖3.9 4種井身結(jié)構(gòu)對(duì)比
(3)等井徑膨脹管系統(tǒng)
目前,國(guó)外對(duì)等井徑膨脹套管系統(tǒng)的研究主要為Enventure環(huán)球技術(shù)公司的等直徑系統(tǒng)(Mono Diameter)、Weatherford公司的等徑井眼系統(tǒng)(Mono Bore)以及Baker Oil Tools公司的Lin EXX等井徑系統(tǒng)。1999年,Enventure公司率先提出等井徑膨脹套管系統(tǒng)的理念;2002年,殼牌公司和Enventure公司在南得克薩斯州的1口氣井中成功進(jìn)行了等井徑膨脹套管鉆井的原理性試驗(yàn);2004年,殼牌公司和Enventure公司完成了等井徑系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)綜合試驗(yàn),取得等井徑建井程序的重大進(jìn)展;2007年,Enventure公司完成了真正意義上的等井徑技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。
1)Mono Diameter系統(tǒng)
Mono Diameter系統(tǒng)包括原套管底部過(guò)度膨脹段、膨脹套管管柱及其底部進(jìn)行過(guò)度膨脹產(chǎn)生一個(gè)喇叭口狀重疊區(qū),重疊區(qū)用于回接下層膨脹套管,保證井眼內(nèi)徑零損失。目前,Enventure環(huán)球技術(shù)公司唯一可以實(shí)現(xiàn)等井徑膨脹套管重疊區(qū)的設(shè)計(jì)及膨脹。
Mono Diameter等井徑系統(tǒng)可以完全消除井眼錐度的影響,膨脹套管及其與之重疊的基礎(chǔ)套管部分均發(fā)生膨脹形成一個(gè)連續(xù)內(nèi)徑。等井徑膨脹套管的重疊段是獲得更高膨脹率的決定性因素。例如,在Φ298.45mm標(biāo)準(zhǔn)套管內(nèi)下入Φ244.475mm等井徑膨脹套管,內(nèi)徑膨脹至Φ264.16mm(10.4in),要求基礎(chǔ)套管膨脹率為17%,重疊段膨脹率為24%,均在材料允許的膨脹率范圍之內(nèi),Φ244.475mm×Φ298.45mm膨脹套管可以作為一個(gè)可行的等井徑尺寸。另外,Φ244.475mm的等井徑膨脹套管可以連續(xù)膨脹至套管設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度。
Mono Diameter膨脹系統(tǒng)(圖3.10)是建立在裸眼井膨脹管技術(shù)基礎(chǔ)之上的,該技術(shù)所用的膨脹錐放置在1個(gè)已膨脹的錐形發(fā)射器中。由于膨脹錐放置在錐形發(fā)射器內(nèi),等井徑系統(tǒng)需要兩個(gè)不同尺寸的膨脹錐進(jìn)行兩次膨脹。Φ264.16mm(10.4in)膨脹錐可用于最初自下而上的膨脹,Φ278.13mm(10.95in)膨脹錐自上而下地運(yùn)動(dòng),膨脹等井徑膨脹套管的喇叭口狀重疊區(qū),重疊區(qū)采用膨脹懸掛器進(jìn)行懸掛密封。目前已研發(fā)出新型可變徑膨脹錐,從上而下只需進(jìn)行1次膨脹就可以完成膨脹作業(yè)。
圖3.10 Mono Diameter等井徑尾管系統(tǒng)膨脹過(guò)程
等井徑系統(tǒng)工具管柱(圖3.11)包括套管錨、加力器、擴(kuò)張器、Φ264.16mm及Φ278.13mm膨脹錐(或可變徑膨脹錐)、封隔器工具和切削工具等6個(gè)工具。
圖3.11 等井徑膨脹套管系統(tǒng)的膨脹工具組合
2)Mono Bore系統(tǒng)
Mono Bore系統(tǒng)采用Weatherford公司的Metal Skin尾管/懸掛器系統(tǒng),安裝后尾管與上層套管之間Mono Bore等井徑尾管系統(tǒng)不僅限于用原管串伴送特大尺寸管鞋,也可選用常規(guī)套管串伴送。等井徑尾管系統(tǒng)能避免鉆井過(guò)程中擴(kuò)大井身結(jié)構(gòu),可以得到與先前尺寸相同的井眼,用同尺寸的鉆頭繼續(xù)鉆進(jìn)(圖3.12,圖3.13)。
圖3.12 Weatherford公司等井徑膨脹尾管系統(tǒng)施工程序
盡管Weatherford公司已經(jīng)多次完成常規(guī)Metal Skin裸眼膨脹管系統(tǒng)安裝,但仍存在一定的內(nèi)徑損失。最新開(kāi)發(fā)的Metal Skin Mono Bore膨脹管系統(tǒng)可作為應(yīng)急措施應(yīng)用于井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,致力于開(kāi)發(fā)Φ298.45mm×Φ339.725mm裸眼膨脹管系統(tǒng)并開(kāi)展了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),但與真正的商業(yè)應(yīng)用還是相距甚遠(yuǎn)。迄今為止,Weatherford公司仍未進(jìn)行等井徑膨脹套管的現(xiàn)場(chǎng)安裝。
圖3.13 Mono Bore系統(tǒng)超大套管鞋
3)Lin EXX等徑膨脹管系統(tǒng)
貝克石油工具公司最新研制成功的Lin EXX膨脹套管系統(tǒng)采用單行程下行擴(kuò)管方法,在維持相同環(huán)空間隙的情況下來(lái)擴(kuò)展膨脹套管,使作業(yè)者可以沒(méi)有內(nèi)徑損失。該公司研發(fā)的特大尺寸套管鞋為喇叭口狀結(jié)構(gòu),可以防止井眼內(nèi)徑的損失,作為應(yīng)急預(yù)案措施,連接在上層套管底部下入井內(nèi)。內(nèi)管為玻璃纖維材料以防止水泥漿進(jìn)入,而且很容易被磨掉。套管鞋的喇叭口狀結(jié)構(gòu)是為了使膨脹管回接至上層套管上。
用較大的井眼鉆更深的探井。作為一種應(yīng)急設(shè)計(jì),該系統(tǒng)還隔離活化頁(yè)巖、鹽層和低破裂梯度地層。該系統(tǒng)在不降低井眼尺寸的條件下可以提供最優(yōu)的和經(jīng)濟(jì)有效的套管結(jié)構(gòu)。Lin EXX膨脹套管系統(tǒng)由RC9系列套管鞋、FORM lock懸掛器、Lin EXX膨脹管、FORM pac裸眼封隔器、RNX引鞋、Cat EXX膨脹系統(tǒng)6種基本組件組成。RC9系列套管鞋為一種安裝在技術(shù)套管柱上的凹形特大尺寸套管鞋,使膨脹套管可以固定在上層套管底部,固井后使用隨鉆擴(kuò)眼器或鉆頭鉆掉套管鞋。FORM pac裸眼封隔器用于不固井的套管鞋,表面敷有彈性材料,膨脹后能使RNX引鞋上面的膨脹套管與裸眼井段形成密封。
圖3.14 Lin EXX膨脹管系統(tǒng)RC9系列套管鞋
RNX引鞋安裝在Lin EXX管柱的底部用以引導(dǎo)膨脹套管進(jìn)入裸眼井段,膨脹后引鞋脫落并隨Cat E2XX系統(tǒng)一起回收到井口,也可以將其留在Lin EXX管柱內(nèi)待重新開(kāi)鉆時(shí)鉆掉(圖3.14,圖3.15)。
圖3.15 Lin EXX膨脹管系統(tǒng)膨脹施工程序
由于Mono Bore系統(tǒng)和Lin EXX系統(tǒng)均采用超大套管鞋設(shè)計(jì),等井徑膨脹套管內(nèi)嵌在超大套管鞋內(nèi),不能實(shí)現(xiàn)多段等井徑膨脹套管的嵌套式膨脹,只能實(shí)現(xiàn)一段等井徑套管的膨脹,而Enventure公司的Mono Diameter系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)喇叭口狀重疊段的過(guò)渡膨脹,可以實(shí)現(xiàn)多段膨脹套管的等井徑膨脹,進(jìn)行連續(xù)的等井徑膨脹作業(yè)。