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長城鉆探膨脹管技術(shù)

膨脹管是一種具有良好塑性的金屬鋼管，通過機(jī)械或者液壓的方式，使得膨脹錐在管內(nèi)軸向運(yùn)行，迫使其脹開并發(fā)生永久塑性變形。在石油領(lǐng)域中，膨脹管技術(shù)應(yīng)用日益廣泛。通過膨脹管在套管或裸眼內(nèi)膨脹，使兩者緊密貼合，達(dá)到套管修復(fù)、懸掛、裸眼封隔等目的。

長城鉆探工程技術(shù)研究院自2012年開展科技攻關(guān)，形成了三大技術(shù)系列：膨脹式尾管懸掛器技術(shù)、高承壓膨脹管補(bǔ)貼技術(shù)和膨脹管裸眼封固技術(shù)。

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膨脹式尾管懸掛器技術(shù)

利用膨脹管技術(shù)實(shí)現(xiàn)尾管懸掛與密封，解決尾管重復(fù)段密封失效難題。在遼河、大慶、長慶等油田累計(jì)應(yīng)用180余井次，最大井深4040m(懸掛點(diǎn)3360m)，最大井斜90°。2019年通過集團(tuán)公司科技成果鑒定，達(dá)到國際先進(jìn)水平。

應(yīng)用實(shí)例：保障長慶固平X井水平井 “套中固套”重復(fù)壓裂順利實(shí)施。

該井在5-1/2〞套管內(nèi)下入4-1/2〞無接箍套管，封固水平段原射孔段，實(shí)現(xiàn)井筒承壓，再進(jìn)行體積壓裂二次改造。為提高二次固井尾管頭處密封承壓強(qiáng)度，保證壓裂施工效果，使用5-1/2〞× 4-1/2〞膨脹式尾管懸掛器，保障該井實(shí)施橋射聯(lián)作體積重復(fù)壓裂。后期壓裂施工壓力45MPa，為國內(nèi)首次通過在水平井下入4寸半套管重建新井筒。

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高承壓膨脹管補(bǔ)貼技術(shù)

利用膨脹管的膨脹性能在井下對(duì)套管損壞處進(jìn)行“補(bǔ)貼”和密封，達(dá)到修復(fù)損壞套管的目的。該技術(shù)在遼河、長慶、山西煤層氣等油氣田累計(jì)實(shí)施100余井次，補(bǔ)貼長度累計(jì)達(dá)到2000m。承壓最高90MPa，補(bǔ)貼段最長68m，施工井段最深3841m，井斜最高90°，溫度最高350℃。

應(yīng)用實(shí)例1：煤層氣老井封堵調(diào)層

2022年對(duì)煤層氣郝X井的2段射孔段進(jìn)行補(bǔ)貼，為下部層位射孔、壓裂試氣做準(zhǔn)備。補(bǔ)貼后內(nèi)通徑103mm，承壓>60MPa，后續(xù)壓裂工作壓力39.1-43.6MPa，平均排量14.0m3/min。近年來在中油煤總共施工13口井24段。

應(yīng)用實(shí)例2：頁巖氣井套損修復(fù)

頁巖氣井威X的生產(chǎn)套管存在2處套損，井筒條件不能滿足后期體積壓裂作業(yè)要求，無法投產(chǎn)。使用高承壓膨脹管補(bǔ)貼技術(shù)，成功補(bǔ)貼兩處套損，補(bǔ)貼后井筒試壓至90MPa，后續(xù)體積壓裂泵壓最高達(dá)97.8MPa。創(chuàng)國內(nèi)密封承壓紀(jì)錄，保障該井完成1400m水平段橋射聯(lián)作體積壓裂。

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膨脹管裸眼封固技術(shù)

長城鉆探自主研發(fā)的高膨脹率裸眼封固技術(shù)，利用膨脹套管在井下膨脹形成機(jī)械式“人工井壁”，對(duì)多壓力體系鉆井過程中易漏、易塌等復(fù)雜地層進(jìn)行封固。采用液壓變徑膨脹錐、外加厚式膨脹螺紋、多級(jí)壓力系統(tǒng)等創(chuàng)新設(shè)計(jì)。2016年度入選中國石油十大科技進(jìn)展，累計(jì)施工長度680米。