一种组合膨胀套管及膨胀筛管的尾管完井方法技术

本发明专利技术为一种组合膨胀套管及膨胀筛管的尾管完井方法，尾管管柱上组合有膨胀套管和膨胀筛管，先后采用膨胀锥和变径膨胀工具对膨胀套管和膨胀筛管进行膨胀。实施方法是将组合膨胀套管及膨胀筛管的尾管管柱下入井内至预定位置，在液压作用下，先采用膨胀锥使膨胀套管实现膨胀，并通过橡胶环紧贴于技术套管和井眼内，对完井管柱提供悬挂密封；再采用变径膨胀工具对膨胀筛管进行膨胀至紧贴于井眼，消除了筛管与井壁的环形空间。优点在于：膨胀套管膨胀后可增大回接套管内径，便于后期采油与作业，膨胀筛管膨胀后其外壁可以紧贴于井眼，增加滤砂面积，提高筛管防砂效果，提高产能和采收率的开发效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油钻井完井
中的。
技术介绍
膨胀管技术就是将管柱下到井内，以机械或液压的方法，使管柱发生永久性塑性变形，使井眼或生产管柱的内径扩大。该技术能够增加套管层次，简化井身结构，节约钻井成本，提供一种更灵活的完井方式和全新的修井方法。，膨胀管主要包括膨胀套管和膨胀筛管两大类。目前，我国疏松砂岩油藏分布范围较广、储量大，产量占有重要的地位，油井出砂是这类油藏开采的主要矛盾。从国外应用来看，与其他防砂措施相比，膨胀筛管技术能节省费用30%，提高产能70%。尽管膨胀筛管能够适合各种套管完井井眼，以及井壁规则的裸眼井眼，但是在封堵水层和漏失层等技术难题上存在缺陷；同时膨胀筛管回接至技术套管时，一般在膨胀筛管和大通径悬挂器之间仍需连接一段普通的无节箍套管，而无节箍套管不发生膨胀，由此在管柱内形成多个台阶，不利于后期生产及作业方便。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种可以兼顾膨胀套管和膨胀筛管的技术优势，克服膨胀筛管对水层的敏感性，以及回接套管内径受限的缺陷，有效增大整体生产管柱的内径，在增加防砂效果和生产能力的同时，也对水层加以封隔的组合膨胀套管及膨胀筛管的尾管完井方法。本专利技术技术方案包括: (一)完井管柱的装配:在膨胀套管I下端部预先扩径后插入启动装置6，中心管9穿过膨胀套管I与启动装置6相连，膨胀套管I底端通过转换接头3和膨胀筛管2相连，在膨胀筛管2的底部连接引鞋12 ;其中，膨胀套管I外壁上间隔设置着多段橡胶环5，启动装置6与膨胀套管I内壁形成滑动膨胀配合，启动装置6最大外径与膨胀套管I的壁厚之和略小于技术套管4的内径，启动装置6最大外径与橡胶环5和膨胀套管I的壁厚之和略大于技术套管4的内径。(二)其施工过程是:首先，钻井井眼11完成后，采用启动装置6悬挂和中心管9伴送，将完井管柱中的启动装置6下入到井下技术套管4的底部位置；第二步，开启启动装置6，启动装置6沿膨胀套管I底部上行，使膨胀套管I发生径向塑性扩径膨胀后，膨胀套管I外壁上间隔设置的多段橡胶环5与井眼11和技术套管4结合，实现完井管柱的扩径和悬挂；第三步，起出启动装置6及中心管9，再下入变径膨胀工具10至膨胀筛管2顶部；第四步，通过液压使变径膨胀工具10实现变径，同时采用机械加压方式对膨胀筛管2进行从上而下膨胀，膨胀后膨胀筛管2紧贴于井眼11 ;最后起出变径膨胀工具10，完成完井管柱的膨胀作业。所述的启动装置6是在中心管9的下部连接密封堵头8，密封堵头8向上间隔设置膨胀锥7后形成膨胀腔16，其间隔处设置与中心管9内部贯通的径向导流管17，膨胀锥7为上窄下宽的锥体通孔结构，密封堵头8底部设置与金属球配合的球座通孔，膨胀锥7和密封堵头8分别与膨胀套管I形成密封配合。根据前述启动装置的施工过程是:将完井管柱中的启动装置6下入到井下技术套管4的底部位置后，从井口通过中心管9内投入一金属球，坐封到安装在启动装置6内的密封堵头8上的球座后，形成密封腔；然后从井口通过中心管9泵入流体，流体经过中心管9上的径向导流管17进入膨胀腔16，随着流体的泵入，膨胀腔16内的压力升高，当压力达到膨胀套管I的额定膨胀压力时，推动膨胀锥7沿着中心管9向上做轴向滑动，膨胀锥7将膨胀套管I及橡胶环5径向膨胀，使膨胀套管I产生径向永久性塑性变形，使硫化在膨胀套管I上的多段橡胶环5被压缩在膨胀套管I外的环空内。上述方案中，所述的橡胶环5采用遇油遇水自膨胀橡胶；所述的膨胀筛管2包括膨胀基管13、过滤筛网14和保护外罩15三层结构，膨胀基管13上均匀加工有缝槽，过滤筛网14彼此部分重叠，夹在膨胀基管13和保护外罩15中间，其过滤孔径在膨胀筛管2膨胀过程中保持不变。本专利技术的优点在于: 1、膨胀套管膨胀后可增大回接套管内径，便于后期采油与作业； 2、膨胀套管上的橡胶环采用遇水自膨胀橡胶，膨胀后保证橡胶环与技术套管和井眼紧密接触，从而起到封隔复杂层和尾管头防窜的目的； 3、膨胀筛管采用变径膨胀工具，膨胀后其外壁可以紧贴于井眼，消除了筛管与井壁的环形空间，具有较大的通径尺寸，增大油流面积，增加滤砂面积，提高筛管防砂效果； 4、膨胀筛管具有最大的内外径比和较强的弯曲能力，适用于各种裸眼井眼的防砂，结合膨胀套管，更好地保护油气藏、提高产能和采收率的开发效果。附图说明图1是本专利技术一种应用实施例在膨胀前完井管柱示意图 图2是膨胀套管膨胀坐挂部分局部放大示意图 图3是膨胀套管膨胀后管柱示意图 图4是膨胀筛管膨胀过程中示意图 图5是本专利技术完成膨胀后管柱示意图 图6是膨胀筛管膨胀前后截面对比图，左图为膨胀前截面图，右图为膨胀后截面图。1.膨胀套管2.膨胀筛管3.转换接头4.技术套管5.橡胶环6.启动装置7.膨胀锥8.密封堵头9.中心管10.变径膨胀工具11.井眼 12.引鞋13.膨胀基管14.过滤筛网15.保护外罩16.膨胀腔 17.径向导流管。具体实施例方式现结合说明书附图1-6对本专利技术作进一步的描述。实施例1: 完井管柱的装配:在膨胀套管I下端部预先扩径后插入启动装置6，中心管9穿过膨胀套管I与启动装置6相连，膨胀套管I底端通过转换接头3和膨胀筛管2相连，在膨胀筛管2的底部连接引鞋12 ;其中，膨胀套管I外壁上间隔设置着多段橡胶环5，启动装置6与膨胀套管I内壁形成滑动膨胀配合，启动装置6最大外径与膨胀套管I的壁厚之和略小于技术套管4的内径，启动装置6最大外径与橡胶环5和膨胀套管I的壁厚之和略大于技术套管4的内径。其施工过程是:首先，钻井井眼11完成后，采用启动装置6悬挂和中心管9伴送，将完井管柱中的启动装置6下入到井下技术套管4的底部位置；第二步，开启启动装置6(即直接提拉中心管9)，启动装置6沿膨胀套管I底部上行，使膨胀套管I发生径向塑性扩径膨胀后，膨胀套管I外壁上间隔设置的多段橡胶环5与井眼11和技术套管4结合，实现完井管柱的扩径和悬挂；第三步，起出启动装置6及中心管9，再下入变径膨胀工具10至膨胀筛管2顶部；第四步，通过液压使变径膨胀工具10实现变径，同时采用机械加压方式对膨胀筛管2进行从上而下膨胀，膨胀后膨胀筛管2紧贴于井眼11 ;最后起出变径膨胀工具10，完成完井管柱的膨胀作业。实施例2:在实施例1的基础上，所述的启动装置6是在中心管9的下部连接密封堵头8，密封堵头8向上间隔设置膨胀锥7后形成膨胀腔16，其间隔处设置与中心管9内部贯通的径向导流管17，膨胀锥7为上窄下宽的锥体通孔结构，密封堵头8底部设置与金属球配合的球座通孔，膨胀锥7和密封堵头8分别与膨胀套管I形成密封配合。按照前述启动装置的施工过程是:将完井管柱中的启动装置6下入到井下技术套管4的底部位置后，从井口通过中心管9内投入一金属球，坐封到安装在启动装置6内的密封堵头8上的球座后，形成密封腔；然后从井口通过中心管9泵入流体，流体经过中心管9上的径向导流管17进入膨胀腔16，随着流体的泵入，膨胀腔16内的压力升高，当压力达到膨胀套管I的额定膨胀压力时，推动膨胀锥7沿着中心管9向上做轴向滑动，膨胀锥7将膨胀套管I及橡胶环5径向膨胀，使膨胀套管I产生径向永久性塑性变形，使硫化在膨胀套管I上的多段橡胶环5被压缩在膨胀套管I外的环空内。其他过程与实施例1相同。上述实施例中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合膨胀套管及膨胀筛管的尾管完井方法，其特征是该方法包括：（一）完井管柱的装配：在膨胀套管[1]下端部预先扩径后插入启动装置[6]，中心管[9]穿过膨胀套管[1]与启动装置[6]相连，膨胀套管[1]底端通过转换接头[3]和膨胀筛管[2]相连，在膨胀筛管[2]的底部连接引鞋[12]；其中，膨胀套管[1]外壁上间隔设置着多段橡胶环[5]，启动装置[6]与膨胀套管[1]内壁形成滑动膨胀配合，启动装置[6]最大外径与膨胀套管[1]的壁厚之和略小于技术套管[4]的内径，启动装置[6]最大外径与橡胶环[5]和膨胀套管[1]的壁厚之和略大于技术套管[4]的内径；（二）其施工过程是：首先，钻井井眼[11]完成后，采用启动装置[6]悬挂和中心管[9]伴送，将完井管柱中的启动装置[6]下入到井下技术套管[4]的底部位置；第二步，开启启动装置[6]，启动装置[6]沿膨胀套管[1]底部上行，使膨胀套管[1]?发生径向塑性扩径膨胀后，膨胀套管[1]外壁上间隔设置的多段橡胶环[5]与井眼[11]和技术套管[4]结合，实现完井管柱的扩径和悬挂；第三步，起出启动装置[6]及中心管[9]，再下入变径膨胀工具[10]至膨胀筛管[2]顶部；第四步，通过液压使变径膨胀工具[10]实现变径，同时采用机械加压方式对膨胀筛管[2]进行从上而下膨胀，膨胀后膨胀筛管[2]紧贴于井眼[11]；最后起出变径膨胀工具[10]，完成完井管柱的膨胀作业。...

【技术特征摘要】
1.一种组合膨胀套管及膨胀筛管的尾管完井方法，其特征是该方法包括: (一)完井管柱的装配:在膨胀套管[I]下端部预先扩径后插入启动装置[6]，中心管[9]穿过膨胀套管[I]与启动装置[6]相连，膨胀套管[I]底端通过转换接头[3]和膨胀筛管[2]相连，在膨胀筛管[2]的底部连接引鞋[12];其中，膨胀套管[I]外壁上间隔设置着多段橡胶环[5]，启动装置[6]与膨胀套管[I]内壁形成滑动膨胀配合，启动装置[6]最大外径与膨胀套管[I]的壁厚之和略小于技术套管[4]的内径，启动装置[6]最大外径与橡胶环[5]和膨胀套管[I]的壁厚之和略大于技术套管[4]的内径；(二)其施工过程是:首先，钻井井眼[11]完成后，采用启动装置[6]悬挂和中心管[9]伴送，将完井管柱中的启动装置[6]下入到井下技术套管[4]的底部位置；第二步，开启启动装置[6]，启动装置[6]沿膨胀套管[I]底部上行，使膨胀套管[I]发生径向塑性扩径膨胀后，膨胀套管[I]外壁上间隔设置的多段橡胶环[5]与井眼[11]和技术套管[4]结合，实现完井管柱的扩径和悬挂；第三步，起出启动装置[6]及中心管[9]，再下入变径膨胀工具[10]至膨胀筛管[2]顶部；第四步，通过液压使变径膨胀工具[10]实现变径，同时采用机械加压方式对膨胀筛管[2]进行从上而下膨胀，膨胀后膨胀筛管[2]紧贴于井眼[11];最后起出变径膨胀工具[10]，完成完井管柱的膨胀作业。2.根据权利要求1所述的组合膨胀套管及膨胀筛管的尾管完井方法，其特征是:所述的启动装置[6]是...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈琛，唐明，唐成磊，朱海波，马建忠，彭志刚，宁学涛，吴柳根，朱万胜，滕照正，蔡鹏，沈学祥，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院，
类型：发明
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