摘要：膨胀套管技术由美国科学家在八十年代初期首次提出，数年后在实际生产中全面推广。我国1991年引入该项技术，经过几十年的不断完善发展，形成现今我国钻井完井工程中普遍使用的膨胀套管技术。该技术的核心目的是通过下放膨胀管设备，并施加对应的外作用力，从而扩大井眼和生产管线的内径从而达成生产需求。钻井施工中，在复杂地质环境下受到油层压力以及油层漏失等现象影响，难以保障井眼直径符合施工要求，膨胀套管技术可以有效缓解优化桑树问题课题研究由此出发，深入分析探讨我国膨胀套管技术现状以及应用现状，针对普遍存在的问题与弊端展开分析探讨，并基于我国钻井施工实际情况提出对应的优化完善策略。旨在为我国钻井技术的研究提供借鉴。
关键词：膨胀套管；裸眼封堵；井身结构优化
一、前言
伴随我国石油资源的逐步生产开发，现阶段油层的已经进入了开采末期。为了满足我国社会经济发展对石油资源的需求，石油企业逐步开展了向深部地层以及难动用区块的开发研究。但在地质环境相对复杂或油藏深度较高的钻井施工中，常规的钻井工艺存在一定的问题与弊端，不足以满足油藏开采对钻井技术的需求。
（一）钻井难题
在针对复杂地质环境或油藏深度较高的钻井施工中，常规钻井技术无法有效的平衡井下的压力体系，导致钻井施工的多个环节受到影响，后续钻井施工进展缓慢，钻井质量也受到影响，常规钻井施工主要采油化学堵漏、承压或下技套的方法进行井下压力平衡，但上述技术伴随施工深度的不断增加，其作用效果逐渐下降，在一定深度范围外的钻井施工中平衡压力效果较差。同时在身油藏的侧钻井施工中，井眼尺寸大小融到严重限制，油气在复杂层位的下套管分隔后，井眼大小难以扩大，对后续的施工以及采油工作带来了巨大的影响。
（二）完井难题
在传统的钻井施工中，为了降低综合施工成本，提高施工稳定性，会在施工中使用侧钻井技术，来增加井深。但在复杂地质环境下的钻井施工中，上述工艺很难顺利施展，受井深决定，传统钻井工艺井眼大小严重受限，内径不足以满足后续射孔、防砂、采油等作业的要求，影响整体开发效果。
膨胀套管技术是针对上述问题研发的钻井新技术之一，通过下放对应的膨胀管设备，并提供拉力、压力等外作用力，让管柱发生形变，从而扩大井眼大小，对上述问题有着良好的缓解作用。该技术可以实现井身形状的优化，改变井深结构比例，使其实现更深钻井的目的。其次，可以实现在不扩大套管外部直径的前提下，最大限度扩大内径，在封隔缩径、坍塌、井漏等现象发生时，能起到封隔复杂地形全面提高钻井安全的效果。
二、膨胀套管技术现状
膨胀套管技术的原型是钢管和螺纹的冷扩张工艺，将该车间使用的扩张工艺结合井下施工环境进行对应改变，逐渐发展形成了现如今使用的膨胀套管技术。该技术是现阶段复杂钻井施工中的核心钻井技术也是高难度钻井施工技术之一。技术全球石油工程技术市场的统计数据来看，膨胀套管技术经过20余年的不断完善发展以及趋于成熟，在钻井、完井、修井等各个施工领域均有着广泛的应用和优秀的使用效果。该技术类别较多，延伸技术种类复杂，但基于其作用位置和功能角度主要可以分为，膨胀套管技术、膨胀筛管技术、膨胀波纹管技术、膨胀悬挂器技术、膨胀封隔器技术、膨胀扶正器技术、膨胀斜向器技术等若干类，膨胀套管技术以及膨胀封隔其技术在我国应用范围最广。
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美国与1990年将膨胀套管技术全面应用于实际生产中，首批在1500口油井钻井施工中使用，并成立膨胀套管技术研发部门，面向全球提供技术支持和优化。并逐步走向商业化。我国膨胀套管技术主要引入与美国，虽然应用较为广泛，但对技术层面的研究起步较晚，一直依赖于膨胀套管工艺的整体进口，近年来我国石油化工集团公司的钻井技术研发部门，攻克了膨胀套管材料技术、膨胀螺纹、施工工具等核心技术，逐步推出了全部自主知识产权的膨胀套管施工工艺，在一定程度上摆脱了对美国的技术依赖。我国膨胀套管技术采用先固井在膨胀的施工工艺，液压与机械相结合的膨胀方式，在裸眼井的施工中有着良好的技术表现。
三、工程技术应用效果
（一）膨胀套管完井口技术
根据前文所述，膨胀套管技术在复杂环境下的钻井施工中，可以实现对井眼的有效封堵，并扩大口径尾管，优化窗口深度等功能。对完井施工有重要的意义。我国石油企业在针对剩余油藏的开发开采中，普遍使用老井开天窗侧钻的钻井施工手段，从而实现的在预定成本范围内原油开采效果的最佳化。但在实际的施工中，完钻井直径过小在一定程度上制约了上述钻井工艺的顺利实施。膨胀套管技术的出现，有效缓解了上述问题，为侧钻井提供了全新的完井解决防范，在全面提高固井质量以及钻井施工效果的同时，也为分层开发以及机械防砂等工艺的顺利实施提供便利。
（二）膨胀套管钻井封堵技术
伴随我国石油资源的不断开采，常规油层以及进入开采末期，深油层以及超深油层等储备石油资源的开采价值逐渐升高。对超深井、复杂地质环境井的钻井施工项目较为密集。与常规井钻井相比，上述类型的钻井施工难度较高，其中较为显著的问题是无法良好解决钻井过程中的压力体系平衡问题，导致一系列施工问题出现。膨胀套管技术对于此类弊端有良好的环节作用，首先该技术可以实现长井段的井眼封堵作用，针对坍塌、井漏、高压层等复杂钻井问题有很好环节作用，其次可以优化井身结构，提高井深结构的锥度实现更深层的钻井施工。
结论
膨胀套管钻完井技术能有效解决复杂地层封 堵、井身结构优化和完井内径过小等复杂钻完井难 题， 膨胀悬挂器作为膨胀套管技术的衍生产品，有 效拓宽了悬挂器应用领域，为复杂井况条件下尾管 完井提供技术手段。
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论文作者:赵鹤
论文发表刊物:《文化时代》2019年18期
论文发表时间:2020/3/18
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