APIJ55套管的膨胀性能分析.pdfVIP

维普资讯 大 气 j- 业 ZUUb#Z月 APIj55套管的膨胀性能分析* 张建兵h 王长宁。 袁孟嘉。 (1．西安交通大学 2．长庆石油勘探局) 张建兵等 ．APIJ55套管的膨胀性能分析．天-然气工业 ，2006，26(2)：88—91． 摘 要 可膨胀的套管管材是膨胀套管技术的核心技术之一。模拟井眼中的套管膨胀力学环境 ，对 3根 国产 114．3mmAPIJ55套管(壁厚 6．35mm)在原始状态和热处理状态下分别进行 了径 向6．2 及 16．5 的膨胀试 验，对膨胀前后套管的几何精度、材料相关性能及套管的实物性能进行 了检验。发现标准API55套管在进行幅 度为 16．5 的径 向膨胀后 ，仍然具有较好 的基本性能指标 ，但 同时发现该种套管 由于材料性能方面的原因，存在变 形困难的问题，还发现套管在膨胀后抗挤强度下降显著。分析结果对于可膨胀套管管材研究具有重要参考价值。 主题词 钻井 固井 膨胀套管 API 材料 试验 膨胀套管技术是近年来在油气井建井及修井工 mmJ55套管的现实情况，决定对标准 APIJ55套管 程领域内出现的重大新兴技术之一，国外专家预言， 的膨胀性能进行试验分析研究，为下一步可膨胀套 这一技术将对钻井工程技术产生革命性的影响n]， 管研究提供参考依据。 它将彻底改变现有 的油气井井身结构设计方法 ，极 一 、 APIj55套管的膨胀试验 大地节约建井成本 ，经济有效地修复腐蚀套损井。 在钻井技术发达的美国，膨胀套管技术 已经有了近 5 试验 随机选取 了国内某企业生产的 114．3 年的应用历史。在我 国，中国石油及 中国石化的有 mm APIJ55套管 (壁厚 6．35mm)3根 ，该企业 j55 关研究机构 目前都在积极开展此项技术 的应用研 套管的熔炼分析化学成分 (内控标准)见表 1。 究 ]。 膨胀套管的基本原理基于油气井井筒内的金属 表 1 某企业 j55套管钢 的化学成分 元素 C Si Mn P S A1 管材冷扩径技术 ，通过机械挤胀的方法对下入井筒 内的管柱进行径向膨胀 ，使其发生永久塑性变形 ，从 Wt()l0．35～o+400．2O～0．351．25～1．45o．3sk：o．35}≤o．o： 而使下入井眼的管柱所引起 的可利用 的井眼直径 的 膨胀前对 3根套管的几何外形 、材料力学性能 减小达到最低限度 ]。寻求膨胀性能良好的适宜 的 等按照相关标准进行了测量检验 。对不 同热处理状 套管管材是膨胀套管技术的关键技术之一。 态下的试验结果进行对比，任选其中两根套管进行 长庆油 田积极跟踪这一世界先进技术 ，尝试采 了热处理 ，热处理温度为840-+-10℃，热处理时间为 用膨胀套管技术修复腐蚀套损井 。认为对可膨胀套 14min，出炉后空冷至常温。任选 1根进行 了热处 管管材的研究指导思想 ，主要 以满足本油 田的基本 理的套管进行径向变形量为 16．5 (内径变形量，下 需要为出发点，又要力求管材低成本 易获取。在研 同)的扩径膨胀，对另两根套管进行径 向变形量为 究思路上要循序渐进 ，首先对现有管材进行优选研 6．2 的扩径膨胀。膨胀是在 350t拉拔机上进行 究，积累认识 ，最终研究出性能满足需要的可膨胀套 的。扩径后对 3根套管的几何外形、材料力学性能 管。考虑到陇东油 田油层套管普遍采用jz『139．7 及套管实