论文摘要
在油田的勘探以及开发过程中,经常会因套管磨损、腐蚀、射孔、地层塑性变形等因素而出现套管失效现象,造成油气井产量下降、产层污染,甚至可能导致油井报废。随着油田的持续开发,油水井套管损坏的问题也越来越严重。套管损坏井（简称套损井）的增加,给油田的正常生产带来严重危害。泥岩、页岩长时间遭受水力侵蚀将会膨胀发生岩体滑移或地层滑移、地壳升降等因素导致套管错断。套管的金属材料在一定化学条件下会与井下的某些物质发生化学反应而使套管产生腐蚀,造成套管漏失。为了恢复油气井的正常生产,保护油气产层,必须对错断和漏失的套管段采取补救措施。通常,主要采取挤水泥、下封隔器隔离、下4寸套管加固或套管补贴等手段。其中,套管补贴是目前最理想的补救措施之一,国内外普遍采用的套管补贴技术有:波纹管补贴技术、爆炸气压补贴技术、液压技术悬挂式补贴等。实体膨胀管补贴套管是一种新型的套管补贴技术,它不仅可以有效的补贴失效套管,而且内径缩径小、承压高、寿命长,不仅可以补贴长达数百米长度的套管,还可以用来封堵炮眼和漏失段,最重要的是它对油气产层不会产生任何损害,可以确保油气田正常生产。实体膨胀管补贴技术被认为是当今世界上最先进的套管补贴工艺技术之一。膨胀管补贴技术是近几年国内外在降低钻井成本和修复套损井方面的一项突破性技术,它的工作原理是将膨胀管柱下达到井下预定位置之后,利用膨胀锥使膨胀管发生永久性膨胀变形,利用胶圈密封紧贴在原套管上从而达到补贴套管的目的。本文对国内外期刊论文进行了仔细阅读。首先调研套管损坏的现状、套管损坏的类型以及导致套管损坏的因素,然后对各种常用的套管补贴及加固技术(高效气动自动补贴、套管爆炸补贴、51/2寸下4寸套管加固、波纹管补贴、实体膨胀管补贴等)、膨胀管的分类、膨胀管补贴的管柱结构、膨胀管补贴的工艺原理、膨胀管技术研究的发展现状进行调研和理论学习,在此基础上,建立了膨胀管的力学模型及有限元模型,对膨胀管补贴中所牵涉的关键技术环节进行了初步的机理性分析研究。分析了传统的套管钢材不能满足膨胀作业的设计膨胀要求;传统螺纹联接不能满足膨胀管补贴作业的设计密封要求;提出了偏梯形螺纹的联接方式可以满足膨胀管膨胀补贴作业的设计要求;并对这种联接方式进行了分析;利用密封橡胶来达到悬挂和密封的效果,并对膨胀锥膨胀区和锥角的大小对膨胀效果的影响进行了分析,同时通过对膨胀管补贴工艺进行了室内试验和模拟补贴试验,优化膨胀管的材质、接箍的联接方式、膨胀锥的优化、发射器的优化。并参与了膨胀管补贴的现场施工,这为论文的完成提供了丰富的现场经验