膨胀管技术标准化体系实施效果及思考

陈 强，李 涛，韩伟业，黄守志，李益良，孙 强

中国石油勘探开发研究院 （北京 100083）

膨胀管技术标准化体系实施效果及思考

陈 强，李 涛，韩伟业，黄守志，李益良，孙 强

中国石油勘探开发研究院 （北京 100083）

介绍了膨胀管技术的国产化发展历程，分析了膨胀管标准体系的制定策略及其实施效果，在此基础上提出了石油装备标准化战略的发展建议。结果表明：膨胀管项目在技术创新同时，结合现场应用分别建立了修井、完井及材料性能检测等完备的标准化体系；进一步提升了膨胀管技术水平及其应用效果，而这种提升又反作用于标准化体系的改进与补充，形成了良性循环系统，在标准指导下国内膨胀管现场作业超过2 500口井，国外150口井，有效提高了膨胀管技术的国产化率及国际化水平。关键词 膨胀管；标准化体系；石油装备

The development history of the solid expandable tubular technology in China is introduced,the formulation strategy and implementation effect of the solid expandable tubular standard system are analyzed,and some suggestions for the development of the standardization strategy of the petroleum equipment are put forward.The complete standardization systems for workover,well completion and material performance testing are established respectively according to field application,they further enhance the level and application effect of the solid expandable tubular technology,which promotes the improvement and supplement of the standardization systems,and a virtuous circle is formed.Under the guidance of the standards,the field operation of the solid expandable tubular technology is more than 2 500 wells at home,reaching 150 wells abroad,which effectively improves the localization rate and the internationalization level of the solid expandable tubular technology.

solid expandable tubular;standard system;petroleum equipment

膨胀管技术是20世纪90年代产生发展起来的一项新技术，在国外已经广泛应用于石油行业钻井、完井以及修井等作业，并取得良好的社会与经济效益。国内膨胀管技术研究始于2001年，经过多年的发展已经形成了完备的标准体系，有效地引导和促进了我国膨胀管技术的进步，提升了我国膨胀管的市场竞争力，打破了国外同类技术的垄断形势，并成功进入海外市场，为我国石油装备的发展提供了参考及依据。介绍了膨胀管技术的发展历程，分析了膨胀管标准体系的内容及实施效果，并对石油装备标准的制定、实施以及修订提出了建议。

1 膨胀管技术现状

可膨胀套管是通过机械或液压的方式将特殊材质的膨胀管进行膨胀，在冷作硬化效应下，变形后的机械性能达到API套管钢级的同等水平。膨胀管技术是1999年在美国首先发展起来的一项新技术，国内膨胀管技术研发与应用主要集中在膨胀管补贴、膨胀式尾管悬挂器、膨胀管完井以及管材性能检测等方面。

目前膨胀管补贴套管技术较为成熟，补贴尺寸覆盖了Ф139.7 mm、Ф177.8 mm和Ф244.4 mm以及部分非标套管。同时根据各油田不同需求，创新性地开发了大通径、耐高温、耐高压、耐腐蚀等膨胀管补贴工具，取得良好的现场应用效果（表1）。

中国石油勘探开发研究院（以下简称勘探院）膨胀管技术在国内石油、煤炭、水井等行业应用超过1 450口井。以套管补贴为例，国内市场占有率从2005年的5%上升至2010年90%，成为中国石油集团公司的科技利器。

2 膨胀管标准体系及实施效果

随着膨胀管技术的不断发展以及现场试验数量的增加，相应的标准体系开始制订、修订。这些标准源于现有的技术基础以及试验总结，反过来推动技术的进步，规范现场试验，同时在这个过程中不断吸收技术发展中出现的各种问题及经验总结，对现有标准体系进行改进与补充，实现技术与标准互相促进、共同发展的目标。勘探院在开发膨胀管技术的不同发展阶段，分别制定了行业标准SY/T 6802—2010《油田套管补贴用膨胀管总成》，SY/T 6990—2014《侧钻井膨胀套管完井工艺方法》，参与制定SY/T 5846—2011《套管补贴工艺作法》，Q/SY 1231—2009《Ф139.7 mm套管内膨胀管补贴作业技术规范》；参与修订 SY/T 6951—2013《实体膨胀管》，标准体系的完备有效地提升了膨胀管技术的发展与应用效果（图 1）。

表1 膨胀管技术概述

以SY/T 6802—2010《油田套管补贴用膨胀管总成》[1]为例，该标准规定了油田套管补贴用膨胀管总成的型号、试验、检验规则、运输及贮存等技术要求，填补了国内膨胀管补贴技术产品标准的空白，使膨胀管产品的品种、规格得到进一步规范和完善，达到先进性和实用性的目的。

标准的实施有效形成了完善的全尺寸系列膨胀管补贴产品，且全套产品国产化。随着技术水平不断提高，该技术已经替代了爆炸封堵、常规机械封堵等传统套损封堵技术，成为油田套损井治理的主体技术。广泛用于普通直井、水平井、稠油热采井、蒸汽驱井、高压注水井、长段腐蚀井等各类井况套损井治理。

图1 膨胀管技术标准体系

该标准指导下生产的膨胀管产品已经在15个油田2 500多口套损井中得到应用（表2）。其中，中国石油应用超过1 600口井，包括修复投产油井900口，累计恢复产油70×104t，修复投产水井700口，累计恢复注水30×104m3。同时标准的实施使膨胀管产品的品种、规格得到进一步规范和完善，提高了国内膨胀管质量以及现场施工的成功率，标志着具有自主知识产权的国产膨胀管补贴技术打破了国外技术垄断，开始逐步占领国内膨胀管补贴市场。

膨胀管技术标准化使国产技术取得了市场定价权利，打破国外技术服务价格居高不下的局势。以中国石化为例，标准实施前，国外同类技术在中国石化的单井服务费用（单根工具）平均为35.7万元；标准实施后，国产膨胀管技术的单井服务价格已经降至8~15万元，技术成本得到了极大的降低。

目前，国产膨胀管补贴工具在中国石油市场占有率100%，中国石化超过95%，中国海油超过80%，形成对国外同类技术的绝对市场优势。同时，借助“一带一路”战略，国产膨胀管补贴技术已经走出国门，在印度尼西亚、哈萨克斯坦等国开展技术服务，完成现场施工150余口井。膨胀管技术标准体系获得海外认可，助推了国际产能和装备制造合作，完善推动了标准“走出去”的国家战略。

3 启示与思考

石油装备是油气田开发的重要环节，其标准化程度与质量对于石油装备技术水平及应用效果至关重要。当前我国石油装备制造业既面临着油价低迷，环保要求严格，行业竞争激烈等外部挑战，同时也有国家大力推行高端制造，发展海外战略的利好机遇，积极推行技术创新以及国际化将是石油装备制造企业的重要发展方向，标准作为创新技术产业化、市场化的关键环节，是支持装备制造企业“走出去”参与国际合作与竞争、保障经济利益的重要手段，是实现我国石油装备转型升级的重要途径。膨胀管技术在发展中探索标准，在现场试验中制定标准，在推广应用中改进。补充标准形成了科学完备的标准体系，在石油装备标准化过程中具有一定的借鉴意义。

3.1 科学完备，具有广泛的行业代表性

近年来，国家提倡“控制常规产能、退出低端产能、发展高端业务”，石油装备制造产业的发展方向是传统装备高端化、智能化以及高适应性，包括适应深水油气、非常高油气开发需求等。石油装备标准作为综合技术水平和自主创新能力的重要体现，应具有科学性与完整性，有利于指导、规范石油装备的制造与应用。以SY/T 6990—2014[2]《侧钻井膨胀套管完井工艺方法》为例，该标准制定过程中结合勘探院在该领域取得的最新成果，同时充分征求了中国石化、中国海油两大石油集团的意见，内容涵盖了管外封隔器与注水泥两种侧钻井膨胀套管完井工艺方法，充分体现了标准的科学性与合理性。

3.2 整合升级，避免标准间的交叉重复

目前我国尚没有权威的认证机构，导致每年数以千计的国内设备、工具和材料制造企业，为了进入国际市场，花费大量资金进行API会标认证。按照《API标准制定程序》和 《API文件格式与风格手册》，API有以下 4 种类型：规范（Specification，简称Spec）、推荐作法（Recommended Practice，简称 RP）、标准（Standard，简称 Std）、规程（Code）。 其中规范是针对产品的，相当于我国产品标准；推荐作法是针对过程的，相当于我国过程标准；标准则同时包括了以上两方面的内容；规程是可能会被法律法规引用的文件。与我国石油装备相比，API标准综合性较强，覆盖面较宽，篇幅较长，体系比较完整，基本没有交叉重复现象。如表3所示，我国石油装备行业标准数量较多，国家标准数量较少，同时与API标准差异较大，专业之间存在重复，具有很大整合空间。膨胀管技术标准体系以膨胀管应用领域为基础，不存在交叠、重复问题。未来计划整合膨胀管相关标准，提高标准的覆盖面以及整体性。

表2 膨胀管标准实施效果

表3 我国标准与API出版物对应关系

3.3 面向海外，接轨国际市场

当前国家十分重视石油装备制造产业面向海外发展，借助“一带一路”、“中国制造 2025”、“国际产能和装备制造合作”等国家战略，石油装备制造企业应积极参与国际标准和区域标准制定，推进标准互认，实施“走出去”战略[3-4]。膨胀管技术目前在印尼、哈萨克斯坦等国家开始推广应用，施工数量达150余口井，其标准体系获得服务国家的认可，极大地推进了膨胀管技术国际化程度。关于我国石油装备制造企业在发展国际化标准战略的过程中，提出以下建议：

1）提高我国石油装备标准国际转化率。2016年国家推行 《装备制造业标准化和质量提升规划》，计划到2020年将重点领域国际标准转化率提高到90%以上，这对于我国石油装备制造在国际市场的发展提供了良好的政策支持。同时根据海关总署提供的数据，我国石油石化设备2016年1~12月（统计范围为58种主要产品）进出口总额为225.392 9亿美元，表明国际市场已经是我国石油装备未来发展的主战场。国内制造企业应抓住机遇，以国际标准先进引领产业发展，加快推动中国制造与国际标准接轨[5]，参与技术竞争、标准竞争，从根本上提高国产石油装备制造的竞争力。

2）建立石油装备制造业国际化标准体系。我国石油装备与国际水平的主要差距是自动化、智能化以及节能环保等不足，这些差距也是石油装备转型升级的主要方向。国内石油装备制造企业应按照产业一体化思维，将各环节进行对标，找出差距，推行国际先进标准。如在加快自动化钻机、高效节能采油设备、抗腐蚀油井管、水下及深海油气开采设备、非常规油气开采设备以及高精尖炼化仪表等高端新产品研发和产业化进程中贯彻国际先进标准的思想，结合技术研发和新产品研制建立先进的标准化体系，做到同步性、超前性地开展标准化工作，努力实现标准化的国际先进水平。

[1]国家能源局.油田套管补贴用膨胀管总成:SY/T 6802—2010[S].北京:石油工业出版社,2010.

[2]国家能源局.侧钻井膨胀套管完井工艺方法:SY/T 6990—2014[S].北京:石油工业出版社,2015.

[3]李威霖.中国石油石化装备制造业的发展趋势探讨[J].化工管理,2016(8):42-44.

[4]沈桂兰.石油化工装备制造业面临的问题及发展方向[J].科技信息,2012(15):440.

[5]高圣平.我国石油装备标准化[J].石油工业技术监督,2009,15(1):9-13.

陈强（1982-），男，工程师，现主要从事石油装备研发工作。