低渗油田生产井套管强度校核及使用寿命研究

低 渗 油 田生产 井套 管 强 度校 核 及 使 用 寿命 研 究
王 珂 南蓓蓓 （ 蓓 （ 陕 陕 西 西 延 延 长 长 石 石 油（ 油 集 集 团 团 有 ） 有 限 限 责 责 任 任 公 公 司 司 研 研 究 究 院 院 ， ， 陕 陕 西 西西 西 安 安 ７ １ ０ ０ ７ ５ ＇ ）
全 系数 Ｄ Ｆ Ｂ为 １ ． １ ５（ 抗 内压 安全 系数 取值 范 围 １ ． Ｏ ５ ～１ ． １ ５ ） 。套管力 学性 能参 数 表如表 ２所 示 。 同时 ， 按照 文献 ［ ２ ］ 的方 法 进行套 管 强度计 算分 析 。 １ ） １ ３ ９ ． ７ ｍｍ×６ ． ９ ８ ｍｍＪ ５ ５套 管 该 套管 三轴 强度校 核 载荷条 件 如下 ：钻井 液密度 为 １ ． ０ ７ ｇ ／ ｃ ｍ。 ，
线以内 （ 见图 １ ） 。因此 ，ｊ ２ 『 １ ３ ９ ． ７ ｍｍ×６ ． ９ ８ ｍｍ 套 管适用 于该 载荷 条件 。
［ 收稿日期］２ ０ １ ３ 一ｏ ７—１ ２ ［ 作 者简介］张永 强 （ １ ９ ８ ２一 ） ，男 ，硕士 ，工程师 ，现 主要从 事石油管道工程及油田防腐方面的研 究工作 。
长江大学学报 （ 自科 版 ） ２ ０ １ ３ 年１ １ 月号石油 中旬刊 第 １ ０ 卷 第３ ２ 期 Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｙ ａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｎ ａ ｔ Ｓ ｃ ｉ Ｅ ｄ ｉ ｔ ） Ｎｏ ｖ ． ２ ０ １ ３ ，Ｖ ｏ １ ． １ １ Ｎｏ ． ３ ２
按照 文献 ［ ２ ］ 的标 准 取单 轴 最 小抗 拉 安 全 系数 Ｄ Ｆ Ｔ为 １ ． ８ ０（ 抗拉安全 系数可取值范围 １ ． ６ Ｏ ～
２ ． ０ ０ ） ，取 最 小抗外 挤 安全 系数 Ｄ Ｆ Ｃ为 １ ． １ ０（ 抗挤 安 全 系数 取 值 范 围 １ ． Ｏ ０ ～１ ． １ ２ ５ ） ，取 最 小 抗 内压 安
１ 套 管 强 度 校 核
１ ． １ 套 管使 用工 况 鄂尔 多斯 盆 地 低 渗 油 田一 开 钻 井 液 密 度 多 为 １ ． Ｏ １ ～１ ． ０ ３ ｇ ／ ｃ ｍ。 ；二 开 钻 井 液 密 度 多 为 １ ． ０ １ ～ １ ． ０ ７ ｇ ／ ｃ ｍ。 ；固井水 泥浆 密度 多为 １ ． ５ ７ ～１ ． ９ ５ ｇ ／ ｃ ｍ。 。综合 考 虑 ，在 套 管强 度 计算 过 程 中确定 套 管外 部
石 油 中旬 刊 ＊油 气 田开 发 工 程
２ ０ １ ３ 年 １ １ 月
表 ２ 套 管 力学 性 能 参 数 表
注 ：Ｂ ｏ ｄ ｙ 表 示 管 体 ；Ｓ Ｔ Ｃ表 示 短 圆螺 纹 ；Ｌ Ｃ表 示 长 圆 螺纹 ； Ｂ Ｃ表 示 偏 梯 形 螺 纹 。
２ ） １ ３ ９ ． ７ ｍｍ× ６ ． ２ ０ ｍｍ 生 产 套 管 该 套 管 三 轴 强 度 校 核 载 荷 条 件 如 下 ：取 钻 井 液 密 度 为
以确 定 合 适 的 套 管 材 料 。
［ 关 键 词 ］ 低 渗 油 田 ；生 产 井 ；套 管
［ 中 图分 类 号 ］ＴＥ ９ ３ １ ． ２
［ 文献 标 志码 ］ Ａ
［ 文 章 编 号］ １ ６ ７ ３ —１ ４ ０ ９（ ２ ０ １ ３ ）３ ２ —０ １ ６ ５ —０ ２
鄂尔 多斯 盆地 油气 田属 低 渗 、特 低渗 油 田， 自然 产能 低 ，有 效 开 发难 度 大 ，绝 大 多数 是 中低 产 井 ， 因而 降低 油 田开发 成本 显得 格 外 重 要 。 目前 ，鄂 尔 多 斯 盆 地 低 渗 油 田生 产 井 套 管 的 钢级 分 别 为 Ｊ ５ ５和 Ｎ８ ０（ 外径 为 １ ３ ９ ． ７ ０ ｍｍ；壁厚 为 ７ ． ７ ２ ｍｍ） ，该 套 管规 格 与 国内其 他 油 田使 用 套 管相 比 已属 经 济 型套 管 ，但仍 有优 化空 间［ １ ］ 。为 此 ，笔者 对低 渗油 田生 产井 套管进 行 了研究 。
固井 水泥 浆密 度为 １ ． ９ ５ ｇ ／ ｃ ｍ。 。油层 压力 系数 １ ． ０ 。设 计 钻 井 深 度 ２ ２ ０ ０ ｍ。经 三 轴 应 力设 计 软 件 分 析 ， 表 明管柱 承受 的 内压力 载荷 均在 ９ Ｏ ＶＭＥ （ 等 效应 力 ）应 力 椭 圆 内 ，且 整个 管 柱 载荷 线在 其 安全 系 数
，源自文库
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［ 摘 要 ］ 为 了降低 低 渗 油 田开 发 成 本 ，在 分 析 鄂 尔 多斯 盆 地 低 渗 油 田套 管 使 用 现 状 的 基 础 上 ，进 行 套 管 强
度 校 核 ，对 套 管使 用 寿 命 进 行 分 析 ，研 究 表 明 ， 随 井 深 不 同可 选 用 不 同 壁 厚 套 管 （ １ ０ ０ ０ ｍ 内 油 井 可 以选 用Ｊ ５ ５钢 级 ６ ． ２ ０ ａｍ 壁 厚 套 管 ，２ ｒ ２ ０ ０ ｍ 以下 油 井可 选 用 Ｊ ５ ５钢 级 ６ ． ９ ８ ｍｍ 壁 厚 套 管） ；为 了提 高 套 管 使 用 寿 命 ，一 方 面 需要 依 靠 良好 的 固 井 施 工 质 量 以避 免 套 管 外 腐 蚀 ， 另 一 方 面 应 针 对 腐 蚀 工 况 进 行 选 材 评 价
载荷 参数 如下 ：破 裂压 力为 １ ０ ￣２ ８ ＭＰ ａ ；压 力 系数 为 １ ． ０ 。
１ ． ２ 可选 套 管规 格
依据 文献 ［ ２ ］ 的标准 ，确 定可供 选 用 的套 管 规格 和钢 级如表 １ 所示。
表 ｌ 低 渗 油 田可 选 套 管 规 格 和 钢 级
１ ． ３ 套 管强 度计 算
１ ． ０ ７ ｇ ／ ｃ ｍ。 ， 固井 水泥浆 密度 为 １ ． ９ ５ ｇ ／ ｃ ｍ。 ，井 口压力 取 ２ １ ＭＰ ａ ，井 底压 力 为 ２ １ ． ６ ＭＰ ａ ，设 计 钻井 深 度 １ ０ ０ ０ ｍ。经 三轴应 力设计 软件 分析 ，表 明管柱 承受 的 内压 力载 荷 均在 ８ ０ ＶＭＥ应力 椭 圆 内 ，且 整 个管 柱 载荷 线在 其安全 系数 线 以内 （ 见图 ２ ） 。 因此 ，ｊ ２ 『 １ ３ ９ ． ７ ｍｍ×６ ． ２ ０ ｍｍ Ｓ Ｔ Ｃ生 产套 管 适 用 于该 载 荷 条