Q-SHXB 0049-2010 油气井油管柱选择技术规范

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Q/SHXB 0049—2010
6 管柱尺寸选择原则
6.1 按照产能分析和配产需求，通过节点分析技术，根据地层压力、产量、流体粘度、增产措施和开 采方式等方面综合分析，确定出合理油管尺寸。 6.2 管柱尺寸应满足其它管内作业要求。 6.3 气井油管尺寸选择除考虑气井的产量指标，还应考虑气井增产措施等要求。
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Q/SHXB 0049—2010
102
CO2
MPa
101
不锈钢 20-25Cr
双
相
不
不锈钢
锈
超级 13Cr 9～13Cr
钢
100
10-1
分 压 （
10-2
）
J55
N80
10-3
P110 T95 等
抗硫材质 L80 C90 C95
镍基合金 825、925 G3、718 2550、C276 SM2535 SM2050
1
Q/SHXB 0049—2010 指气油比大于 700、气产量大于 2×104m3／ｄ的油气井。
3.6 酸性天然气 含有显著量的硫化氢，甚至含有有机硫化合物、二氧化碳的混合气体。
3.7 硫化氢分压 在相同温度下，一定体积天然气中所含硫化氢单独占有该体积时所具有的压力。
3.8 二氧化碳分压
在相同温度下，一定体积天然气中所含二氧化碳单独占有该体积时所具有的压力。 4 总体要求
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Q/SHXB 0049—2010
c) 尺寸应结合油套管尺寸选择。 8.2.3 伸缩短节：
a) 结合管柱轴向变形分析，确定是否下入伸缩短节及数量，具体执行 9.4 规定； b) 伸缩短节应与油管柱耐压级别保持一致； c) 伸缩短节内径应与油管内径一致。 8.2.4 循环滑套、坐放短节： a) 循环滑套、坐放短节耐压级别应与完井管柱一致； b) 循环滑套、坐放短节内径应与连接的油管、工具内径及需通过的绳索工具外径匹配。 8.2.5 射孔枪组： a) 射孔枪组的选择与套管的尺寸相匹配； b) 压力引爆射孔枪组应结合井筒压力选择，引爆压力值应不超过井口装置、套管等允许压力。 8.2.6 人工举升井下工具： a) 根据人工举升方式的不同，人工举升井下工具包括但不限于：有杆泵、电潜泵、水力活塞泵、
8.2 井下工具
8.2.1 井下安全阀： a) 坐放深度应安装在距井口不小于 50m； b） 压力级别应不小于井口最高关井压力； c） 尺寸应结合油套管尺寸选择； d） 上下应配备配套的流动短节； e） 井下安全阀控制管线压力级别应与井下安全阀压力级别相匹配。
8.2.2 封隔器： a) 坐封位置根据产层位置、井身结构、固井质量等因素确定。 b) 耐压等级应满足生产或措施要求的最大工作压差；
8 管柱结构
8.1 基本要求
8.1.1 超高压、高压、含硫化氢及二氧化碳油气井和气井均宜采用油管带井下安全阀。 8.1.2 有以下情况之一的井，应下入封隔器：
a) 超高压油气井及超高压气井； b) 高压气井及预测井口最大关井压力不小于 50Mpa 的高压油气井； c) 需要保护井口； d) 套压高于套管最大承压的 80%； e) 后续作业存在腐蚀性气体。 8.1.3 稠油井的带封隔器管柱应视情况下入下入压井、循环滑套。 8.1.4 超高温高压油气井应下入伸缩短节。 8.1.5 应结合管柱抗拉强度计算结果确定管柱下深。 8.1.6 井下工具金属材质抗腐蚀性能应等同于或高于油管材质。用作井下工具不同部位的密封件材料 应能承受井下工具规定的压力、温度和腐蚀环境。 8.1.7 井下工具温度级别应满足生产管柱承受的最大和最小温度范围。 8.1.8 无特殊要求，井下工具外径应小于套管通径。
百度文库柱和工具。
9 力学分析、强度设计及校核
9.1 力学分析
井下管柱力学分析的内容包括：管柱下深计算及载荷分析、管柱强度分析、管柱轴向变形分析、管 材剩余强度分析等。
9.2 强度设计原则
9.2.1 在内压、外压、轴向力等影响管柱应力的载荷作用下，井下管柱处于三向复杂应力状态下工作 ——内压、外压产生径向应力和环向应力，轴向力产生轴向应力，引起封隔器失封或过大的螺旋弯曲而 使管柱塑性破坏或降低管柱的密封性。在此情况下，应用第四强度理论，来校核井下管柱的强度安全性。 9.2.2 抗拉安全系数 St≥1.8，抗内压安全系数 Si≥1.1，抗外挤安全系数 So≥1.12。 9.2.3 管柱力学分析应需要进行的所有工况条件下进行，工况包括但不限于：坐（解）封、剪切球座、 生产、井口关井、酸压（化）、替喷、开关井下压控阀等。
7 扣型选择
7.1 高压气井和超高压油气井所用油管应选择金属气密封扣；预测最高井口关井压力不小于 50Mpa 的 高压油气井，所用油管宜选择金属气密封扣。 7.2 含酸性天然气井油管、井下工具应采用抗腐蚀金属气密封扣（稠油井除外）。 7.3 无特殊情况，井下工具扣型应尽可能与油管保持一致，应尽量减少使用变扣接头。
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准 3.1
完井 最后一次测井作业结束至移交采油（气）生产前所进行作业的总称。 3.2 常压油气井 指预测生产期间最大关井压力小于 35MPa 的油气井。 3.3 高压油气井 指预测生产期间最大关井压力不小于 35MPa 并小于 70MPa 的油气井。 3.4 超高压油气井 指预测生产期间最大关井压力不小于 70MPa 的油气井。 3.5 气井
Q/SHXB
中国石化西北油田分公司企业标准
Q/SHXB 0049—2010
油气井油管柱选择技术规范
2010 - 03 - 10 发布
2010 - 03 - 20 实施
中国石化西北油田分公司 发 布
Q/SHXB 0049—2010
目次
前言 ................................................................................ II 1 范围 .............................................................................. 1 2 规范性引用文件 .................................................................... 1 3 术语和定义 ........................................................................ 1 4 总体要求 .......................................................................... 2 5 管柱材质 .......................................................................... 2 6 管柱尺寸选择原则 .................................................................. 4 7 扣型选择 .......................................................................... 4 8 管柱结构 .......................................................................... 4
≤180℃
≤250℃
≤149℃
≤177℃
≤204℃
≤232℃
J55 N80 P110
13Cr
超级 13Cr
双相 13Cr
SM 2535
SM 2550
SM 2050
SM 2060
图2 管材选用流程图
5.2 硫化氢分压超过 0.0003MPa 的气井，应选择抗硫化氢材质,用于硫化氢气井中的管材宜满足 SY/T 6610—2005 中 9.4.4 的规定。 5.3 含硫化氢和二氧化碳气井应根据硫化氢、二氧化碳分压选用既抗硫化氢又抗二氧化碳的材质。 5.4 测试改造生产一体化的管柱，需考虑酸液对油管性能的影响。
高抗硫材质 SMC110 VM110SS
10-4
10-5
10-5
10-4
10-3
10-2
10-1
100
101
102
H2S 分压（MPa）
图1 管材选用分析图
≤0.02
CO2 分 压 （MPa）
≥0.02
≤0.0001
H2S 分 压 （MPa）
≥0.01 0.003-0.01
≤150℃
≤150℃
0.0001 -0.003
AQ 2012-2007 石油天然气安全规程 SY/T 6268-2008 套管和油管选用推荐作法 SY/T 6610-2005 含硫化氢油气井井下作业推荐作法 SY/T 6464-2000 水平井完井工艺技术要求 SY/T 10024-1998 井下安全阀系统的设计、安装、修理和操作的推荐作法 SY/T 6293-2008 探井试油工作规范 Q/SH 0015-2006 含硫化氢含二氧化碳气井油套管选用技术要求 Q/SH 0173-2008 川东北酸性天然气井井下作业生产管柱设计推荐作法 Q/SH 0025-2006 川东北天然气井完井推荐作法
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Q/SHXB 0049—2010
前言
本部分由中国石油化工股份有限公司西北油田分公司标准化管理委员会提出。 本部分由中国石油化工股份有限公司西北油田分公司油田工程分标委归口。 本标准起草单位：西北油田分公司工程监督中心、西北油田分公司工程技术研究院、西北油田分公 司完井测试管理中心。 本标准主要起草人：满江红、曾大勇、朱 勇、马新中、蔡雨田、翟科军、易北辰、李旭华、贾书 杰、张茂斌、徐 刚、徐燕东、刘青山、胡 勇。 本标准为首次发布。
射流泵、气举阀等； b) 人工举升井下工具压力级别应满足下深的压力要求； c) 人工举升井下工具应结合具体举升工艺、井身结构、防砂、防蜡、防腐等要求进行合理选择。 8.2.7 其它： a) 酸化压裂等作业宜下入水力锚固定施工管柱； b) 定向井及水平井完井管柱带有射孔枪组、封隔器等工具时，无特殊要求，应下入扶正器保护管
8.1 基本要求 ...................................................................... 4 8.2 井下工具 ...................................................................... 4 9 力学分析、强度设计及校核 .......................................................... 5 9.1 力学分析 ...................................................................... 5 9.2 强度设计原则 .................................................................. 5 9.3 管柱强度校核 .................................................................. 5 9.4 管柱轴向变形分析 .............................................................. 5
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Q/SHXB 0049—2010
油气井油管柱选择技术规范
1 范围
本标准规定了油气井油管柱材质、尺寸、结构、强度设计的技术要求。 本标准适用于西北油田分公司油气井完井管柱设计和选择。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
完井管柱应满足： —— 预测合理产量要求。 —— 油层气或天然气中含硫化氢或二氧化碳、油层水或边底水矿化度较高、出砂等复杂情况的防 腐、防蜡、防垢、防结盐安全生产要求； —— 投产措施作业、开采作业和后期生产测试技术要求； —— 稠油井掺稀生产要求。 5 管柱材质 5.1 根据油管工况条件，油管应根据图 1、图 2 中选用不锈钢镍基合金或高镍基合金材质。若图 2 中 未包含的有关气体分压的工况条件可参考图 1 选用，未包含的有关温度的工况条件以上一级为准。