钻井液密度对高钢级套管磨损量的影响研究

现有研究较少涉及高密度钻井液作用下高钢级套管的磨损程度分析,缺少高密度钻井液作用下预测和计算高钢级套管磨损所需的磨损效率和摩擦因数。为此,模拟井下工况,在高密度聚磺体系钻井液中进行了非API标准的TP140钢级套管磨损试验,分析了聚磺体系钻井液密度对TP140套管磨损性能的影响。分析结果表明,在聚磺体系水基钻井液中,当正压力和转速一定时,钻井液密度越大,TP140钢级套管的磨损效率、摩擦因数和套管磨损综合评价因子越大;采用套管磨损综合评价因子衡量套管耐磨性能更为合理。

内壁椭圆度对高钢级套管挤毁变形的影响试验

用ISO/TR10400:2007(E)标准计算套管抗挤强度的KT公式中未考虑套管内壁初始椭圆度及其跳跃性的影响,且提供的套管抗挤毁强度数据主要为M65、T95、H40和非调质N80钢材的,更高钢级和含铬材料的试验数据几乎为零,使得高钢级套管抗挤强度与试验值出现了偏差。通过室内全尺寸试验研究高钢级套管壁厚不均度和内、外椭圆度等参数对套管抗挤强度的影响,并利用试验数据对KT公式进行修正,对比修正前后计算结果与试验值间的误差。研究结果表明:修正后的KT公式具有较高的计算精度,可以满足工程需要;内、外椭圆度对高钢级套管抗挤强度影响具有耦合作用,在制造过程中要严格控制椭圆度及其跳跃性,建议制订相应的套管内壁椭圆度控制规范。

高钢级套管全尺寸试样堵头焊接工艺研究

为了确保高钢级套管全尺寸试样制备时套管与堵头的可靠连接,分析了高钢级套管、堵头材料的焊接性能及焊接结构,探讨并制定出高钢级套管全尺寸试样堵头焊接工艺,即采用2种焊条进行多层多道焊接,并进行焊前预热、焊后热处理的焊接工艺方法,能有效提高焊缝强度及韧性。实际应用表明,该焊接工艺能够保证焊接接头的连接强度,同时节约试验成本,可满足高钢级套管全尺寸实物评价要求。

超深井155V高钢级厚壁套管开窗技术

ST102井是部署在四川盆地川西北地区双鱼石构造的一口重点探井,该井因井下事故处理困难需进行开窗侧钻。该项施工开窗点深、开窗套管钢级高壁厚大,国内外尚无成熟的开窗工具及技术借鉴。为此,分析了以往开窗工具的设计与使用情况,结合该井开窗作业面临的难点和风险,重新设计制造了适用于深侧钻点、高钢级厚壁套管开窗的斜向器和铣锥,并进行了现场应用。自7 420 m开窗,经过10趟铣锥磨铣作业后侧钻出31 m领眼,成为国内首例155V高钢级套管开窗成功案例。为后续类似套管开窗作业提供了经验。

页岩气生产套管损坏原因浅析与推荐解决方案

页岩气生产套管在压裂施工作业过程中损坏变形,是影响国内页岩气井生产建设的主要原因,分析和明确套损的主要原因是解决套管损坏的重要手段。通过实物试验和有限元计算相结合的方法,分析研究了生产套管承受各种载荷的能力,并根据分析结果,针对性地提出了解决方案。页岩气井生产套管变形是多种复合载荷共同作用下,套管承受的载荷超出管体的极限承载能力所致。选择高钢级生产套管有助于提升套管承受复合载荷能力;复合管串设计可以有效降低高钢级套管的使用成本,降低高风险段的套损率。