【文章內(nèi)容簡介】 引起套管腐蝕的主要介質(zhì)有：硫化氫 、 溶解氧 、 二氧化碳 。 ? 抗硫套管： API套管系列中的 H級 、 K級 、 J級 、 C級 、 L級套管 。 三、套管柱強度設計 目的：確定合理的套管鋼級、壁厚、以及每種套管的井深區(qū)間。 設計原則 ，在任何危險截面上都應滿足下式： 套管強度＞外載 安全系數(shù) 、 油氣層開發(fā)和產(chǎn)層改造的需要； ； 。 安全系數(shù)： ? 抗外擠安全系數(shù) Sc=； ? 抗內(nèi)壓安全系數(shù) Si=； ? 套管抗拉力強度 （ 抗滑扣 ） 安全系數(shù) St=。 常用套管柱設計方法 （ 1）等安全系數(shù)法 該方法基本的設計思路是使各個危險截面上的最小安全系數(shù)等 于或大于規(guī)定的安全系數(shù) 。 （ 2） 邊界載荷法 （ 拉力余量法 ） 在抗拉設計時 ， 套管柱上下考慮同一個拉力余量 。 另外還有最大載荷法 、 AMOCO法 、 西德 BEB方法及前蘇聯(lián)的方法 等 。 各層套管柱的設計特點 表層套管：主要考慮內(nèi)壓載荷 。 技術(shù)套管：既要有較高的抗內(nèi)壓強度 ， 又要有抗鉆具沖擊磨損的能力 。 油層套管：上部抗內(nèi)壓 、 抗拉 ， 下部抗外擠 。 套管柱設計的等安全系數(shù)法 （ 1）基本設計思路 ①計算本井可能出現(xiàn)的最大內(nèi)壓力，篩選符合抗內(nèi)壓強度的 套管； ②下部套管段按抗擠設計，上部套管段按抗拉設計，各危險 斷面上的最小安全系數(shù)要大于或等于規(guī)定安全系數(shù)； 通式： 套管強度＞外載 安全系數(shù) ③水泥面以上套管強度要考慮雙向應力的影響； ④軸向拉力通常按套管在空氣中的重量計算；當考慮雙向應 力時，按浮重計算。 （ 2）設計步驟 例題：某井 （ 7英寸 ） 油層套管下至 3500m， 下套管時的鉆井液密度為 ， 水泥返至 2800m， 預計井內(nèi)最大內(nèi)壓力 35MPa， 試設計該套管柱 （ 規(guī)定最小段長 500m） 。 解：規(guī)定的安全系數(shù)： Sc=， Si=， St=。 ① 計算最大內(nèi)壓力 ， 篩選符合抗內(nèi)壓要求的套管 ， 抗內(nèi)壓強度 ≥ Pimax Si =38500 kPa ? 篩選套管： C75， L80， N80， C90， C95， P110。 ? 按成本排序： N80 C75 L80 C90 C95 P110 ② 按抗擠設計下部套管段，水泥面以上進行雙向應力校核； 1）計算最大外擠力，選擇第一段套管； 查表： N80， t1= mm， q1=， pc1=48401kPa， Fs1=3007 kN， Fst1= kN 。 coccdocSppk P aDp????1m a x ? 2）選擇第二段套管；（選擇強度低一級的套管；確定第一段套管的長度，進行第一段的抗拉強度校核） 查表： N80， t2= mm， q2=， pc2=37301kPa，F(xiàn)s2= kN， Fst2= kN 。 計算第二段套管可下深度 D2,確定第一段套管長度 L1； mDDL mDmD cdc Sp 60029003500 290029252112???????? 取? 雙向應力強度校核，最終確定 D2， L1； D2=2900m ＞ 2800m，超過水泥面，考慮雙向應力影響； 危險截面：水泥面 2800m處 ? ?3 5 4 9 2)()2 8 0 0(3 5 4 9 22222112 8 0 022??????????????????occcsmsmsdppcFFcccFFBmBSk P appkNDqLqKFK?? 解決辦法：將第一段套管向上延伸至水泥面以上。 預定： D2=2700m， L1=800m。 重新進行雙向應力強度校核：（按照以上同樣的方法進行） 套管 1：危險截面為 2800m處， Sc= ＞ 安全 套管 2：危險截面為 2700m處， Sc= ＞ 安全 計算套管抗拉安全系數(shù)： 最終結(jié)果： D2=2700m， L1=800m。 2 6 1111 ???? ?mstFFtS 3）選擇第三段套管，確定第二段套管長度 查表： N80， t3= mm， q3=， pc3=26407kPa，F(xiàn)s3= kN， Fst3= kN 。 考慮雙向應力影響，確定第三段套管可下深度； 由： ? ?? ?)()()(3)(33332211233221132???????????DpSppDDqLqKFdFDDqLqKccFFcccBmsBsm? 采用試算法，取 D3=1700m，計算得： Sc=，安全。 計算第二段頂部的抗拉安全系數(shù)： 最終結(jié)果： D3=1700m， L2=1000m。 71810 0037 718222 ?????????mstFFtmSkNF ③ 還有上部 1700m的套管需進行設計，轉(zhuǎn)為抗拉設計； 1）計算第三段套管按抗拉要求的允許使用長度 L3； 實取： L3=1100m， 則： Fm3=718+1100 =1087 kN mLSqFtLqFFmtSstFmst1 1 1 73 3 5 7 1 83 3233323???????由 2）確定第四段套管的使用長度 查表：應比第三段套管的抗拉強度高， N80， t4= mm，q4=， pc4=48401kPa， Fs4=3007 kN， Fst4= kN (與第一段所用套管相同 )。 計算第四段套管的許用長度： 實際距井口還有 600m，取 L4=600m。 mL q F mtSstF 10874 114 34 ??? ?? )(44 43 ?????DpSdFFcc sm?下深 （ m ） 段長 （ m ） 鋼級 壁厚 （ mm ） St Sc0 ～ 600 600 N 8 0 600 ～ 1700 1100 N 8 0 1700 ～ 2700 1000 N 8 0 2700 ～ 3500 800 N 8 0 校核第四段下部的抗擠強度： 最終確定 L4=600m， D4=600m。 ④最終設計結(jié)果 第三節(jié) 注水泥技術(shù) ? 固井目的：固定套管、有效封隔井內(nèi)的油氣水層。 ? 注水泥：從井口經(jīng)套管再將水泥漿注入井壁與套管柱之間的環(huán)空中。 ? 注水泥技術(shù)的內(nèi)容：油井水泥的選擇；水泥漿性能設計；水泥外加劑的選擇；井眼準備；注水泥工藝設計。 ? 本節(jié)內(nèi)容：油井水泥、水泥漿性能、水泥外加劑、前置液體系、提高注水泥質(zhì)量的措施。 一、油井水泥 油井水泥是波特蘭水泥 （ 硅酸鹽水泥 ） 的一種 。 對油井水泥的基本要求： （ 1） 水泥能配成流動性良好的水泥漿 ， 且在規(guī)定的時間內(nèi) ，能始終保持這種流動性； （ 2） 水泥漿在井下的溫度及壓力條件下保持性能穩(wěn)定性； （ 3） 水泥漿應在規(guī)定的時間內(nèi)凝固并達到一定的強度； （ 4） 水泥漿應能和外加劑相配合 ， 可調(diào)節(jié)各種性能； （ 5） 形成的水泥石應有很低的滲透性能等 。 油井水泥的主要成分 （ 1）硅酸三鈣 3CaOSiO2。（簡稱 C3S） 它是水泥的主要成份，一般的含量為 40％～ 6