第二章 生產(chǎn)套管和油管

1、第二章生產(chǎn)套管和油管套管設(shè)計及下套管作業(yè)是鉆井工程中關(guān)系到完井作業(yè)質(zhì)量的一項(xiàng)重要工作，油管設(shè)計是完井過程中要完成的一項(xiàng)主要工作。從現(xiàn)代完井工程概念出發(fā)一個更為完美、合理的生產(chǎn)套管、油管設(shè)計不僅要滿足鉆井、完井工程本身的需要，還應(yīng)能為油、氣井采用適合的工藝技術(shù)生產(chǎn)及油氣井在生產(chǎn)過程中由于油、氣層能量的變化而采取相應(yīng)措施留有余地。因此在進(jìn)行生產(chǎn)套管、油管設(shè)計時，應(yīng)視油氣井生產(chǎn)套管、油管參數(shù)為油氣井最優(yōu)化生產(chǎn)方式、調(diào)整措施及特殊工藝要求的函數(shù)

2、值。第一節(jié)生產(chǎn)套管的選擇和計算海洋油氣田開發(fā)工程中常規(guī)的套管程序包括：隔水導(dǎo)管、表層套管、中間技術(shù)套管（1～3層，視井深和工程情況而定）和生產(chǎn)套管。生產(chǎn)套管（又稱油層套管）是為地下儲集層中的石油或天然氣流至地面創(chuàng)造良好的流動通道。生產(chǎn)套管的重要功能是用以保護(hù)井壁、隔離各層流體，以利于油氣井分層測試、分層開采和分層改造。生產(chǎn)套管對油氣井來說是其終身保護(hù)層，一旦下入以后再也無法調(diào)整，因此在進(jìn)行設(shè)計時必須考慮周全，使所選的套管既能滿足鉆井需要

3、又能適應(yīng)以后生產(chǎn)要求。海上油氣田的特點(diǎn)之一是叢式定向井、大斜度井、水平井的廣泛應(yīng)用，且油氣井的產(chǎn)量甚高。海上油井大部分采用人工舉升法開采，尤其是氣舉法，電潛泵更為廣泛使用，同時一些工藝措施如油井防砂措施等也被廣泛使用。生產(chǎn)套管所受的主要載荷包括：管柱周圍流體所產(chǎn)生的外擠壓力，來自鉆井液、儲集層流體、井下工藝壓力試驗(yàn)產(chǎn)生的內(nèi)壓力和自身重量等所產(chǎn)生的拉伸載荷。生產(chǎn)套管必須經(jīng)受鉆井階段、完井階段和生產(chǎn)階段的各種作業(yè)載荷，經(jīng)受特定環(huán)境中的溫度、

4、壓力和腐蝕的影響；生產(chǎn)套管還必須配備易于上扣并具備最佳密封效果的連接接頭。一、套管鋼級1API套管鋼級API標(biāo)準(zhǔn)套管有十個鋼級，即H40、J55、K55、T95、N80、C90、C95、L80、Pll0、125Q。API規(guī)范中，鋼級代號后面的數(shù)值乘以6894.757kPa（1000psi），即為套管以kPa（或psi）為單位的最小屈服強(qiáng)度。這一規(guī)定除了極少數(shù)例外，也適應(yīng)于非API標(biāo)準(zhǔn)的套管。API套管鋼級的強(qiáng)度指標(biāo)見表211。目前，世界

5、上能生產(chǎn)API標(biāo)準(zhǔn)套管的有38個工廠，分布于14個國家，表212列出了API承認(rèn)的廠家名單。2非API套管鋼級有的API標(biāo)準(zhǔn)套管的生產(chǎn)廠家也生產(chǎn)非API標(biāo)準(zhǔn)系列套管，非API標(biāo)準(zhǔn)套管是根據(jù)鉆井和采油工程需要而超出API標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步發(fā)展。非API標(biāo)準(zhǔn)套管各種鋼級的強(qiáng)度指標(biāo)見表213。表211API標(biāo)準(zhǔn)套管鋼級的強(qiáng)度指標(biāo)最小屈服強(qiáng)度鋼級顏色標(biāo)志kpsiMpa最高屈服強(qiáng)度Mpa最低抗拉強(qiáng)度Mpa延伸率%API標(biāo)準(zhǔn)（適用范圍）H40J55K55

6、N80C75L80C90C95P110Q125無色或黑色淺綠綠色紅色藍(lán)色紅夾棕紫色棕色白色4055558075809095110125276379379552571552620665758861552552552758620665725760965104041451766568966566569072086593022.51817181816.5185A5A5A5A5AC5AC(5AC)(5AC)A5X(5AQ)177.8(7)2326

7、2932353834.2338.6943.1647.6252.0956.55335.7379.4423.2467510.8554.68.0529.15910.36311.50612.64913.7160.04530.05170.05830.06470.07110.0771264073730148470592957018978531285444061054055671558032492597429545881274325898391043

8、18389555377963432717057997987563389555377963432717057997987563389555377963432717057997987563396455536563777721888066988804378524840159157696377997987563379214902259157692927798087563193.675(758)26.429.733.73945.339.2944.

9、250.1558.0467.41385.3433.4491.8569.2661.18.3319.52510.92212.70015.1130.04300.04920.05640.06560.07802344233026452306081225580353705019468948368875426276394334404929860674730848894233440492986067473084889423344049298606747

10、308434474496426136373291899773412944264560547108533440448165639969913196.8246.168.6672.815.1130.07688721988322219.075(858)3640444953.5759.5365.4872.92525.4583.8624.1715.110.16011.43012.70014.1480.04640.05220.05800.064628

11、26938059479195900829992415065336566879440575805473981417825446962742717054178254469627427170541782544696274271705423345598563363719813964549160586056943039714493665833068672222.2549.773.96725.314.1480.06377074070809244.4

12、75(958)4043.54753.558.461.159.5364.7469.9479.6286.9190.93583.8634.8685.9780.8852.3891.710.03311.04911.98913.84315.11315.8750.04100.04520.04900.05660.06180.06492130526269327504564322960284753509450608304753654254813291653

13、8611489536101968603723952916538611489536101929165386114895361019686037239530337394384929861639686037246430889377144398956399649497246429165379214433356399247.6559.288.10863.9615.1130.06106722467362250.82562.893.46916.515

14、.8750.06337018970327273.05(1034)5155.560.765.771.175.982.5990.3397.77105.81744.3810885.9958.81037.611.43012.57313.84315.11316.5100.04190.04600.05070.05530.06052220127717239942957925235317854054151711307514102452055595716

15、6190307514102452055595713199241506539865998466603322673909346746543313075139507198.45(1134)60657189.2996.73105.66875.6948.61036.212.42113.56414.7830.04160.04590.04952192523718249803040639576501943150939990506763185438128

16、4481630406301.62571.8106.81047.814.7830.04904957349573339.72572107.151050.7613.0560.03841840719443198572392523925253732668323925342.9081.4121.141187.914.7320.043033509343361螺紋的分類及代號套管螺紋在API規(guī)范中分為五大類，如表2.1.5所示。前四類屬API標(biāo)準(zhǔn)，第五