本書(shū)介紹了南海西部海洋高溫高壓氣井的地質(zhì)特點(diǎn)和面臨的挑戰(zhàn)，從井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)、井控技術(shù)、固井技術(shù)、油套管腐蝕機(jī)理和套管材料選擇技術(shù)、管柱力學(xué)井筒完整性設(shè)計(jì)等方面，闡述了海洋高溫高壓含CO2氣井井筒完整性技術(shù)。

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目錄
第1章 井筒完整性發(fā)展歷程和現(xiàn)狀 1
1.1 井筒完整性定義 1
1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷程 3
1.3 海上高溫高壓氣井井筒完整性特點(diǎn)和難點(diǎn) 4
第2章 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6
2.1 國(guó)內(nèi)外高壓井套管柱設(shè)計(jì)研究狀況及進(jìn)展 6
2.1.1 國(guó)外高壓井套管柱設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀 7
2.1.2 國(guó)內(nèi)高壓井套管柱設(shè)計(jì)現(xiàn)狀 9
2.2 高壓氣井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)T程難點(diǎn)分析 10
2.2.1 套管柱層次及井身結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 10
2.2.2 套管柱層次設(shè)計(jì)工程難點(diǎn) 11
2.3 高溫高壓鉆井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12
2.3.1 高溫高壓鉆井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 12
2.3.2 現(xiàn)有井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法分析評(píng)價(jià) 13
2.3.3 套管柱層次及下入方法確定 14
2.3.4 井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的6個(gè)參數(shù)確定 16
2.3.5 需要特別考慮的原則 18
2.4 高溫高壓油管柱尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì) 19
2.4.1 產(chǎn)能要求設(shè)計(jì) 19
2.4.2 凝析水量及攜液臨界流量計(jì)算 20
2.4.3 井筒防沖蝕速度計(jì)算 23
2.4.4 增產(chǎn)要求設(shè)計(jì) 24
2.4.5 其他設(shè)計(jì)方面的要求 24
2.4.6 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用 24
第3章 高溫高壓氣井材料腐蝕機(jī)理 27
3.1 概述 27
3.2 CO2腐蝕 28
3.2.1 CO2腐蝕機(jī)理 28
3.2.2 CO2腐蝕類型 29
3.2.3 CO2腐蝕的影響因素 31
3.3 H2S腐蝕 34
3.3.1 H2S腐蝕機(jī)理 34
3.3.2 H2S腐蝕特點(diǎn) 36
3.4 CO2/H2S腐蝕機(jī)理及特點(diǎn) 37
3.5 油套管防腐實(shí)驗(yàn) 39
3.5.1 實(shí)驗(yàn)方法 39
3.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 42
第4章 高溫高壓氣井材料選擇 46
4.1 油套管選擇材質(zhì)圖版 46
4.2 高壓氣井套管材質(zhì)選擇 49
4.3 井口系統(tǒng)選型及材料評(píng)價(jià) 51
4.3.1 腐蝕環(huán)境劃分 51
4.3.2 材料級(jí)別 53
4.3.3 溫度與井口性能級(jí)別 56
第5章 高溫高壓氣井油管柱力學(xué)完整性設(shè)計(jì) 58
5.1 高溫高壓氣井管柱設(shè)計(jì) 58
5.1.1 國(guó)內(nèi)外高溫高壓油管柱現(xiàn)狀 58
5.1.2 海上高溫高壓氣井管柱設(shè)計(jì)原則 62
5.2 海洋井筒溫度、壓力計(jì)算 63
5.2.1 井筒溫度場(chǎng)計(jì)算 63
5.2.2 井筒壓力場(chǎng)計(jì)算 68
5.2.3 井筒壓力、溫度耦合計(jì)算 72
5.3 高溫高壓油管柱強(qiáng)度校核 73
5.3.1 管柱變形基礎(chǔ)效應(yīng) 73
5.3.2 油管柱強(qiáng)度校核方法 77
5.3.3 熱膨脹效應(yīng)導(dǎo)致的環(huán)空帶壓校核 79
5.4 南海西部高溫高壓井油管柱應(yīng)用實(shí)例 82
5.4.1 南海西部高溫高壓井油管柱設(shè)計(jì)原則 82
5.4.2 油管柱安全性分析 84
第6章 高溫高壓氣井套管柱力學(xué)設(shè)計(jì) 87
6.1 高溫高壓井套管柱設(shè)計(jì) 87
6.1.1 套管強(qiáng)度計(jì)算 87
6.1.2 有效外載計(jì)算 90
6.1.3 套管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法 93
6.1.4 高溫高壓井套管柱設(shè)計(jì)優(yōu)化 95
6.2 套管磨損評(píng)價(jià)及預(yù)防措施 96
6.2.1 套管磨損機(jī)理和研究現(xiàn)狀 97
6.2.2 套管磨損實(shí)驗(yàn)測(cè)試 106
6.2.3 套管磨損量預(yù)測(cè)及剩余強(qiáng)度計(jì)算方法 120
6.2.4 套管防磨技術(shù)研究 150
6.3 高壓腐蝕條件下套管強(qiáng)度計(jì)算及套管下深的校核 153
6.3.1 含腐蝕缺陷的套管管材抗擠毀強(qiáng)度計(jì)算 154
6.3.2 高壓氣井套管管材抗內(nèi)壓計(jì)算 157
6.3.3 合理安全設(shè)計(jì)系數(shù)的選用及套管下深校核設(shè)計(jì) 159
6.4 高壓氣井套管柱螺紋選型 162
6.4.1 螺紋強(qiáng)度及密封要求 162
6.4.2 特殊螺紋選型 164
6.5 高溫高壓探井套管強(qiáng)度校核及選擇實(shí)例 166
第7章 高溫高壓固井技術(shù) 173
7.1 高溫高壓固井技術(shù)難點(diǎn) 173
7.1.1 高溫高壓井固井主要技術(shù)難點(diǎn) 173
7.1.2 高溫導(dǎo)致的問(wèn)題 174
7.1.3 高壓導(dǎo)致的問(wèn)題 175
7.1.4 鉆井工藝引起的問(wèn)題 177
7.2 高溫高壓水泥漿技術(shù) 177
7.2.1 高密度水泥漿技術(shù) 177
7.2.2 水泥漿防漏失技術(shù) 187
7.2.3 水泥漿防氣竄技術(shù) 194
7.2.4 水泥漿防腐技術(shù) 206
7.2.5 水泥石防應(yīng)變/溫變技術(shù) 210
7.2.6 高溫高壓固井降失水劑技術(shù) 223
7.2.7 海洋高溫高壓水泥漿體系 229
7.3 高溫高壓固井T藝 235
7.3.1 井眼準(zhǔn)備 235
7.3.2 防竄工藝技術(shù) 236
7.3.3 環(huán)空防氣竄工藝技術(shù) 239
7.3.4 抗高溫工藝技術(shù) 239
7.3.5 高密度水泥漿現(xiàn)場(chǎng)混配工藝技術(shù) 240
7.3.6 防漏和堵漏工藝技術(shù) 240
7.3.7 提高頂替效率技術(shù) 242
7.3.8 其他輔助工藝措施 243
7.4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例 243
7.4.1 井身結(jié)構(gòu) 243
7.4.2 鉆井液情況 244
7.4.3 地層承壓情況 244
7.4.4 9-5/8''套管固井 245
7.4.5 7''尾管固井技術(shù) 247
7.4.6 7''尾管回接固井技術(shù)總結(jié) 249
第8章 環(huán)空保護(hù)液 251
8.1 環(huán)空保護(hù)液的功能及要求 251
8.2 緩蝕劑研究進(jìn)展 252
8.2.1 緩蝕劑基本概念及分類 252
8.2.2 緩蝕劑的作用機(jī)理 253
8.2.3 緩蝕劑在油田中的研究現(xiàn)狀 254
8.2.4 緩蝕劑在油田中的發(fā)展趨勢(shì) 256
8.2.5 新型高效環(huán)保緩蝕劑的開(kāi)發(fā)利用 256
8.3 環(huán)空保護(hù)液類型 257
8.3.1 水基鉆井液 257
8.3.2 低固相環(huán)空保護(hù)液 257
8.3.3 無(wú)機(jī)鹽環(huán)空保護(hù)液 257
8.3.4 有機(jī)鹽環(huán)空保護(hù)液 258
8.3.5 油基環(huán)空保護(hù)液 259
8.3.6 新型環(huán)空保護(hù)液 259
8.3.7 復(fù)合鹽環(huán)空保護(hù)液 261
第9章 井筒完整性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 265
9.1 基于目標(biāo)井的溢流風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及井控策略 265
9.2 高溫超壓井風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 266
9.2.1 井筒完整性評(píng)價(jià) 266
9.2.2 套管段井筒完整性評(píng)價(jià)方法 268
9.3 井口抬升和預(yù)防措施研究 275
9.4 固井及環(huán)空帶壓技術(shù)研究 278
9.4.1 水泥環(huán)應(yīng)力狀態(tài)的有限元模擬 278
9.4.2 環(huán)空帶壓的危害及氣井固井的特殊性 284
9.4.3 氣井固井后環(huán)空帶壓的規(guī)律 285
9.4.4 國(guó)內(nèi)外氣井固井環(huán)空帶壓典型示例 285
9.4.5 環(huán)空帶壓或井口竄氣的原因分析 286
9.4.6 目前國(guó)內(nèi)外主要預(yù)防及解決環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}的措施 287
第10章 井筒完整性作業(yè)組織和后期管理 289
10.1 井筒完整性管理的影響因素 289
10.1.1 鉆井階段影響因素 290
10.1.2 固井完井階段影響因素 290
10.1.3 生產(chǎn)作業(yè)階段影響因素 291
10.1.4 廢棄階段的影響因素 292
10.2 井筒屏障保護(hù)部件 292
10.2.1 油套管本體材質(zhì) 292
10.2.2 油套管連接螺紋 293
10.2.3 封隔器 293
10.2.4 套管頭 294
10.2.5 環(huán)空水泥環(huán) 295
10.2.6 套管掛 295
10.2.7 井控內(nèi)防噴工具 295
10.2.8 其他井下工具 295
10.3 井筒完整性設(shè)計(jì)管理 296
10.3.1 油氣井井筒完整性管理理念 296
10.3.2 設(shè)計(jì)原則 297
10.3.3 設(shè)計(jì)方法 299
10.3.4 應(yīng)用實(shí)例 299
10.4 井筒完整性屏障部件管理 301
10.4.1 選取抗腐蝕套管柱 301
10.4.2 井控裝置 301
10.4.3 井控管匯 302
10.4.4 螺紋的選用和操作 302
10.4.5 井口系統(tǒng)完整性選取 303
10.4.6 提高水泥防腐質(zhì)量 303
10.4.7 優(yōu)化固井工藝，保證固井質(zhì)量 304
10.4.8 優(yōu)化管柱設(shè)計(jì)，改善受力狀況 305
10.5 作業(yè)組織管理 305
10.5.1 制定規(guī)范要求 305
10.5.2 現(xiàn)場(chǎng)組織管理 307
10.5.3 井筒完整性監(jiān)控和維護(hù) 308
10.6 后期管理 309
10.6.1 氣井完整性評(píng)價(jià)指標(biāo) 309
10.6.2 資料連續(xù)性可追蹤管理 312
10.6.3 環(huán)空帶管理 313
10.6.4 環(huán)空帶壓監(jiān)測(cè)與診斷 316
10.6.5 高含硫氣井安全評(píng)價(jià) 319
10.6.6 XX氣井應(yīng)用案例 320
主要參考文獻(xiàn) 323