本期技術概覽－井筒完整性技術與設備

井筒是井內的流體通道, 也是井控工作的重要環節, 井筒功能對于安全生產具有重要意義。無論在油氣井建設還是在生產運行中，對地層流體的控制都始終是最為重要的，一旦地層流體發生無控制流動，可能導致嚴重的、甚至災難性后果。

“井筒完整性”定義為“應用技術、操作和組成措施來降低開采風險，以保證油氣井在整個壽命期間的安全”。其內涵為：井筒在物理上和功能是完整的；井筒處于受控狀態；井筒操作者已經并繼續不斷采取措施防止井筒事故的發生。

井筒完整性遇到的挑戰

在油氣生產過程中，井筒完整性主要問題不外乎以下幾個方面：持續的環空壓力；完井管柱滲漏；完井管柱發生腐蝕；固井套管柱腐蝕；水泥環剝落；套管頭發生移動；采油樹與套管頭連接處密封不良等。上述多項井筒完整性破壞的現象中，任何一項都是由多方面因素共同造成的后果。

井筒完整性關鍵技術石油圈原創www.h29736.cn

井下管柱及附件完整性：井下管柱及附件由于長期處于高溫高壓狀態，甚至某些井中有強腐蝕的情況，所以管柱的變形以、斷裂以及橡膠筒的密封和耐腐蝕問題變得尤為突出。針對這一問題，各石油公司以及科研機構自20世紀80年代以來進行了廣泛的研究。

井下管柱及附件失效的原因主要有：構造環境中的巖石應力引起套管變形（橢圓化）；海上碳酸鹽巖儲層的結垢；地層出砂所產生的固體沙粒導致靠近射孔段套管的彎曲；由于外部環境造成的靠近表面、外部的套管損壞；油田水侵導致套管的腐蝕等。

井下作業完整性石油圈原創www.h29736.cn

此處所指的井下作業完整性主要體現在水泥環的完整性上。國內關于此方面的研究針對典型的枯竭型碳酸鹽巖油氣藏提出技術套管和油層套管采用管外封隔器固井技術，并分別采用膨脹纖維水泥漿體系和柔性水泥漿體系，可提高固井質量，確保井筒完整性。

井口系統完整性石油圈原創www.h29736.cn

井口系統的完整性主要是指井口的材料和密封問題。由于較高的軸向張力和防噴器頂部提升負載引起的大力矩可能大幅降低連接器上初始夾持預加載荷，預加載荷的完全釋放可導致軸面分離和墊圈壓力完整性損壞，而這一情況可發生在壓力低于防噴器組額定壓力的情況下發生。

另一方面，傳統的井口系統和技術在高溫高壓或極端高溫高壓下不能完全的管理密封失效的風險。且井口防噴器連接頭中形成水合物會破壞井口系統完整性，甚至為井控帶來危險性。針對這些問題，在軸向承載力、彎曲力矩以及承壓能力的限制因素下，代替橡膠密封的井口金屬對金屬密封得以設計以實現完全的壓力封隔，從而保持井口完整性，同時也提出了對井口消除水合物的熱力學和化學方法。

井筒完整性管理

由于井筒失效使得井筒功能喪失，增加了井控難度，一旦發生事故，甚至帶來的嚴重的安全問題及后果。因此，井筒完整性的評價和管理尤為重要。井筒完整性如此重要，各大石油公司和油服公司從未停止。國外油氣管道完整性評價與管理技術起源于20世紀70年代。90年代，管道完整性管理技術得到進一步發展并逐漸形成了一套較為完整的管道完整性管理體系。

與國外相比，我國在井筒完整性方面的研究還相對落后。結合國外已有的研究和成功案例，國內在井筒完整性方面的研究重點是：對井下管柱及附件管材和檢測新方法的研究以及防腐措施和套管受損修復技術的研究；研制良好的水泥漿體系，以確保水泥環的完整性；井口系統密封技術的研制；井筒完整性管理系統以及井筒完整性設計方法的建立。通過理論和應用相結合，使井筒完整性技術盡快趕上國際水平，以確保我國石油勘探開發的需要。

業內現在已經出現了很多種井筒完整性管理技術，本期為大家帶來以下三種技術：Archer推出的Point system井筒完整性管理系統；NOV推出的井下完整性管理新工具TracTag和TracAssest；貝克休斯推出的V0等級ZXHD尾管封隔器。

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Archer推出的Point system

傳統的井筒泄漏探測技術如溫度、噪聲測井，診斷的可靠性受漏速和漏點位置影響很大。Archer推出的Point system，以獨具見解的完整性動力學為核心，是一套前攝型、系統化的完整性管理方法，可以高效、準確、全面地定位全井系統的漏點和流道，降低完整性風險。

NOV的完整性管理工具TracTag和TracAssest

NOV以射頻技術為載體開發了井下工具識別管理工具和軟件平臺。該系列的技術如同一名不只疲倦的追蹤者，可以對井下工具的一舉一動進行監測和控制。不論是出廠的參數，還是在使用過程中所進行過的維修維護作業信心，都可以輕松掌握在手，幫助客戶做出更加明智、優化的決策。

貝克休斯的V0等級ZXHD尾管封隔器

在高壓油氣井尾管固井作業中，由于油氣水竄等影響，導致井筒完整性降低，影響油氣井的生產壽命。貝克休斯研制的ZXHD尾管頂部封隔器，具有V0級氣密封效果，最大承受69MPa壓差，可提高尾管段固井質量，延長油氣井生產周期，是保障高壓油氣井完井效果的利器。

石油圈將會長期跟蹤國內外最新井筒完整性技術、設備及發展趨勢，在以后的內容中為大家帶來更多、更有價值的信息。敬請關注。

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