套管柱试压规范起草人

郭小阳、宋周成等。

西南石油大学、塔里木油田公司等。 2100433B

套管柱主要作用为保护、封隔各种复杂地层、稳定井壁、建立油气通道、安装井口装置等。套管是石油工业中使用数量最多的一种管材，它是通过螺纹连接成套管柱从而进行工作的。 套管柱主要包括套管头、表层套管、技术套管、生产套管、下部结构、尾管等等。

通过对国内外油田的研究调查，套管损坏的主要形式有：变形、破裂、套管错断、腐蚀疲劳破漏等。分析表明，套管柱损害的主要原因有：

套管柱钻井工程因素

钻井因素主要包括钻井工程设计和现场施工两个因素，比如不合理的套管柱强度设计、井眼曲率过大（曲率半径太小）使得套管柱在井下所承受的弯曲应力过大等。

套管柱井下作业因素

井下作业因素主要包括采油和试油过程中井管内过度掏空，酸化、压裂、射孔、修井、打捞以及反复测井过程中导致套管损坏、深井气举措施不合理，加密井与注水井注水压力过大等。

套管柱固井工程因素

固井工程因素包括施工、固井设计和检测三个方面，比如套管在井口的固定方式不合理、固井的质量不合格、选择的完井方式不是最佳、套管下入过程中受到机械磨损、不合理的注水泥相关设计等，导致已被封固的套管柱受到的很大外挤压力，以致套管损坏。

套管柱地质因素

地质因素主要包括油层出砂、泥页岩膨胀、岩盐层蠕变、地层构造应力的释放、地应力场失去原有的地层压力平衡等。

套管柱套管质量因素

套管的质量因素主要是指套管在出厂时质量就存在机械制造缺陷而不合格，以及在套管摆放、运输、下井过程中等产生的机械损坏等。如果将套管质量存在问题的套管下入井中，套管柱将在内压力、轴向拉伸载荷、弯曲附加载荷、外挤压力等各种外力的共同作用下产生破坏而失效。

套管柱腐蚀疲劳因素

套管柱注水注气因素

稠油过程热采以及调整井高压注气注水，断层修复或错动，泥岩的水化膨胀导致套管受到非常大的外压力而使得套管损伤。

套管柱套管抗挤强度

套管抗挤强度是套管在外挤压力下破坏应力的大小。套管受外挤压力破坏和纵向压杆的不稳定破坏相似，也是一种不稳定变形破坏。目前根据径厚比（套管外径与壁厚的比值）不同，可分为失稳破坏与强度破坏两种形式。径厚比较大时属于失稳破坏；径厚比较小时属于强度破坏。根据现有套管尺寸，大部分套管属于失稳破坏。不同钢级、直径、壁厚的套管抗挤强度的大小，可以查阅有关手册。

套管柱套管抗拉强度

套管柱通常是用接箍把套管连接而成，在确定套管抗拉强度时，一方面要考虑套管本体的强度，另一方面要考虑丝扣部分的连接强度。丝扣连接强度随丝扣类型而变化，一般圆形丝扣连接强度小于套管管体强度，梯形丝扣连接强度多数情况下大于管体强度。各类套管管体抗拉强度和丝扣连接强度值可以查阅有关手册。

套管柱套管抗内压强度

套管在内压力作用下钢材达到屈服极限时的内压力。套管多数属薄壁管，其抗内压强度可采用薄壁管公式计算。各类套管抗内压强度可以查阅有关手册。