高清PDF《海洋高温高压气井井筒完整性技术和管理》谢玉洪

本书介绍了井筒完整性发展历程和现状，南海西部海洋高温高压气井的井筒完整性面临的挑战，从井身结构设计技术、高温高压气井材料腐蚀机理、套管材质选择、井口系统选择、油管柱力学井筒完整性设计、套管柱力学设计、固井技术、环空保护液、井筒完整性风险评估、组织作业和后期管理等方面，阐述了海洋高温高压含CO2气井井筒完整性技术。
本书适合作为普通高等院校石油工程专业的教学用书和石油行业人员培训用书，也可供从事石油工程及石油相关专业的工程技术人员学习参考。

本书基于南海西部地区数十年的钻井经验和研究成果，从井身结构设计技术、高温高压气井材料腐蚀机理、套管材质选择、井口系统选择、油管柱力学井筒完整性设计、套管柱力学设计、固井技术、环空保护液、井筒完整性风险评估、组织作业和后期管理等方面，阐述了具有海洋特色的井筒完整性技术。全书共10章，第1章介绍了井筒完整性发展历程和现状；第2章介绍了高温高压井井身结构设计的难点、井身结构设计和油管柱尺寸优化设计；第3章介绍了高温高压气井材料腐蚀机理；第4章介绍了油套管材质选择和井口系统选型；第5章和第6章分别阐述了高温高压气井的油管柱力学设计和套管柱力学设计；第7章介绍了高温高压固井技术；第8章介绍了环空保护液；第9章介绍了井筒完整性风险评估；第10章介绍了井筒完整性作业组织和后期管理。本书在编写过程中，根据海上高温高压气井维护井筒完整性的难点和技术特点，注重沉淀研究和作业过程中的特色技术，形成特色的海上高温高压井筒完整性技术体系。

目录

第1章并筒完整性发展历程和现状1
1.1井筒完整性定义…1
1.2国内外发展历程*…3
1.3海上高温高压气井井筒完整性特点和难点…4
第2章井身结构设计…6
2.1国内外高压井套管柱设计研究状况及进展…6
2.1,1国外高压井套管柱设计研究现状…8
2.1.2国内高压并套管柱设计现状…9
2.2高压气井井身结构设计工程难点分析…10
2.2.1套管柱层次及井身结构现状…10
2.2.2套管柱层次设计工程难，点…11
2.3高温高压钻井井身结构设计…12
2.3.1高温高压钻井井身结构设计原则…12
2.3.2现有井身结构设计方法分析评价…13
2.3.3套管柱层次及下入方法确定…14
2.3.4井身结构设计的6个参数确定…16
2.3.5需要特别考虑的原则…18
2.4高温高压油管柱尺寸优化设计…19
2.4.1产能要求设计444…19
2.4.2凝析水量及携液临界流量计算…20
2.4.3井筒防冲蚀速度计算…23
2.4,4增产要求设计………24
2.4.5其他设计方面的要求…24
2.4,6现场应用24
第3章高温高压气井材料腐蚀机理27
3.1概述…27

3.2CO2腐蚀…28
3.2.1C02腐蚀机理…28
3.2.2C02腐蚀类型…29
3.2.3C02腐蚀的影响因素31
3.3H2S腐蚀34
3.3.1H2S腐蚀机理…34
3.3.2,H2S腐蚀特点36
3.4CO2/H2S腐蚀机理及特点37
3.5油套管防腐实验39
3.5.1实验方法…39
3.5.2实验结果与分析42
第4章高温高压气井材料选择46
4.1油套管选择材质图版…。46
4.2高压气井套管材质选择…49
4.3井口系统选型及材料评价51
4.3.1腐蚀环境划分…51
4,3.2材料级别…53
4.3.3温度与并口性能级别…56
第5章高温高压气井油管柱力学完整性设计58

5.1高温高压气井管柱设计…58
5.1.1国内外高温高压油管柱现状…58
5.1,2海上高温高压气井管柱设计原则…62
5.2海洋井简温度、压力计算…63
5.2.1井筒温度场计算…63
5.2.2井简压力场计算…68
5.2.3井筒压力、温度耦合计算…72
5.3高温高压油管柱强度校核…73
5.3.1管柱变形基础效应…73
5.3.2油管柱强度校核方法…77
5.3.3热膨胀效应导致的环空带压校核…79
5.4南海西部高温高压井油管柱应用实例…82
5.4.1南海西部高温高压井油管柱设计原则…82
5.4.2油管柱安全性分析…84
第6章高温高压气井套管柱力学设计87
6.1高温高压井套管柱设计…87
6.1.1套管强度计算…87
6.1.2有效外载计算…90
6.1.3套管柱强度设计方法…93
6.1.4高温高压井套管柱设计优化…95
6.2套管磨损评价及预防措施…96
6.2.1套管磨损机理和研究现状…97
6.2.2套管磨损实验测试…106
6.2.3套管磨损量预测及刺余强度计算方法…120
6.2.4套管防磨技术研究…150
6.3高压腐蚀条件下套管强度计算及套管下深的校核…153

6.3.1含腐蚀缺陷的套管管材抗挤毁强度计算154
6.3.2高压气并套管管材抗内压计算…157
6.3.3合理安全设计系数的选用及套管下深校核设计…159
6,4高压气井套管柱螺纹选型…162
6.4.1螺纹强度及密封要求…162
64.2特殊螺纹选型…164
6.5高温高压探井套管强度校核及选择实例…166
第7章高温高压固井技术173
7.1高温高压固井技术难点…173
7.1.1高温高压井固井主要技术难点…173
7.1,2高温导致的问题…174
7.1.3高压导致的问题4…175
7.1.4钻井工艺引起的问题…177
7.2高温高压水泥浆技术…177
7.2.1高密度水泥浆技术177
7.2.2水泥浆防漏失技术…187
7.2.3水泥浆防气窜技术…194
7.2.4水泥浆防商技术206
7.2.5水泥石防应变/温变技术210
7.2.6高温高压固井降失水剂技术…223
7.2.7海洋高温高压水泥浆体系…229

7.3高温高压固井工艺…235
7.3.1并眼准备…235
7.3.2防窜工艺技术…236
7.3.3环空防气窜工艺技术…239
7.3.4抗高温工艺技术…239
7.3.5高密度水泥浆现扬混配工艺技术…240
7.3.6防漏和堵漏工艺技术…240
7.3.7提高顶替效率技术…242
7.3.8其他辅助工艺措施…243
7.4现场应用实例…243
7.4.1井身结构243
7.4,2钻井液情况…244
7.4.3地层承压情况…244
7.4.49-5/8"套管固井245
7.4.57"尾管固井技术247
7.4.67尾管回接固井技术总结…249
第8章环空保护液…251
8.1环空保护液的功能及要求…251
8.2缓蚀剂研究进展…252

8.2.1缓蚀剂基本概念及分类…252
8.2.2缓蚀剂的作用机理…253
8.2.3缓蚀剂在油田中的研究现状254
8.2.4缓蚀剂在油田中的发展趋势…256
8.2.5新型高效环保缓蚀剂的开发利用…256
8.3环空保护液类型…257
8.3.1水基钻井液4…257
8.3.2低固相环空保护液…257
8.3.3无机盐环空保护液…257
8.3.4有机盐环空保护液258
8.3.5油基环空保护液…259
8.3.6新型环空保护液…259
8.3.7复合盐环空保护液261
第9章井筒完整性风险评估265
9.1基于目标井的溢流风险评价及井控策略…265
9.2高温超压井风险评价…266
9.2.1井筒完整性评价266
9.2.2套管段井筒完整性评价方法268
9,3井口抬升和预防措施研究275
9.4固井及环空带压技术研究…278
9.4.1水泥环应力状态的有限元模拟…278
9.4.2环空带压的危害及气井因井的特殊性…284
9.4.3气井固井后环空带压的规律…285
9.4.4国内外气井固井环空带压典型示例285
9.4.5环空带压或井口窜气的原因分析…286
9.4.6目前国内外主要预防及解决环空带压问题的措施287

第10章井筒完整性作业组织和后期管理289
10.1井筒完整性管理的影响因素289
10.1.1钻井阶段影响因素…290
10.1.2固并完井阶段影响因素290
10.1.3生产作业阶段影响因素291
10.1.4废弃阶段的影响因素292
10.2井筒屏障保护部件292
10.2.1油套管本体材质292
10.2.2油套管连接螺纹293
10.2.3封隔器293
10.2.4套管头294
10.2.5环空水泥环295
10.2.6套管挂295
10.2.7井控内防喷工具295
10.2.8其他井下工具295
10.3井简完整性设计管理296
10.3.1油气井井筒完整性管理理念296
10.3.2设计原则…297
10.3.3设计方法299
10.3.4应用实例299
10.4井筒完整性屏障部件管理301

10.4.1选取抗腐蚀套管柱301
10.4.2井控装置301
10.4.3井控管汇302
10.4.4螺纹的选用和操作…302
10.45井口系统完整性选取…303
10.4.6提高水泥防商质量…303
10.4.7优化固井工艺，保证固并质量304
10.4.8优化管柱设计，改善受力状况……305
10.5作业组织管理…305
10.5.1制定规范要求…305
10.5.2现场组织管理307
10.5.3并筒完整性监控和维护…308
10.6后期管理…309
10.6.1气井完整性评价指标309
10.6.2资料连续性可追踪管理312
10.6.3环空带管理313
10.6.4环空带压监测与诊断316
10.6.5高含硫气井安全评价319
10.6.6XX气井应用案例…320
参考文献323

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