本期技术概览－井筒完整性技术与设备

井筒是井内的流体通道, 也是井控工作的重要环节, 井筒功能对于安全生产具有重要意义。无论在油气井建设还是在生产运行中，对地层流体的控制都始终是最为重要的，一旦地层流体发生无控制流动，可能导致严重的、甚至灾难性后果。

“井筒完整性”定义为“应用技术、操作和组成措施来降低开采风险，以保证油气井在整个寿命期间的安全”。其内涵为：井筒在物理上和功能是完整的；井筒处于受控状态；井筒操作者已经并继续不断采取措施防止井筒事故的发生。

井筒完整性遇到的挑战

在油气生产过程中，井筒完整性主要问题不外乎以下几个方面：持续的环空压力；完井管柱渗漏；完井管柱发生腐蚀；固井套管柱腐蚀；水泥环剥落；套管头发生移动；采油树与套管头连接处密封不良等。上述多项井筒完整性破坏的现象中，任何一项都是由多方面因素共同造成的后果。

井筒完整性关键技术石油圈原创www.oilsns.com

井下管柱及附件完整性：井下管柱及附件由于长期处于高温高压状态，甚至某些井中有强腐蚀的情况，所以管柱的变形以、断裂以及橡胶筒的密封和耐腐蚀问题变得尤为突出。针对这一问题，各石油公司以及科研机构自20世纪80年代以来进行了广泛的研究。

井下管柱及附件失效的原因主要有：构造环境中的岩石应力引起套管变形（椭圆化）；海上碳酸盐岩储层的结垢；地层出砂所产生的固体沙粒导致靠近射孔段套管的弯曲；由于外部环境造成的靠近表面、外部的套管损坏；油田水侵导致套管的腐蚀等。

井下作业完整性石油圈原创www.oilsns.com

此处所指的井下作业完整性主要体现在水泥环的完整性上。国内关于此方面的研究针对典型的枯竭型碳酸盐岩油气藏提出技术套管和油层套管采用管外封隔器固井技术，并分别采用膨胀纤维水泥浆体系和柔性水泥浆体系，可提高固井质量，确保井筒完整性。

井口系统完整性石油圈原创www.oilsns.com

井口系统的完整性主要是指井口的材料和密封问题。由于较高的轴向张力和防喷器顶部提升负载引起的大力矩可能大幅降低连接器上初始夹持预加载荷，预加载荷的完全释放可导致轴面分离和垫圈压力完整性损坏，而这一情况可发生在压力低于防喷器组额定压力的情况下发生。

另一方面，传统的井口系统和技术在高温高压或极端高温高压下不能完全的管理密封失效的风险。且井口防喷器连接头中形成水合物会破坏井口系统完整性，甚至为井控带来危险性。针对这些问题，在轴向承载力、弯曲力矩以及承压能力的限制因素下，代替橡胶密封的井口金属对金属密封得以设计以实现完全的压力封隔，从而保持井口完整性，同时也提出了对井口消除水合物的热力学和化学方法。

井筒完整性管理

由于井筒失效使得井筒功能丧失，增加了井控难度，一旦发生事故，甚至带来的严重的安全问题及后果。因此，井筒完整性的评价和管理尤为重要。井筒完整性如此重要，各大石油公司和油服公司从未停止。国外油气管道完整性评价与管理技术起源于20世纪70年代。90年代，管道完整性管理技术得到进一步发展并逐渐形成了一套较为完整的管道完整性管理体系。

与国外相比，我国在井筒完整性方面的研究还相对落后。结合国外已有的研究和成功案例，国内在井筒完整性方面的研究重点是：对井下管柱及附件管材和检测新方法的研究以及防腐措施和套管受损修复技术的研究；研制良好的水泥浆体系，以确保水泥环的完整性；井口系统密封技术的研制；井筒完整性管理系统以及井筒完整性设计方法的建立。通过理论和应用相结合，使井筒完整性技术尽快赶上国际水平，以确保我国石油勘探开发的需要。

业内现在已经出现了很多种井筒完整性管理技术，本期为大家带来以下三种技术：Archer推出的Point system井筒完整性管理系统；NOV推出的井下完整性管理新工具TracTag和TracAssest；贝克休斯推出的V0等级ZXHD尾管封隔器。

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Archer推出的Point system

传统的井筒泄漏探测技术如温度、噪声测井，诊断的可靠性受漏速和漏点位置影响很大。Archer推出的Point system，以独具见解的完整性动力学为核心，是一套前摄型、系统化的完整性管理方法，可以高效、准确、全面地定位全井系统的漏点和流道，降低完整性风险。

NOV的完整性管理工具TracTag和TracAssest

NOV以射频技术为载体开发了井下工具识别管理工具和软件平台。该系列的技术如同一名不只疲倦的追踪者，可以对井下工具的一举一动进行监测和控制。不论是出厂的参数，还是在使用过程中所进行过的维修维护作业信心，都可以轻松掌握在手，帮助客户做出更加明智、优化的决策。

贝克休斯的V0等级ZXHD尾管封隔器

在高压油气井尾管固井作业中，由于油气水窜等影响，导致井筒完整性降低，影响油气井的生产寿命。贝克休斯研制的ZXHD尾管顶部封隔器，具有V0级气密封效果，最大承受69MPa压差，可提高尾管段固井质量，延长油气井生产周期，是保障高压油气井完井效果的利器。

石油圈将会长期跟踪国内外最新井筒完整性技术、设备及发展趋势，在以后的内容中为大家带来更多、更有价值的信息。敬请关注。

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