页岩气开发用高强高韧套管设计及适用性研究

董晓明，张忠铧，罗 蒙

(宝山钢铁股份有限公司研究院 上海 201900)

·试验研究·

页岩气开发用高强高韧套管设计及适用性研究

董晓明，张忠铧，罗 蒙

(宝山钢铁股份有限公司研究院 上海 201900)

针对川渝地区页岩气开采特点及生产套管在下入、固井、压裂等工艺下的服役条件，设计出宝钢页岩气开采用高强度高韧性套管及其气密封螺纹接头。对其强韧性、微观组织和抗挤毁性能进行了测试，结果表明材料韧性稳定达到屈服强度10%以上，冲击功的各向异性显著降低，同时还模拟页岩气生产套管不同位置及不同施工阶段所受到的复合载荷对套管的适用性进行了研究，用于支撑川渝地区页岩气井生产套管的选用。

套管；页岩气；韧性；特殊螺纹接头

0 引 言

近年来对页岩气、致密油气等非常规油气资源开发的重视程度越来越高，美国、加拿大等国家重点勘探开发页岩气资源，开发技术已趋于成熟。国内页岩气的勘探开发尚处于起步阶段, 但是开发工艺和技术发展迅速[1,2]。目前国内已形成涪陵、长宁、威远、延长四大产区，产能超过60亿立方米，年产量逐年增加。页岩气目前开发多采用水平井多级分段射孔压裂技术[3]，该工艺对套管的抗内压强度、抗挤毁强度均提出了较高的要求。对页岩气钻完井作业特点分析发现，大斜度井、水平井在完井期间需要对20段左右的井段分别进行射孔和储层改造，且单段射孔段较长(超过50 m)[3]，低韧性高强度套管在射孔过程中易发生开裂，长期服役过程中在地层应力的作用下裂纹易发生拓展，从而导致套管失效；……