高强度页岩气井开采用CB140V套管的开发

刘广华，陈松林，苏郑卿

（江苏常宝普莱森钢管有限公司，江苏 常州 213200）

随着世界油气工业的发展以及各国对能源的战略需求增大，自美国页岩气革命以来，直井和水平井的压裂工艺已成为开发页岩气的关键因素，而压裂作为一种关键的增产技术手段在页岩气开发过程中已得到广泛应用［1-3］。在压裂过程中，页岩气井的生产套管出现了大量的变形损坏，严重影响生产。根据相关文献分析［4-10］，套管损坏主要表现为套管管体受到的外界非均匀载荷超出套管能力极限，导致套管整体结构失稳，发生点变形，主要变形为剪切变形和挤压变形。因此，在页岩气套管选型及套管生产过程中，提高壁厚和屈服强度均可以提高抗外压挤毁强度，能有效地减少套管变形。

抗挤毁性能作为套管的主要实物性能指标，起着维持套管稳定性的重要作用。参考部分文献资料，在钢管规格确定的情况下，影响抗挤毁性能的主要参数是：外径椭圆度、壁厚均匀性、屈服强度和残余应力［11-16］。因此，在屈服强度达到钢级要求的同时，控制好套管的几何尺寸精度并降低残余应力，可以生产出具有较高抗挤毁强度的套管。

以Φ139.7 mm×12.7 mm规格CB140V钢级套管为例，从钢管生产过程中的尺寸控制、性能控制等方面介绍了页岩气套管开发生产过程。根据API TR 5C3—2018《套管或油管的性能计算》，对于Φ139.7 mm×12.7 mm规格CB140V钢级套管，其适用的抗挤毁强度Pyp计算公式为塑形挤毁压力公式，见公式（1），该规格产品的理论抗挤毁强度可以达到159.5 MPa。……