CN102536164A - 超高温完井技术 - Google Patents

Abstract

本发明是一种适应井筒流体温度范围200~>1000℃的耐高温完井系列。该系列具有以下特点：第一，既确保超高温条件下固井的稳定，又不十分昂贵；第二，可以根据需要进行降温和保温功能互换，一井可以当两口井用；第三，报废时完井材料大部分还可以回收，重复使用。

Description

超高温完井技术

技术领域

完井。 

背景技术

完井技术、保温技术、冷却技术。 

发明内容

目前的高温井，流体温度还不太高（<200℃），高温完井均采用热稳定完井技术。完井的热稳定由热稳定最差的材料决定。钢质的套管比固井的水泥热稳定性高得多，用高温水泥固井是高温完井的通用技术。但是超高温（>200℃），比如井筒内流体温度高达500℃时仅仅靠高温水泥固井就显得不够了。这时候就需要隔热完井技术。 

隔热完井技术：

隔热完井技术由三部分组成（图1）。内层为特种钢制成的超高温套管，保证超高温条件下套管刚度。中间为隔热材料制成的隔热层。外面才是高温水泥固井层。

原理：热流量是一定面积的物体两侧存在温差时，单位时间内由导热、对流、辐射方式通过该物体所传递的热量。通过物体的热流量与两侧温度差、面积和传热系数成正比，与厚度成反比。受井径限制隔热层厚度比较薄，外层面积增加有限。在稳定状态下各层热流量是相等的，由于隔热材料的传热系数比固井材料低很多，隔热层温差比固井层温差大得多，从而成倍提高抗高温能力。 

运用范围：隔热完井抗高温能力是有限的。随着流体温度升高，隔热层增厚的同时对套管钢材的高温稳定性提出了更高的要求。温度越高，隔热成本越高，隔热完井只能在较低超高温（<400℃），或者比较短的井段范围内使用。要解决更高温度和更长井段的超高温问题还需要冷却完井技术。 

冷却完井技术：

冷却完井技术由冷却套管和普通固井水泥层组成。如图2所示，套管分隔成进水和出水格。首先下冷却套管（图2-1），然后用普通固井水泥固井（图2-2），固井后在冷却套管充满冷却水（图2-3），最后在内套管内采（或注）超高温流体。

原理：水循环冷却水温度低于水沸点，内套管温度不会比水沸点高很多，对钢材要求大大降低。外套管更低于水沸点，用普通固井水泥即可。由于有水降温就是用火烧，温度达到1000℃也没有问题。 

保温完井技术：冷却完井套管内注入的不是水，而是隔热颗粒材料。冷却套管就变成了保温套管。其优势是产品保准化，只要准备一种套管，就能满足冷却和保温两种需要。 

冷却-隔热互换完井技术：

将冷却套管的水抽出的同时，注入高压气体平衡套管压力（图3-1）。等抽完水后，在压力平衡条件下，注满隔热颗粒（如根据需要注入塑料泡沫或陶瓷等），并保持这个压力（图3-2）。冷却套管即变为保温套管。

反之将隔热套管的隔热颗粒抽出的同时，注入高压气体平衡套管压力。等抽完隔热颗粒后，在压力平衡条件下，注满水，并保持这个压力。隔热套管即变为冷却套管。 

[0012] 冷却-隔热互换回收完井技术：

分隔架与内套管为可拆除连接。比如锡焊接，锡熔点231.89℃，热风即可拆除。这样在弃井时先抽出隔热颗粒（图3-3），最后内套管和分隔架也一起抽出回收（图3-4）。

附图说明

图1是隔热完井截面图。 

图2是冷却完井工艺图。 

图3是冷却-保温-回收工艺图。 

Claims (5)

1.隔热套管设计：套管外包隔热层构成超高温隔热套管的设计方案。

2.冷却套管设计：内、外套管间用水进行冷却构成超高温冷却套管的设计方案。

3.保温套管设计：内、外套管间用隔热颗粒进行保温构成超高温保温套管的设计方案。

4.冷却-保温互换设计：冷却水与隔热颗粒互换使得一个套管可以根据需要进行冷却套管与保温套管进行互换。

5.可回收套管设计：分隔架与外套管为可拆除连接，弃井时内套管和分隔架可抽出回收。

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