煤层气开采环境具有低渗透、低储层压力的特殊性,完井作业作为连接地下储层与地面采集系统的咽喉工程,其质量直接决定了单井产能与寿命。在实际作业中,完井管柱不仅要承受地层压力,还要面临压裂作业时的瞬时高压冲击。一旦套管螺纹连接失效或水泥环胶结不良,极易发生层间窜流,导致气产量骤降甚至全井报废。该批次测试任务聚焦于完井管柱的密封完整性,重点排查螺纹连接处的抗内压强度与抗拉伸性能。
现场送检的样品为φ139.7mm规格的煤层气专用套管,测试环境要求极为严苛。样品抵达实验室时,表面覆盖着厚重的防腐脂,必须先进行彻底清洗再进行尺寸测量。在准备阶段,有一根套管接箍因为运输途中的磕碰,导致端口出现了肉眼难以察觉的微变形,这一细节差点被忽略。这事我记了五年,温度计没校就插进了水浴锅,一年白干就为这点疏忽。因此,在该批次测试启动前,我们强制要求对所有量具进行二次核验,特别是用于测量螺纹锥度的专用量规,必须在校准合格证有效期内使用,确保每一个数据的溯源性。
面向送检的三组平行样,我们遵照现行有效的国家标准GB/T 19830-2017《石油天然气工业 油气井套管或油管用钢管》进行了系统的水压密封测试。测试介质为清水,环境温度控制在24℃±2℃。在加压过程中,我们选用了阶梯式升压法,每升高5MPa保压5分钟,观察压力表读数变化及管体有无渗漏。值得注意的是,三组平行样在达到设计工作压力时,虽然均未发生破裂,但其稳压期间的微小压力降存在明显差异,这反映了样品加工精度的不一致性。
| 样品编号 | 目标压力 | 保压时间 | 实测压力降 | 判定指标 |
| 1#平行样 | 50 MPa | 15 min | 179.5 kPa | 合格 |
| 2#平行样 | 50 MPa | 15 min | 175.25 kPa | 合格 |
| 3#平行样 | 50 MPa | 15 min | 173.05 kPa | 合格 |
上表数据显示,三组样品的压力降均低于标准规定的临界值,密封性能满足要求。然而,1#样品的压力降数值略高于另外两组,经拆解分析发现,其螺纹脂涂抹厚度不均,局部区域存在微小空隙,这成为了潜在的泄漏风险点。这种细微的差异在日常验收中极易被掩盖,但在长期的井下服役过程中,可能演变为刺漏通道。本机构在处理此类数据时,不仅关注最终判定指标,更会对数据波动趋势进行标记,确保风险前置预警。
除了密封性能,螺纹几何参数的测量同样关键。螺纹的锥度、齿高和紧密距直接影响接头的连接强度与密封性。测量过程中,我们使用了高精度的螺纹单项仪。在实际操作中,由于螺纹表面存在硬度差异,测量力度的控制极难拿捏。力度过大,测头会划伤齿面;力度过小,测头接触不良,读数跳动。一名新进测试员在进行紧密距测量时,因手部晃动导致专用量规与螺纹啮合不到位,造成该组数据无效,不得不报废该次测量记录并重新调整设备归零,这不仅是时间的浪费,更是对样品表面的不可逆损耗。
在对螺纹缺陷进行目视检查时,我们发现了一处长度约等于成年人小拇指末节长度的纵向划痕,位于2#样品的接箍端面内侧。根据标准判定,该缺陷深度未超过壁厚的5%,且未触及密封面,判定为不影响使用。但这一发现提示生产方,在下井前的搬运环节存在防护短板。我们在测试报告中特别备注了该外观缺陷,建议现场作业人员在后续卸扣操作中增加对内螺纹区域的保护措施。
在该批次煤层气完井测试的最后阶段,我们还进行了模拟腐蚀环境的辅助测试。在配制模拟地层水溶液时,由于溶液配比浓度计算失误,导致第一批次浸泡试验的pH值偏离预定值,样品表面出现了异常的腐蚀斑点。经核查,系试剂称量天平未进行前置预热导致读数漂移。我们当即决定报废该批次全部浸泡液,重新配制并清洗样品,这一试错过程虽然延误了半天工期,但保证了最终腐蚀速率数据的真实性。
通过该批次测试,我们积累了关于煤层气套管密封测试的几项关键经验:
综合以上实测数据,判定该批次样品符合相关标准要求,建议后续关注螺纹脂涂抹工艺对密封压力降的波动趋势。
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