目前，國內天然氣需求 急劇增多，天然氣的 開發力度逐年加大。 近些年高溫高壓酸性 氣藏相繼發現并投入開發，同時也 暴露出一些問題。由于地層壓力、 溫度高，對完井管柱及配套工具的 耐溫、耐壓要求也相應提高，要求 井口及井下工具具備耐腐蝕性的同 時還要密封可靠。開采過程中，若 在井口采用節流措施，由于井底到 地面溫度和壓力變化較大，節流效 應往往造成水合物的產生而堵塞管 柱， 影響生產。 同時由于腐蝕的原因， 使得氣井需要的例行修井次數增多， 造成產層污染， 嚴重影響氣井生產， 套管的腐蝕還將嚴重影響氣井的使 用壽命。頻繁的氣井維護將導致油 氣生產成本、勞動強度顯著增加， 極大地影響了油氣生產效益。 因此， 研究人員針對高溫高壓酸性氣藏的 特點，研發出新的高溫高壓酸性氣 藏完井技術，以下簡稱“抗三高” 完井技術。
 
腐蝕因素及影響
 
        鋼材在酸性環境中的腐蝕主要 包 括 電 化 學 腐 蝕， 以 及 在 H 2 S 環 境中的應力腐蝕。地層水和天然氣 中的凝析水與油管接觸在油管內壁 形成一層很薄的水膜，天然氣中的 CO 2 溶解水膜中使水膜的 pH 值下 降，呈酸性，于是腐蝕從油管內壁 開始發生。溫度是影響 CO 2 腐蝕的 重要參數，在低于 60℃時，不能形 成保護性膜層，腐蝕產物膜軟而無 附著力，表現為均勻腐蝕，且腐蝕 速率大；150℃以上時，腐蝕產物 為細致、緊密、附著力強的 FeCO 3 和 Fe 3 O 4 膜，腐蝕速率降低；在溫 度小于 60℃時，鋼的腐蝕速率隨 CO 2 分壓增加而增大；在溫度大于 60℃及在實際中，只能用經驗公式 估算沒有膜的裸鋼在最壞情況下的 腐蝕速率。 在 H 2 S 環境下主要存在兩種腐 蝕，即電化學腐蝕以及應力腐蝕。 應力腐蝕開裂（SSCC）是金屬在含 硫天然氣和應力兩者作用下產生的 破裂，應力開裂往往造成災難性事 故。發生 SSCC 的應力值通常遠低 于鋼材的抗拉強度，引起 SSCC 的 主要因素為環境因素（H 2 S 濃度、 pH 值、溫度及作用的應力）。
 
“抗三高”完井技術應用
 
        酸性氣藏完井技術對入井材質 的防腐性能以及絲扣的密封性能提 出了更高的要求，因此酸性氣藏完 井作業需根據酸性氣藏類型、巖石 性質、巖石應力敏感性及腐蝕性氣 體含量等，確定合理的完井方式。 對于高溫高壓酸性氣井，完井管柱 設計時考慮到防腐的同時，還必須 保證管柱耐高溫高壓，防止管柱及 工具泄漏，因此要求材質防腐、扣 型密封。 管徑大小與完井工藝方面， 應要求更好地利用地層能量，盡量 使用大管徑油管提高采氣速度，減 少酸性氣井開采周期，縮短酸性氣 田高投資的回收期，提高開采期井 下和地面安全性。采用各種工具的 最小通徑能滿足完井及后續動態監 測的要求，達到高效、經濟、安全 開發之目的。
 
        目前， 高 溫、 高 壓、 高 腐 蝕 條 件 下 的 完 井 技 術 已 應 用 了 4 口 井， 在 松 南 氣 田 應 用 了 3 口 井， 川 東 北 河 壩 區 塊 應 用 了 1 口 井。 松南火山巖氣田是高含 CO 2 的酸 性氣藏，三口井的目的層都在營城 組， 地 層 條 件 相 似，CO 2 含 量 為 18.1%~27.41%。 根 據 CO 2 分 壓， 管柱材質選擇的是抗 CO 2 腐蝕 SM 13Cr80。根據配產要求，并通過節 點分析，油管尺寸選擇 Φ73mm， 滿足生產要求。 為了保護上部套管， 避免上部套管與腐蝕性氣體接觸而 降低套管的使用壽命，完井投產管 柱采用永久封隔器完井管柱，管柱 上部采用井下安全閥及伸縮補償器； 為了保證油管及井下工具可靠密封， 采用 FOX 扣，3 口井都投產以來已 連續生產超過三年。 川 東 北 河 壩 區 塊 是 一 口 用 于 開 發 試 驗 的 水 平 井， 設 計 垂 深 4,610m， 該 井 預 測 地 層 最 大 壓 力 87.6MPa， 井 口 最 大 關 井 壓 力 為 73.85 MPa，預測目的層溫度為 114 ℃，H 2 S 含 量 0.65%，CO 2 含 量在 1% 左右，計算井底 H 2 S 分壓 為 0.57MPa， CO 2 分壓為 0.88MPa， 為典型高溫高壓酸性氣井。對該井 進行了選擇性襯管完井作業。
 
        完井投產管柱同樣采用的是永久封隔器 完井管柱，管柱上部采用井下安全 閥及伸縮補償器。根據 H 2 S、CO 2 分壓選擇 SM2535 系列油管作為生 產油管，滿足防腐要求，扣型選擇 VAM TOP 氣密扣，滿足密封要求。 油管尺寸選擇主要通過節點分析， 同時考慮到抗沖蝕及攜液要求，完 井管柱采用外徑 Φ89mm 油管。 套管及襯管材質及尺寸選擇根 據油套匹配關系，為了保護套管， 封 隔 器 上 部 采 用 Φ177.8mm110S 材 質 的 套 管， 封 隔 器 座 封 位 置 以 上 100m 及 以 下 20m 井 段 采 用 Φ 1 7 7 . 8 m m S M 2 5 3 5 - 1 1 0 材 質 套 管， 以 下 剩 余 套 管 選 用 Φ177.8mm110SS 材質，襯管采用 Φ139.7mm110SS 材質。該管柱結 構滿足安全生產及防腐要求。
 
“抗三高”完井技術優勢
 
        高溫高壓酸性氣藏完井技術的 管柱及配套工具耐溫、耐壓及防腐 要求的提高，井口及井下工具需選 用耐酸氣腐蝕的材質，同時還要求 密封可靠。完井管柱優化主要根據 油管對產量的敏感性，油管摩阻于 產量的關系， 氣井的流入流出特征， 以及抗氣流沖蝕、井筒攜液要求， 選擇最佳的油套管尺寸。對于高溫 高壓含 H 2 S、CO 2 氣井，為保證可 靠密封，管柱應采用氣密封特殊扣 油管；為了保護上部套管及井口， 管柱下部應接耐高溫高壓封隔器； 為避免油管伸縮對油管及封隔器造 成破壞及保證安全生產，管柱上部 采用耐高溫高壓伸縮補償器以及井 下安全閥。