ICS75.020 E13 备案号：37502—2012
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T5729—2012 代替SY/T5729-1995
稠油热采井固井作业规程
Heavy oil thermal - recovery well cementing operation procedure
2012—08—23发布
20121201实施
国家能源局 发布 SY/T57292012
目 次
前言
范围规范性引用文件
1 2 3 术语和定义
预应力工具结构示意图 5 固井设计要点 6 F 提拉预应力参考文献.
4
二 SY/T$729—2012
前言
本标准按照GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写给出的规则起草
本标准代替SY/T5729-1995《稠油热采井固井作业规程》。与SY/T5729--1995相比，主要技术变化如下：
删除了稠油热采井抗高温水泥的定义（见1995年版的第3章）：增加了预应力、地锚、热应力补偿器的定义（见3.1，3.2，3.3）：增加了预应力工具结构示意图（见第4章）： -增加了对地罐下人层位井径，岩性的特殊要求［见5.4a），b)；增加了锚瓜张开、提拉预应力成功的判断方法（见6.1.4.6.1.6）：增加了“先提拉预应力，后固井施工工艺”《见6.2）：删除了“井口固定章节（见1995年版的6.7）。
本标准由石油钻井工程专业标准化委员会提出并归口。 本标准起草单位：长城钻探工程有限公司固井公司。 本标准主要起草人：王玉新、李连江、刘铁权、李进、张熙康、侯希林。
1 SY/T5729—2012
稠油热采井固井作业规程
1范围
本标准规定了稠油热采井固井设计，施工要求和作业程序。 本标准适用于稠油热采井固井作业施工。
2.规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
SY/T5374.1固井作业规程第1部分：常规固井 SY/T5724套管柱结构与强度设计 SY/T6466油井水泥石抗高温性能评价方法 SY/T6544油井水泥浆性能要求
3·术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
预应力preceding stress 为抵消温度对套管伸长的影响，预先给套管施加的拉应力。
3.2
地锚casing anchor 将套管柱底端与地层锚定在一起，以实现提拉预应力固井作业的一种特殊装置。 注：地错包括实心地销、空心地销和组合式地铺等。
3.3
热应力补偿器 thermal stress compensator 当套管柱受热膨胀或降温收缩时，能补偿套管伸缩，将套管内应力值控制在屈服极限范围内的一
种特殊装置。
4预应力工具结构示意图
4.1实心地锚结构示意图
实心地错结构示意图见图1 4.2空心地锚结构示意图
空心地错结构示意图见图2。
1 SY/T 5729-2012
O
1一专用胶塞：2一密封胶圈：3-上顶杆：4一旋流循环孔5—机连杆组：6-尼龙球：
7一周定销钉：8一下顶杆：9一锚爪：10一引鞋
图1实心地锚结构示意图
1
1一缸套：2一胶：3一活塞：4—错爪5一固定销钉：6-铺瓜固定环
图2空心地锚结构示意图
4.3组合式地锚 4.3.1组合式地错结构示意图见图3。 4.3.2组合式地锚工作原理示意图见图4。 4.4热应力朴偿器结构示意图
热应力补偿器结构示意图见图5。
5固井设计要点
5.1套管柱 5.1.1生产套管宜采用具有抗高温性能的套管，采用偏梯形螺纹或特殊螺纹连接，螺纹最小抗拉强
2 SY/T5729--2012
6
1-压环：2-球座：3-托篮关闭套，4-闵球：5-弹黄：6-错瓜胀开器：7-铺爪 8一球座一托筐关闭套剪切销钉：9一活寒体卡簧：10球座扶正套：11一托篮关闭套卡黄：
12-活塞剪切销钉：13-托蓝关闭套出封围：14-活塞体
图3组合式地锚结构示意图
）恢复浮辅功能示意图
）自动灌钻井液示意图
b）锚爪张开示意图
图4组合式地错工作原理示意图
度应大于套管柱重量提拉套管时的预拉力。 5.1.2套管柱的强度设计应符合SY/T5724的规定。 5.2预拉力计算 5.2.1热应力
套管在受热条件下：产生最大热应力的计算见公式（1）：
(1)
Omx=X-E-AT
式中： dmn --金属线膨胀系数，取12.1×10-6℃-1；
套管所承受的最大热应力，单位为兆帕（MPa）：
钢材弹性模量，单位为兆帕（MPa），其值见表1：
B
3 SY/T5729—2012
1-矩套管：2-壳体：3-下压盖：4--上压盖：5-波纹管：6-中心管
图5热应力补偿器结构示意图
AT一一温度增加值，单位为摄氏度（℃）。
表工 钢材弹性模量E值
因数
钢绣
200℃ 1.69 1.88
250℃ 1.52 1.81
20C 2,10 2.10
300C 1.39 1.76
350C 1.20 170
40℃ 1.13 1.66
N-80 P-110 注1：E=因数×9.80665×10-MPa. 注2：其他钢材的E值由生产厂家提供。
5.2.2预应力
套管最小预应力的计算见公式（2）：
A-omA-0
(2)
式中： Aa 套管最小预应力，单位为兆帕（MPa）： A高温条件下套管强度降低系数，取0.66 o. 套管最小届服应力，单位为兆帕（MPa）。
5.2.3预拉力
对套管柱施加最小预拉力的计算见公式（3）：
F=0.1A-S
(3)
式中： F预拉力，单位为千牛（kN)： S一一套管管体截面积，单位为平方厘米（cm）。
5.2.4套管柱伸长
套管柱伸长的计算见公式（4）
4 SY/T5729—2012
AL-10H·F
(4)
E.S
式中： AL套管柱在预拉力F作用下的实际伸长，单位为米（m）： H套管柱长度，单位为米（m）。
5.3水泥浆体系 5.3.1根据热采方式和最高注蒸汽温度选择固井水泥浆体系，一般宜在G级水泥中掺水泥重量 40%~60%的石英砂，提高水泥石的抗高温性能。 5.3.2加砂水泥浆性能应符合SY/T6544的规定，水泥石抗高温性能测定应按照SY/T6466的要求。 5.3.3水泥浆返至地面。 5.4特殊要求
稠油热采井固井作业施工应符合SY/T5374.1的规定，还应满足以下特殊要求： a）地锚下入层位的井径应满足地错技术参数的要求，防止井径过大导致错爪张开后无法嵌入
地层。 b）地锚下入层位宜避开岩性较软的地层，防止提拉套管时锚瓜打滑。
使用抗高温套管螺纹密封脂（根据注蒸汽温度选择），均匀地涂在套管螺纹的表面上 d 下套管过程中，套管内应连续灌人钻井液或使用自动灌钻井液地锚，套管内揭空段的长度
不宜超过200m。 e) 对于“先固井施工，后提拉预应力工艺”和“技术套管提拉预应力工艺”而言，为满足提拉
预应力的要求，下完套管至替钻井液的全过程应上下活动套管，活动范围为3m~5m。
6提拉预应力
6.1先固井施工，后提拉预应力工艺 6.1.1套管柱结构
套管柱结构为：引鞋实心地锚套管（扶正器）长度调节套管联顶节。 6.1.2施工工序
施工工序为：下完套管→洗井→注前置液→注水泥浆→压胶塞→替钻井液→碰压一憨压→锚爪张开提拉预应力。 6.1.3憋压压力
憨压压力应大于或等于静压差销钉额定剪切压力附加压力。 6.1.4锚爪张开的判断方法
在整压过程中，当地铺内固定销钉剪断时，锚不张开并嵌入地层：对套管柱产生向上的支撑力，随着套管内压力升高，套管柱悬重呈下降趋势。如果压前和憋压后的悬重有明显差值（该值随井深、井斜等因素的不同而不同），那么可以确定锚爪张开并已经嵌入地层。
5