ICS 75.180.10
CCS E 92
中华人民共和国国家标准
GB/T 43231—2023
石油天然气工业 页岩油气井套管选用及工况适用性评价
Petroleum and natural gas industries—Selection and adaptability evaluation ofcasing for shale oil and gas wells
2023-09-07发布
2024-01-01实施
国家市场监督管理总局
发布国家标准化管理委员会
GB/T 43231—2023
目次
前言 ………………………………………………………………………………………………………………I
1范围 …………………………………………………………………………………………………………………1
2 规范性引用文件 …………………………………………………………………………………………………1
3 术语和定义 ………………………………………………………………………………………………………1
4 符号 ………………………………………………………………………………………………………………2
5 套管柱选用、评价和设计……………………………………………………………………………………3
5.1 套管柱选用及评价 ………………………………………………………………………………………3
5.2 套管柱强度设计方法 ……………………………………………………………………………………4
5.3套管柱应变设计方法 …………………………………………………………………………………6
5.4 安全系数 ……………………………………………………………………………………………………6
6 技术要求 …………………………………………………………………………………………………………7
6.1制造方法 ……………………………………………………………………………………………………7
6.2化学成分 …………………………………………………………………………………………………7
6.3拉伸性能 ………………………………………………………………………………………………7
6.4 硬度 …………………………………………………………………………………………………………8
6.5夏比(V型缺口)冲击吸收能 ………………………………………………………………………………8
6.6晶粒度 ……………………………………………………………………………………………………9
6.7非金属夹杂物 ……………………………………………………………………………………………9
6.8几何尺寸与质量 ………………………………………………………………………………………9
6.9静水压试验……………………………………………………………………………………………10
6.10 残余应力 …………………………………………………………………………………………………10
6.11抗挤强度 ……………………………………………………………………………………………10
7 套管工况适用性评价…………………………………………………………………………………………12
7.1 适用性评价流程………………………………………………………………………………………12
7.2 试样 ……………………………………………………………………………………………………12
7.3安装要求………………………………………………………………………………………………13
7.4适用性评价技术要求…………………………………………………………………………………13
7.5 适用性评价试验程序…………………………………………………………………………………14
附录 A(规范性)套管抗剪切性能评价方法………………………………………………………………19
附录 B(规范性)套管抗非均匀外挤评价方法……………………………………………………………21
GB/T 43231—2023
石油天然气工业 页岩油气井套管选用及工况适用性评价
1 范围
本文件规定了页岩油气井生产套管柱选用、评价和设计，技术要求，套管工况适用性评价。本文件适用于页岩油气井用生产套管柱选用和评价，同时适用于含泥岩层段、碳酸盐岩层段套管柱选用和评价。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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。
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3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
剪切强度 shear strength使套管内壁上产生最小屈服应力的外部剪切载荷值。
3.2
最大应变 design strain地层滑移工况套管径向产生的最大等效应变。
3.3
许用应变 allowable strain
套管能承受的最大应变值。
3.4
螺纹接头 connection
一个外螺纹与其相连接箍的组合或一个完整接箍。
4 符号
下列符号适用于本文件。
A₄ ——管端截面积，单位为平方毫米(mm²)。
A。 ——接箍截面积，单位为平方毫米(mm²)。
Ajp ——最末一扣管壁横截面积，单位为平方毫米(mm²)。D ——套管规定外径，单位为毫米(mm)。D ——管体平均外径，单位为毫米(mm),
△D ——水泥环变形量，单位为毫米(mm)。Dg ——接箍外径，单位为毫米(mm)。
△Da ——套管变形量，单位为毫米(mm)。
△Dag——狗腿度导致套管内通径改变，单位为毫米(mm)。
△D。 ——非均匀外挤工况套管径向弹性变形量，单位为毫米(mm)。
△D ——地层滑移量，单位为毫米(mm)。
Dmx —-同一横截面上实测的最大外径值，单位为毫米(mm)。
△Dmx——非均匀外挤工况套管允许最大径向变形量，单位为毫米(mm)。Dmin ——同一横截面上实测的最小外径值，单位为毫米(mm)。
△D ——剪切载荷工况套管径向弹性变形量，单位为毫米(mm)。
△Dmax——剪切载荷工况套管允许最大径向变形量，单位为毫米(mm)。
d ——由规定外径D和规定壁厚t计算得到的内径，d=D-2t,单位为毫米(mm)。d₀ ——接箍内径，单位为毫米(mm)。ec ——壁厚不均度，数值以百分数(%)表示。
Fmx ——非均匀外挤工况套管最大变形时对应地层载荷，单位为千牛(kN)。
F, ——套管非均匀外挤强度，单位为千牛(kN)。
F, ——套管剪切强度，单位为千牛(kN)。
Fmx ——剪切工况套管最大变形时对应地层载荷，单位为千牛(kN)。Fy ——套管轴向等效载荷，单位为千牛(kN)。L; ——螺纹配合长度，mm。n ——套管应变设计安全系数。
ov ——外径不圆度，数值以百分数(%)表示。P ——抗内压强度，单位为兆帕(MPa)。P ——抗挤强度，单位为兆帕(MPa)。Pe ——弹性挤毁压力，单位为兆帕(MPa)。P; ——套管内压，单位为兆帕(MPa)。
Pmx ——压裂过程井底最大内压载荷，单位为兆帕(MPa)。Pmin ——压裂过程井底最小内压载荷，单位为兆帕(MPa)。P。 ——套管外压，单位为兆帕(MPa)。
P₀ ——塑性挤毁压力，单位为兆帕(MPa)。
Py ——屈服挤毁压力，单位为兆帕(MPa)。
r; ——套管内半径，r;=d/2,单位为毫米(mm)。
r。 ——套管外半径，r。=D/2,单位为毫米(mm)。
△T ——温度改变，单位为摄氏度(℃)。