法国瓦卢瑞克完成250°C地热套管高温挤毁测试
2026-05-26 14:27
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维度网讯,超热或超临界地热资源的开发利用,正成为地热行业的前沿探索方向。冰岛、新西兰和美国等国家正在开展相关研究,但极端环境对钻井、完井和地面设施技术提出了更高要求。其中,套管挤毁被确认为高温地热井中最严重的失效模式之一,对井的长期产能和安全运行构成重大挑战。

为最坏情况做准备——超热地热井套管挤毁测试

历史上,多起套管挤毁事件记录了这种挑战的严重性。1982年希腊尼西罗斯岛的Nisyros-1井在钻探中遇到超过400°C的高温流体,导致生产套管在多个深度发生严重变形。冰岛深钻项目(IDDP-1)意外钻遇岩浆,产出450°C的过热蒸汽,其套管在后续作业中发生挤毁。2025年对印度尼西亚东爪哇某地热井的分析显示,即使在地表温度相对较低的条件下,因滞留流体热膨胀导致的环空压力积聚也能造成套管挤毁。

为应对日益严峻的井完整性挑战,瓦卢瑞克(Vallourec)对高温地热环境下的套管性能进行了深入研究。该公司识别出两种主要的挤毁机理:固井期间的差压外压,以及生产期间滞留流体热膨胀引起的环空压力积聚。针对这些机理,瓦卢瑞克开发了高抗挤(HC)和极端抗挤等级的管材,其抗挤强度显著高于常规API管材。

大多数传统的挤毁测试在常温下进行,而地热井套管常暴露于超过250°C甚至400°C的温度。为填补这一关键测试空白,瓦卢瑞克在其位于法国北部的研发中心投资建设了新的高温测试能力。该公司报告进行了业内首次高温下的物理套管挤毁测试,对15根13 3/8英寸、材质为VM80HC的套管在250°C下进行了测试。测试结果与理论模型高度吻合,为操作人员提供了首批经过验证的高温挤毁数据,并验证了其高抗挤管材的性能优势。

工业机房内的大型蓝色设备、黄色夹具以及贯穿装置中央的锈色管道

随着地热钻井向更深、更热的地层发展,油气井领域的常规套管设计方法已无法完全适用。在地热条件下进行专项挤毁测试,有助于操作人员设定更现实的安全裕度,优化井设计,并为制定针对超临界地热条件的国际标准提供基础。实践经验表明,未来的地热开发将依赖于综合解决方案,包括改进的套管冶金技术、先进的固井实践、环空压力管理以及专为地热工况设计的挤毁测试。

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