高含硫气井速度管柱作业工艺实施与改进

张福杰; 黄生松; 王德有; 于铁峰; 侯明明; 刘涛涛

doi:10.12473/CPM.202505010

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高含硫气井速度管柱作业工艺实施与改进

油气田开发工程 | 更新时间：2026-10-15

- 高含硫气井速度管柱作业工艺实施与改进
- Implementation and Improvement of Velocity String Technology for High-Sulfur Gas Wells
- 石油机械 2026年54卷第9期页码：102-110
- 作者机构：
  
  中国石油长城钻探工程公司
- 作者简介：
  
  张福杰，高级工程师，生于1973年，1997年毕业于江汉石油学院石油地质勘查专业，现从事连续管工艺技术研究与应用相关工作。地址：（100101）北京市朝阳区。email：jlzhangfj@cnpc.com.cn。
- 基金信息：
  
  中国石油天然气集团有限公司青年科技专项“高含硫强边底水碳酸盐岩气藏控排水采气关键技术研究”(2024DQ03059)
- DOI：10.12473/CPM.202505010
  中图分类号： TE37
- 收稿：2025-05-08，
  
  修回：2026-03-04，
  
  录用：2025-07-15，
  
  纸质出版：2026-09-25
- 稿件说明：
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张福杰，黄生松，王德有，等.高含硫气井速度管柱作业工艺实施与改进［J］.石油机械，2026，54（9）：102-110.

Zhang Fujie，Huang Shengsong，Wang Deyou，et al.Implementation and improvement of velocity string technology for high-sulfur gas wells ［J］.China Petroleum Machinery，2026，54（9）：102-110.
张福杰，黄生松，王德有，等.高含硫气井速度管柱作业工艺实施与改进［J］.石油机械，2026，54（9）：102-110. DOI： 10.12473/CPM.202505010.

Zhang Fujie，Huang Shengsong，Wang Deyou，et al.Implementation and improvement of velocity string technology for high-sulfur gas wells ［J］.China Petroleum Machinery，2026，54（9）：102-110. DOI： 10.12473/CPM.202505010.

摘要

中亚某气田处于生产中后期，部分生产井出现气层产水、井筒积液等问题。该气田储层高含硫化氢（体积分数4.5%）、高含二氧化碳（体积分数6%）、高氯离子（质量浓度52 000 mg/L），且井口关井压力高（24 MPa），速度管柱工艺面临管柱腐蚀、硫化氢泄漏、井口改造施工难度大及施工井控风险高等难题。为此，开展了室内腐蚀与应力腐蚀试验以优选速度管柱材质；基于摩阻压降计算与系统节点分析确定速度管柱尺寸，并结合携液能力模拟确定下入深度；改进了悬挂器卡瓦锁紧结构和防上顶法兰密封套结构，优选了铰链式环切工具，设计了自平衡式堵塞器；制定了全程无动火的井口改造方案，并采用井口分流泄压方法降低井口压力。研究结果表明：优选的TS-80CRT（2205）双相不锈钢连续管腐蚀速率由2.191 mm/a降至0.022 mm/a，720 h应力腐蚀试验未发现裂纹；确定速度管柱尺寸为ø44.45 mm、下入深度为3 150 m；改进后的卡瓦消除了轴向错位，胶筒受力均匀、密封可靠，密封套安装时间由5.5 h缩短至1.5 h，28 HRC高硬度速度管柱井口切割用时5 min，堵塞器地面开启压力由33 MPa以上降至13 MPa；井口改造实现全程无动火作业，井控安全得到保障；3口井作业一次性成功率100%，投产后增产稳产效果明显。该工艺可为同类井速度管柱作业提供借鉴。

Abstract

In a gas field

in Central Asia， which is in the mid-late stage of production， some active wells have demonstrated complexities such as water production from gas layers and liquid accumulation in wellbore. High H2S content （4.5 vol.%）， high CO

content （6 vol.%） and high Cl- mass concentration （52，000 mg/L） of reservoirs， as well as high wellhead shut-in pressure （24 MPa）， bring significant challenges to the velocity string technology， such as string corrosion， H

S leakage， difficulty in wellhead modification， and high well control risks. To address these challenges， laboratory corrosion and stress corrosion tests were conducted to select the optimal material of velocity string. The velocity string size was defined by friction pressure drop calculations and system nodal analysis， and the landing depth was determined through liquid-carrying capacity simulation. The slip locking mechanism of the hanger and the sealing sleeve structure of the hold-down flange were improved， a hinged ring-cutting tool was selected， and a self-balancing plug was designed. A wellhead modification scheme involving no hot work throughout the entire process was developed， and a wellhead pressure diversion method was adopted to reduce the wellhead pressure. The results show that the TS-80CRT （2205） duplex stainless steel coiled tubing （CT） selected for the velocity string indicates a corrosion rate reducing from 2.191 mm/a to 0.022 mm/a， and with no crack observed at 720 h during stress corrosion test. The velocity string size and landing depth are determined to be ø44.45 mm and 3，150 m， respectively. Through improvements， the slip avoids axial misalignment， and the rubber packer achieves uniform force distribution and reliable sealing； moreover， the sealing sleeve installation time reduces from 5.5 hours to 1.5 hours， the wellhead cutting of the 28 HRC high-hardness velocity string is completed in 5 minutes， and the plug opening pressure at the surface drops from above 33 MPa to 13 MPa. The wellhead modification is accomplished with

out any hot work， ensuring well control safety. Application in three wells achieved a 100% success rate in one-time operation， with significant efficacy in subsequent production increase and stabilization. This technology provides a reference for velocity string operations in similar wells.

关键词

Keywords

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