由于載荷和環(huán)境工況比較惡劣，高溫高壓井試油與完井投產(chǎn)過程中常發(fā)生套管變形、管柱斷脫、封隔器失封等井筒安全事故，造成了經(jīng)濟損失和人員傷亡，影響了部分區(qū)塊的開發(fā)進程。
為此，自1995年起，在國家科技重大專項、國家自然科學基金及中石油、中石化協(xié)作項目支持下，根據(jù)高溫高壓井試油與完井投產(chǎn)工藝特點，系統(tǒng)地開展了以下技術研究及現(xiàn)場應用工作：
套管強度安全評價和控制技術：
- 創(chuàng)新研制了環(huán)塊式及往復式鉆桿-套管磨損實驗機，模擬鉆進和起下鉆，系統(tǒng)地實驗測取了磨損效率等預測套管磨損程度的關鍵參數(shù)，提高了套管磨損預測的準確性與針對性；
- 建立了磨損套管剩余強度雙極坐標解析分析方法；
- 考慮孔邊應力集中和射孔孔眼開裂傾向，建立了射孔套管剩余強度評價方法；
- 建立了試油與完井投產(chǎn)過程中非均勻載荷及溫度耦合載荷作用下“套管強度安全評價和控制方法”；
- 開發(fā)了“套管磨損程度及剩余強度分析軟件”、“試油與完井投產(chǎn)套管強度分析軟件”。
管柱強度安全評價和控制技術：
- 針對傳統(tǒng)管柱力學分析方法的不足，發(fā)明了遙測式試油井下管柱工作參數(shù)實時監(jiān)測裝置；
- 創(chuàng)新研制了試油管柱井下“載荷測試器”和“振動測試器”、“射孔壓力及管柱震動測試器”；
- 考慮跨隔和管柱變徑、井筒變徑、油管接頭及封隔器影響，建立了變截面受壓管柱屈曲分析方法；
- 考慮井筒與射孔液的流固耦合，探明了射孔管柱的動力響應機理；
- 研制了環(huán)路式液固耦合沖蝕實驗臺，實驗獲取了管材沖蝕預測關鍵參數(shù)；
- 建立了”高溫高壓井試油與完井管柱強度安全評價和控制方法“；
- 開發(fā)了“試油與完井管柱力學分析軟件”。
封隔器安全評價和控制技術：
- 分析了卡瓦、水力錨咬入套管的深度及其對套管的影響，建立了封隔器定位與密封性能評價和控制方法；
- 在管柱力學分析軟件中創(chuàng)新增加了封隔器性能信封曲線和井下工具零件應力分析模塊；
- 優(yōu)選封隔器、優(yōu)化坐封與施工參數(shù)、優(yōu)化改進封隔器結(jié)構(gòu)，確保封隔器有效定位、密封。
管柱入井質(zhì)量控制技術：
- 確定了油管入井質(zhì)量檢測與控制指標，制定了《高溫高壓井試油與完井管柱入井質(zhì)量控制規(guī)范》；
- 創(chuàng)新研制了液壓管鉗扭矩標定儀；
- 通過對液壓管鉗的校驗，確保了油管接頭上扣扭矩的精度和油管入井質(zhì)量。
中國科學院高德利院士、郭尚平院士和中國工程院李根生院士、李鶴林院士評價、鑒定意見：“總體達到國際先進水平”。
根據(jù)塔里木油田、大慶油田等七家企業(yè)不完全統(tǒng)計，產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益約140620萬元。授權軟件著作權2件、發(fā)明專利4件、實用新型專利18件。成果被引入《SY/T6581-2012 高壓油氣井測試工藝技術規(guī)程》和中國石油《高溫高壓及高含硫井完整性設計準則》等行業(yè)標準和企業(yè)規(guī)范，促進了我國高溫高壓井試油與完井投產(chǎn)技術的進步。
由于載荷和環(huán)境工況比較惡劣,高溫高壓井試油與完井投產(chǎn)過程中常發(fā)生套管變形、管柱斷脫、封隔器失封等井筒安全事故,造成了經(jīng)濟損失和人員傷亡,影響了部分區(qū)塊的開發(fā)進程。為此,自1995年起,在國家科技重大專項、國家自然科學基金及中石油、中石化協(xié)作項目支持下,根據(jù)高溫高壓井試油與完井投產(chǎn)工藝特點,系統(tǒng)地開展了“套管強度安全評價和控制”、“管柱強度安全評價和控制”、“封隔器安全評價和控制”和”管柱入井質(zhì)量控制“技術研究及現(xiàn)場應用工作,形成了“高溫高壓井試油與完井投產(chǎn)井筒強度安全評價和控制技術”,為我國陸上油田500余口高溫高壓井試油與完井投產(chǎn)提供了技術支持,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益和良好的社會效益。中國科學院高德利院士、郭尚平院士和中國工程院李根生院士、李鶴林院士評價、鑒定意見“總體達到國際先進水平”。（1）套管強度安全評價和控制技術：根據(jù)高溫高壓井井身結(jié)構(gòu)及試油與完井投產(chǎn)工藝特點和套管強度安全評價需要,創(chuàng)新研制了環(huán)塊式及往復式鉆桿-套管磨損實驗機,模擬鉆進和起下鉆,系統(tǒng)地實驗測取了磨損效率等預測套管磨損程度的關鍵參數(shù),提高了套管磨損預測的準確性與針對性;建立了磨損套管剩余強度雙極坐標解析分析方法;考慮孔邊應力集中和射孔孔眼開裂傾向,建立了射孔套管剩余強度評價方法;建立了試油與完井投產(chǎn)過程中非均勻載荷及溫度耦合載荷作用下“套管強度安全評價和控制方法”;開發(fā)了“套管磨損程度及剩余強度分析軟件”、“試油與完井投產(chǎn)套管強度分析軟件”。（2）管柱強度安全評價和控制技術：根據(jù)高溫高壓井試油與完井投產(chǎn)工藝特點,根據(jù)管柱組合特點及管柱強度安全評價需要,針對傳統(tǒng)管柱力學分析方法的不足,發(fā)明了遙測式試油井下管柱工作參數(shù)實時監(jiān)測裝置,創(chuàng)新研制了試油管柱井下“載荷測試器”和“振動測試器”、“射孔壓力及管柱震動測試器”;考慮跨隔和管柱變徑、井筒變徑、油管接頭及封隔器影響,建立了變截面受壓管柱屈曲分析方法;考慮井筒與射孔液的流固耦合,探明了射孔管柱的動力響應機理;研制了環(huán)路式液固耦合沖蝕實驗臺,實驗獲取了管材沖蝕預測關鍵參數(shù);建立了”高溫高壓井試油與完井管柱強度安全評價和控制方法“;開發(fā)了“試油與完井管柱力學分析軟件”。（3）封隔器安全評價和控制技術：根據(jù)試油與完井封隔器結(jié)構(gòu)特點,分析了卡瓦、水力錨咬入套管的深度及其對套管的影響,建立了封隔器定位與密封性能評價和控制方法;在管柱力學分析軟件中創(chuàng)新增加了封隔器性能信封曲線和井下工具零件應力分析模塊。據(jù)此優(yōu)選封隔器、優(yōu)化坐封與施工參數(shù)、優(yōu)化改進封隔器結(jié)構(gòu),確保封隔器有效定位、密封。（4）管柱入井質(zhì)量控制技術：根據(jù)不同特殊螺紋油管接頭特點,根據(jù)高溫高壓井試油與完井常用特殊螺紋接頭連接強度及密封性考察分析結(jié)果,根據(jù)試油與完井管材特點,確定了油管入井質(zhì)量檢測與控制指標,制定了《高溫高壓井試油與完井管柱入井質(zhì)量控制規(guī)范》;創(chuàng)新研制了液壓管鉗扭矩標定儀;通過對液壓管鉗的校驗,確保了油管接頭上扣扭矩的精度和油管入井質(zhì)量。根據(jù)塔里木油田、大慶油田等七家企業(yè)不完全統(tǒng)計,產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益約140620萬元。授權軟件著作權2件、發(fā)明專利4件、實用新型專利18件。成果被引入《SY/T6581-2012 高壓油氣井測試工藝技術規(guī)程》和中國石油《高溫高壓及高含硫井完整性設計準則》等行業(yè)標準和企業(yè)規(guī)范,促進了我國高溫高壓井試油與完井投產(chǎn)技術的進步。
聶教授
