畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)氣井持續(xù)環(huán)空壓力機(jī)理及安全評(píng)價(jià)研究

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著石油天然氣勘探開發(fā)工作不斷深入，大量油氣井在開發(fā)過程中相繼出現(xiàn)持續(xù)環(huán)空壓力現(xiàn)象。自天然氣開發(fā)以來，持續(xù)環(huán)空壓力或井口竄氣問題就一直困擾固井技術(shù)人員與作業(yè)商。持續(xù)環(huán)空帶壓或井下層間竄流會(huì)嚴(yán)重影響氣井的產(chǎn)量，降低采收率，對(duì)氣田開發(fā)后續(xù)作業(yè)如酸化壓裂和分層開采等造成不利影響。持續(xù)環(huán)空壓力或?qū)訂柛Z流不突出時(shí)，會(huì)增加壓力監(jiān)測(cè)與井口

2、放壓的成本；嚴(yán)重時(shí)需要關(guān)井，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致整口井甚至整個(gè)井組報(bào)廢。從環(huán)境保護(hù)和安全的角度考慮，作業(yè)商經(jīng)常要通過關(guān)井或修井來解決該問題，所造成的關(guān)井停產(chǎn)損失或修井費(fèi)用相當(dāng)巨大。氣井的油管外環(huán)空或套管外持續(xù)環(huán)空帶壓壓力引起的問題日益嚴(yán)重。因此，研究氣體持續(xù)環(huán)空壓力現(xiàn)狀，了解氣田持續(xù)環(huán)空壓力機(jī)理，安全評(píng)價(jià)及治理持續(xù)環(huán)空迫在眉睫。這是指導(dǎo)氣田安全生產(chǎn)的關(guān)鍵所在。</p><p>　　關(guān)鍵詞：持續(xù)環(huán)空 竄流 氣井 固井

3、 指導(dǎo)生產(chǎn)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒 論1</b></p><p>　　1.1課題研究的目的及意義1</p><p>　　1.2課題研究的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及其情況2</p><p>　　1.2.1墨西哥灣的OCS地區(qū)氣

4、井持續(xù)環(huán)空壓力情況2</p><p>　　1.2.2加拿大天然氣井或油井持續(xù)環(huán)空壓力情況2</p><p>　　1.2.3國(guó)內(nèi)天然氣井持續(xù)環(huán)空壓力的情況2</p><p>　　1.2.4美國(guó)礦產(chǎn)部統(tǒng)計(jì)了美國(guó)外大陸架區(qū)域環(huán)空帶壓情況2</p><p>　　1.2.5國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀3</p><p>　　1.3研

5、究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線6</p><p>　　1.3.1主要內(nèi)容6</p><p>　　1.3.2技術(shù)路線6</p><p>　　第二章 產(chǎn)生機(jī)理8</p><p>　　2.1環(huán)空的概念及分類8</p><p>　　2.2持續(xù)環(huán)空壓力9</p><p>　　2.3固井方面10&l

6、t;/p><p>　　2.3.1環(huán)空帶壓對(duì)氣井固井的特殊性10</p><p>　　2.3.2氣井固井后環(huán)空帶壓的規(guī)律11</p><p>　　2.3.3環(huán)空帶壓或井口竄氣的原因分析11</p><p>　　2.4持續(xù)套管壓力形成機(jī)理13</p><p>　　2.5卸壓后持續(xù)套管壓力上升機(jī)理15</p>

7、;<p>　　2.6井口允許最大帶壓值模型15</p><p>　　2.6.1環(huán)空最大許可壓力值概念15</p><p>　　2.6.2確定原則15</p><p>　　2.6.3Ａ環(huán)空最大許可壓力15</p><p>　　2.6.4中間環(huán)空最大許可壓力16</p><p>　　2.6.5表層環(huán)

8、空最大許可壓力17</p><p>　　第3章 持續(xù)環(huán)空壓力安全評(píng)價(jià)及治理方案18</p><p>　　3.1安全評(píng)價(jià)18</p><p>　　3.1.1中石油方面18</p><p>　　3.1.2風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別判別18</p><p>　　3.1.3標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范18</p><p>　　

9、3.1.4氣井本身特性19</p><p>　　3.1.5工藝措施20</p><p>　　3.1.6當(dāng)前狀態(tài)20</p><p>　　3.1.7風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別判別模式22</p><p>　　3.1.8評(píng)價(jià)流程23</p><p>　　3.2治理方案25</p><p>　　3.2.1預(yù)

10、防環(huán)空帶壓的技術(shù)措施25</p><p>　　3.2.2解決環(huán)空帶壓的技術(shù)措施26</p><p>　　第4章 實(shí)例計(jì)算，指導(dǎo)氣田安全生產(chǎn)28</p><p><b>　　第5章 結(jié)論33</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)34</b></p><p>&

11、lt;b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　1.1課題研究的目的及意義 </p><p>　　氣井持續(xù)環(huán)空壓力是氣田鉆井的普遍問題，環(huán)空異常壓力將嚴(yán)重威脅氣井安全生產(chǎn)。隨著國(guó)內(nèi)外天然氣用量的迅速增加，井下的地質(zhì)環(huán)境也越來越復(fù)雜，固井后的持續(xù)環(huán)空壓力問題也越來越突出。</p><p>　　在中國(guó)塔里木盆地迪那2、四川盆地龍崗等氣田，

12、持續(xù)環(huán)空問題是困擾氣井安全開發(fā)的重要難題。氣井環(huán)空帶壓是指井口環(huán)空壓力表非正常啟壓。如果經(jīng)井口放噴閥門放噴后，關(guān)閉套管環(huán)空后，壓力又重新上升到一定程度，國(guó)際上通常稱為持續(xù)環(huán)空帶壓?。環(huán)空帶壓不僅使CO2和HS2等腐蝕性氣體進(jìn)入油套環(huán)空而腐蝕套管內(nèi)壁，而且導(dǎo)致套管長(zhǎng)時(shí)間承受高壓，存在天然氣竄漏至地層、泄漏至井口的風(fēng)險(xiǎn)，甚至引發(fā)災(zāi)難性事故。</p><p>　　自天然氣開發(fā)以來，持續(xù)環(huán)空壓力或井口竄氣問題就一直困擾固

13、井技術(shù)人員與作業(yè)商。持續(xù)環(huán)空帶壓或井下層間竄流會(huì)嚴(yán)重影響氣井的產(chǎn)量，降低采收率，對(duì)氣田開發(fā)后續(xù)作業(yè)如酸化壓裂和分層開采等造成不利影響。持續(xù)環(huán)空壓力或?qū)訂柛Z流不突出時(shí)，會(huì)增加壓力監(jiān)測(cè)與井口放壓的成本；嚴(yán)重時(shí)需要關(guān)井，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致整口井甚至整個(gè)井組報(bào)廢。從環(huán)境保護(hù)和安全的角度考慮，作業(yè)商經(jīng)常要通過關(guān)井或修井來解決該問題，所造成的關(guān)井停產(chǎn)損失或修井費(fèi)用相當(dāng)巨大。因此必須進(jìn)行氣體持續(xù)環(huán)空機(jī)理及安全評(píng)價(jià)研究，以解決或減少環(huán)空對(duì)鉆井過程中造成的事故。

14、了解氣井持續(xù)環(huán)空壓力機(jī)理，制定環(huán)空壓力治理方案，解除氣井生產(chǎn)安全。</p><p>　　1.2課題研究的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及其情況</p><p>　　1.2.1墨西哥灣的OCS地區(qū)氣井持續(xù)環(huán)空壓力情況</p><p>　　在墨西哥灣的OCS地區(qū)，大約有15500口生產(chǎn)井、關(guān)閉井及臨時(shí)廢棄井。美國(guó)礦物管理服務(wù)機(jī)構(gòu)(MMS)對(duì)該地區(qū)井進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，有6692口井約43％至少有一

15、層套管持續(xù)環(huán)空壓力。在這些持續(xù)環(huán)空壓力的井中，共有10153層套管環(huán)空帶壓，其中47.1％屬于生產(chǎn)套管帶壓，16.3％屬于技術(shù)套管帶壓，26.2％屬于表層套管帶壓，</p><p>　　10.4％屬于導(dǎo)管帶壓。該地區(qū)大部分井下人了幾層套管柱，從而使判定環(huán)空帶壓的原因與采取有針對(duì)性的補(bǔ)救措施困難，每口井補(bǔ)救費(fèi)用高達(dá)100多萬(wàn)美元。</p><p>　　1.2.2加拿大天然氣井或油井持續(xù)環(huán)空壓

16、力情況</p><p>　　在加拿大，環(huán)空帶壓存在于不同類型的井中。南阿爾伯特的淺層氣井、東阿爾伯特的稠油井和ROCKY山麓的深層氣井，都不同程度地存在環(huán)窄壓力問題。加拿大環(huán)空壓力問題絕大多數(shù)是由于環(huán)空封固質(zhì)量不好，天然氣竄至井口造成的，原油有的時(shí)候也能沿著竄流通道竄出地面。</p><p>　　1.2.3國(guó)內(nèi)天然氣井持續(xù)環(huán)空壓力的情況</p><p>　　大慶慶深

17、氣田相繼出現(xiàn)升深8井、徐深10井、徐深901井、徐深606井、達(dá)深斜5井持續(xù)環(huán)空帶壓。四川龍崗地區(qū)龍1井、龍2井、龍3井的西244.5mm與西177．8mm技術(shù)套管持續(xù)環(huán)空帶壓。龍崗3井試油時(shí)發(fā)現(xiàn)擔(dān)44．5mm與咖177．8mm環(huán)空間壓力達(dá)到18MPa，經(jīng)接管線出井場(chǎng)，卸壓點(diǎn)火燃燒。塔里木的克拉氣田有l(wèi)l口井環(huán)空帶壓，克拉2—10井咖250．8mm技術(shù)套管固井施工達(dá)到設(shè)計(jì)要求，但投產(chǎn)后套壓達(dá)到53．8MPa(7800psi)。根據(jù)國(guó)外氣

18、井持續(xù)環(huán)空帶壓的一般規(guī)律，隨著天然氣開采時(shí)間的延長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)氣井環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}也會(huì)越來越突出。</p><p>　　1.2.4美國(guó)礦產(chǎn)部統(tǒng)計(jì)了美國(guó)外大陸架區(qū)域環(huán)空帶壓情況</p><p>　　美國(guó)礦產(chǎn)部統(tǒng)計(jì)了美國(guó)外大陸架區(qū)域環(huán)空帶壓情況，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域有8000多口井存在一個(gè)或多個(gè)環(huán)空同時(shí)帶壓，并且約50％的環(huán)空帶壓發(fā)生在Ａ環(huán)空（油管—生產(chǎn)套管環(huán)間），10％環(huán)空帶壓發(fā)生在Ｂ環(huán)空（生產(chǎn)套管—技術(shù)套管環(huán)

19、間），30％環(huán)空帶壓發(fā)生在Ｃ、Ｄ（兩層技術(shù)套管環(huán)間、技術(shù)套管—表層套管環(huán)間）環(huán)空；且隨著生產(chǎn)時(shí)間越長(zhǎng)，環(huán)空帶壓幾率越大。據(jù)對(duì)墨西哥灣OCS地區(qū)的統(tǒng)計(jì)，開采15ａ的井地面能測(cè)量出環(huán)空帶壓（一層或幾層套管帶壓）的概率約占到總井?dāng)?shù)的50％。（如圖1.1）</p><p>　　圖1.1 該地區(qū)各層套管帶壓的情況統(tǒng)計(jì)圖</p><p>　　在實(shí)際生產(chǎn)中，環(huán)空壓力過高將可能導(dǎo)致潛在的安全生產(chǎn)事故；若環(huán)

20、空壓力過小，則井口處油套壓差過大，安全系數(shù)過低，長(zhǎng)期疲勞生產(chǎn)，也易發(fā)生事故。目前，在環(huán)空帶壓管理上，國(guó)際、國(guó)內(nèi)都沒有完善的方法來確定環(huán)空壓力安全范圍來指導(dǎo)生產(chǎn)。國(guó)際上，挪威Norsok D-010[6]提出了所有易受影響的環(huán)空都應(yīng)該用最小和最大的操作壓力極限范圍來進(jìn)行監(jiān)測(cè)和保持壓力水平，確保隨時(shí)都可以了解到的井筒完整性。ARP RP90標(biāo)準(zhǔn)中給出了最大環(huán)空許可壓力的確定方法，但是上述方法僅考慮了最大環(huán)空壓力許可值，。因此，高壓氣井安全評(píng)

21、價(jià)技術(shù)已經(jīng)成為環(huán)空帶壓氣井的環(huán)空壓力技術(shù)管理不可或缺的內(nèi)容，根據(jù)塔里木油田高壓氣井實(shí)際完井狀況和氣井現(xiàn)場(chǎng)管理經(jīng)驗(yàn)，而環(huán)空壓力安全范圍的確定是其中的重要組成部分，本文給出了氣井環(huán)空壓力許可值的確定方法，以明確高壓氣井環(huán)空壓力的安全范圍，為環(huán)空帶壓井的管理提供依據(jù)。</p><p>　　1.2.5國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p><b>　　國(guó)外研究現(xiàn)狀</b></p

22、><p>　　美國(guó)石油學(xué)會(huì)（American Petroleum Institute)于2006年8月出版了一部旨在指導(dǎo)管理海洋油氣井環(huán)空壓力的推薦做法-（API-RP90）。該推者作法涵蓋了環(huán)空壓監(jiān)測(cè)、環(huán)空壓力診斷測(cè)試、建立單井的最大環(huán)空許可工作壓力（MAWOP）以及對(duì)環(huán)空壓力的記錄等內(nèi)容。該推薦作法已經(jīng)成為指導(dǎo)國(guó)外海上油氣井管理環(huán)空壓力的重要指導(dǎo)方法。</p><p>　　Hasan AI

23、 HosaniD對(duì)ADCO區(qū)塊在套管持續(xù)環(huán)空壓力管理方面的創(chuàng)新性進(jìn)行了概述，系統(tǒng)闡述了如何管理帶有持續(xù)環(huán)空壓力的氣井、如何收集基準(zhǔn)數(shù)據(jù)、如何與生產(chǎn)注入輸出系統(tǒng)（PIES)聯(lián)合等內(nèi)容。在引起地面環(huán)空壓力（SAP）的根本原因及其造成的影響方面分析得出密封器泄漏、油套管連接處泄漏及下套管后因差的水泥膠結(jié)所導(dǎo)致的泄漏是造成SAP的原因。在SAP造成的影響中著重指出要格外加強(qiáng)對(duì)熱效應(yīng)引起的SAP的監(jiān)測(cè)；當(dāng)監(jiān)測(cè)到持續(xù)環(huán)空壓力時(shí)要考慮潛在的風(fēng)險(xiǎn)并進(jìn)行

24、重點(diǎn)加密監(jiān)測(cè)。針對(duì)常規(guī)環(huán)空壓力和異常環(huán)空壓力制定了相應(yīng)的壓力監(jiān)測(cè)頻率和方法，明確環(huán)空壓力管理人員的具體職責(zé)。針對(duì)ADCO區(qū)塊建立了計(jì)算單井個(gè)環(huán)空最大許可環(huán)空地面壓力（MAASP）的計(jì)算方法。</p><p>　　2007年，斯倫貝謝(Schlumbergef)公司用研究出的FuTUR活性固化水泥技術(shù)來解決環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}。FUTUR活性固化水泥施工不需要額外的固井設(shè)備，采用常規(guī)固井工藝，將FUTUR活性固化水泥作為領(lǐng)

25、漿及尾漿注入即可。為保證封固質(zhì)量，領(lǐng)漿及尾漿的長(zhǎng)度應(yīng)至少達(dá)到150m。FUTUR活性固化水泥具有自修復(fù)特性，當(dāng)發(fā)生氣竄時(shí)，不需要人工干預(yù)，F(xiàn)UTUR活性固化水泥會(huì)自動(dòng)活化，將裂縫封堵。該技術(shù)已成功應(yīng)用在加拿大阿爾伯特油田的環(huán)空帶壓井及德國(guó)、意大利地下儲(chǔ)氣庫(kù)井。F唧R活性固化水泥應(yīng)用密度范圍為1．40～1．929／cm3，應(yīng)用溫度范圍20～138℃。</p><p>　　Milanovic開展了針對(duì)中東含硫油氣井持

26、續(xù)環(huán)空壓力（SAP）的研究，該研究解釋了所采取的診斷測(cè)試并描述了如何利用現(xiàn)象識(shí)別引起SAP的原因。文中闡述了SAP診斷測(cè)試方法是放壓后以24小時(shí)為周期記錄放壓和壓力上升速率，觀察相鄰環(huán)空壓力變化并嚴(yán)格檢測(cè)油管壓力反應(yīng)。應(yīng)用“油氣井完整性工具包”模型分析診斷測(cè)試數(shù)據(jù)，區(qū)分不同類型壓力測(cè)試的反饋信息，導(dǎo)出對(duì)SAP的解釋結(jié)果。該模型成功應(yīng)用識(shí)別井口、油管和生產(chǎn)套管的泄漏，但對(duì)外層管柱壓力測(cè)試數(shù)據(jù)及其對(duì)應(yīng)SAP補(bǔ)救方法還有待于改進(jìn)。通過測(cè)試得出

27、的反饋曲線包括瞬間放壓曲線、不完全放壓曲線、正常壓力上升曲線、S形壓力上升曲線和不完全壓力上升曲線。分析引起SAP的原因及深入考慮了油氣井設(shè)計(jì)問題、注水泥問題，并對(duì)避免氣體運(yùn)移和形成微環(huán)空提出了相關(guān)建議。從修井和鉆井角度提出抑制SAP形成的工藝方法。</p><p>　　Xu和Wojtanowicz通過考慮水泥上方存在泥漿柱的情況改進(jìn)了SCP模型。通過研究發(fā)現(xiàn)不可壓縮泥漿、井口有少量氣體、漏失水泥的高傳導(dǎo)性都將增

28、加早期壓力的迅速上升；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)在壓力上升后期階段，氣層壓力最終控制套管壓力的因素。但是該模型僅僅局限于壓力上升，并沒有考慮氣體在泥漿中的運(yùn)移，在卸壓和早期壓力上升階段，這是控制套管壓力很重要的一個(gè)過程。</p><p><b>　　2）國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　2006年6月西南石油大學(xué)的鄧元洲、陳平、張慧麗在充分考慮壓力和體積耦合變化的基礎(chǔ)上，建立

29、計(jì)算密閉環(huán)空壓力的數(shù)學(xué)模型，并闡述了利用迭代法計(jì)算環(huán)空壓力的思路。</p><p>　　中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院完井固井所的齊秦忠等人分析了環(huán)空帶壓的危害，從固井的角度提出若干預(yù)防措施。</p><p>　　克拉2氣田的開發(fā)生產(chǎn)過程中，部分單井出現(xiàn)生產(chǎn)套壓異常升高的現(xiàn)象。針對(duì)環(huán)空壓力異常問題，塔里木油田在國(guó)內(nèi)首次開展了單井風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作。借鑒API-RP90中相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，參考國(guó)際大石

30、油公司高壓氣井的管理經(jīng)驗(yàn)，從ODP方案設(shè)計(jì)、鉆井、固井、完井管柱結(jié)構(gòu)、井下工具優(yōu)選、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施工藝、生產(chǎn)管理等方面進(jìn)行了深入的分析。根據(jù)克拉2氣田單井的實(shí)際情況，通過先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)的評(píng)估程序完成了克拉2氣田單井風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。形成的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)和方法填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)陸上石油“三高”氣井風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的空白，對(duì)相關(guān)油氣田開展類似風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作有一定的借鑒作用和指導(dǎo)意義。</p><p>　　針對(duì)克拉2氣田的井口距離長(zhǎng)、井站分散、安全要求高

31、的特點(diǎn)，使用了美國(guó)Honeywell公司最新一代DCS系統(tǒng)（過程知識(shí)系統(tǒng)PKS）、安全管理系統(tǒng)（FSC）及美國(guó)Bristol Babcock公司的Control Wave系列RTU，分別實(shí)現(xiàn)過程控制、安全管理和數(shù)據(jù)采集監(jiān)控功能。</p><p>　　1.3研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線</p><p><b>　　1.3.1主要內(nèi)容</b></p><p

32、>　　本課題主要對(duì)氣井持續(xù)環(huán)空壓力進(jìn)行研究；探索氣體鉆井在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀；從而在理論上建立數(shù)學(xué)模型找到最大帶壓值；再通過分析環(huán)空帶來的根本原因，對(duì)環(huán)空壓力的危害進(jìn)行防治；最后從理論著手，從實(shí)際出發(fā)，研究氣田生產(chǎn)。在實(shí)踐中要發(fā)現(xiàn)問題——提出問題——作出假設(shè)——解決問題——作出結(jié)論。</p><p>　　1.調(diào)研氣井持續(xù)環(huán)空壓力相關(guān)資料，了解氣井持續(xù)環(huán)空壓力相關(guān)概念及研究現(xiàn)狀；</p><

33、p>　　2.研究產(chǎn)生氣井持續(xù)壓力機(jī)理，分析建立井口允許最大帶壓值模型；</p><p>　　3.持續(xù)環(huán)空壓力安全評(píng)價(jià)，并提出治理方案；</p><p>　　4.通過實(shí)例計(jì)算，用研究結(jié)果來指導(dǎo)氣田安全生產(chǎn)。</p><p><b>　　1.3.2技術(shù)路線</b></p><p>　　綜合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及現(xiàn)場(chǎng)資料分析產(chǎn)

34、生異常環(huán)空帶壓原因：通過對(duì)塔里木高壓氣井現(xiàn)狀的研究，總結(jié)導(dǎo)致各級(jí)環(huán)空壓力泄漏的可能通道，建立環(huán)空帶壓異常判斷方法，并實(shí)例加以驗(yàn)證：建立數(shù)學(xué)模型研究熱效應(yīng)環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}：通過規(guī)范氣井動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、環(huán)空壓力管理、井控管理，研究適宜于塔里木油田那2氣體、克拉2氣體的安全生產(chǎn)管理方法。（如圖1.2）</p><p><b>　　圖1.2 技術(shù)路線</b></p><p>　　第2章

35、 環(huán)空帶壓產(chǎn)生機(jī)理</p><p>　　2.1環(huán)空的概念及分類</p><p>　　一般的生產(chǎn)井都是由很多層套管組成的, 因而也存在好幾個(gè)環(huán)形空間。根據(jù)環(huán)空所處位置不同,可以將環(huán)空依次表示為“A”環(huán)空、“B”環(huán)空、“C”環(huán)空.....“A”環(huán)空表示油管和生產(chǎn)套管之間的環(huán)空, “B”環(huán)空表示生產(chǎn)套管和與之相鄰的上一層套管之間的環(huán)空。之后往上按字母順序依次表示每層套管和與之相鄰的上一層套管之

36、間的環(huán)空(見圖2.1)。</p><p>　　圖2.1 環(huán)空示意圖</p><p><b>　　2.2持續(xù)環(huán)空壓力</b></p><p>　　持續(xù)環(huán)空壓力，一是由于油氣井組件泄漏，導(dǎo)致流體流經(jīng)油氣井控制隔離層而引起的；二是由于地層未膠結(jié)（或膠結(jié)較差）或者膠結(jié)層損壞（固井質(zhì)量差）引起的。任何受壓的地層都可能引起持續(xù)環(huán)空壓力，包括含氣層、含水層、

37、淺層氣區(qū)域、淺層水區(qū)域或者是由于生物起因。</p><p>　　環(huán)空帶壓是指井口環(huán)空壓力表非正常啟壓。如果該壓力在經(jīng)井口放噴閥門放噴后, 關(guān)閉套管環(huán)空放噴閥門壓力又重新上升到一定的程度, 這種情況國(guó)際上通常稱作環(huán)空帶壓( sustained casing pressure)。根據(jù)環(huán)空帶壓引起的原因可以將其分為: 作業(yè)施加的環(huán)空壓力, 受溫度、壓力變化使環(huán)空和流體膨脹引起的環(huán)空壓力以及由于油氣從地層經(jīng)水泥封固井段和

38、環(huán)空液柱向上竄流引起的環(huán)空壓力。作業(yè)施加的環(huán)空壓力和受溫度變化使環(huán)空流體膨脹引起的環(huán)空壓力在井口泄壓后可以消除, 但是氣竄引起的環(huán)空帶壓在井口泄壓后有可能會(huì)繼續(xù)存在并形成環(huán)空帶壓。環(huán)空密封部分失效導(dǎo)致油氣從地層經(jīng)水泥封固井段和環(huán)空液柱向上竄流是形成環(huán)空帶壓的主要原因。當(dāng)產(chǎn)生壓力的來源是生產(chǎn)層或有能力產(chǎn)生油氣的地層時(shí), 它的危險(xiǎn)性比非生產(chǎn)層引起的壓力要高得多。原因是由于生產(chǎn)層的壓力相對(duì)比較高, 并且生產(chǎn)層比其他高壓或低壓地層有更持續(xù)的流動(dòng)

39、能力。</p><p>　　溫度壓力變化引起的環(huán)空帶壓情況</p><p>　　溫度變化會(huì)引起井內(nèi)流體熱脹冷縮（溫度效應(yīng)），導(dǎo)致環(huán)空帶壓。油氣開采過程中井筒溫度升高，但升高的幅度受油氣產(chǎn)量的影響較大。對(duì)于高壓高產(chǎn)氣井來說，井筒溫度升高幅度較大。所有的氣井在最初進(jìn)行開采過程時(shí)都會(huì)發(fā)生溫度效應(yīng)引起的環(huán)空帶壓現(xiàn)象。長(zhǎng)期關(guān)井后的突然恢復(fù)正常生產(chǎn)，或者開采過程中的突然關(guān)井，會(huì)引起井筒溫度發(fā)生較大的波

40、動(dòng)，從而導(dǎo)致環(huán)空帶壓值發(fā)生比較明顯的變化。同時(shí)，關(guān)井前后的壓力差引起環(huán)空管柱的鼓脹效應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致環(huán)空帶壓。</p><p><b>　　井下作業(yè)施加的壓力</b></p><p>　　對(duì)氣井進(jìn)行各種作業(yè)施工（包括氣舉，熱采管理，幫助監(jiān)測(cè)環(huán)空壓力或其他的目的），可能會(huì)對(duì)套管環(huán)空施加壓力。</p><p>　　環(huán)空氣竄引起的環(huán)空帶壓</p>

41、;<p>　　環(huán)空帶壓通常是由于井的某一部分發(fā)生泄漏使得流體穿過井內(nèi)控制隔離層流動(dòng)而造成的，例如：油管連接處漏失，封隔器漏失等，或者由于沒有封固地層（或者封固質(zhì)量差）或者封固層被破壞。環(huán)空帶壓也有可能是由受壓地層造成的，包括承壓的含油氣的地層、承壓的水層、淺層氣地層、淺水層或古生物。</p><p>　　“A”環(huán)空的環(huán)空帶壓</p><p>　　“A”環(huán)空內(nèi)的環(huán)空帶壓通常是由

42、生產(chǎn)層的生產(chǎn)管柱漏失造成的，漏失會(huì)使流體從油管柱內(nèi)流向“A”環(huán)空。“A”環(huán)空內(nèi)的環(huán)空帶壓也有可能是由生產(chǎn)套管漏失造成的，盡管這種情況不是很常見</p><p><b>　　其它環(huán)空的環(huán)空帶壓</b></p><p>　　如果外部環(huán)空密封失效與地層（包括承壓油氣層，淺水層，淺層氣層等）間發(fā)生竄流，有可能會(huì)造成外部環(huán)空內(nèi)的環(huán)空帶壓。</p><p>

43、;　　近年來國(guó)內(nèi)盡管做了許多工作, 但是固井后環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}仍然較為突出。環(huán)空帶壓原因主要有:1.固井注水泥氣竄或者后期作業(yè)導(dǎo)致水泥環(huán)產(chǎn)生微環(huán)隙; 2. 油管、套管及其附件(如封隔器、滑套等)密封失效。</p><p>　　針對(duì)部分油氣井環(huán)空帶壓的現(xiàn)狀, 調(diào)研了國(guó)內(nèi)外油氣井環(huán)空帶壓的大小及分布, 發(fā)現(xiàn)大約有50% 環(huán)空帶壓是發(fā)生在生產(chǎn)套管和油管間的環(huán)空。為此, 研究了造成環(huán)空帶壓的原因, 認(rèn)為作業(yè)施加的環(huán)空壓力,

44、受溫度、壓力變化使環(huán)空和流體膨脹引起的環(huán)空壓力以及由于油氣從地層經(jīng)水泥封固井段和環(huán)空液柱向上竄流引起的環(huán)空壓力, 是造成環(huán)空帶壓的主要原因。</p><p><b>　　2.3固井方面</b></p><p>　　2.3.1環(huán)空帶壓對(duì)氣井固井的特殊性</p><p>　　在石油和天然氣井所鉆地層和套管的環(huán)形空間注水泥，其主要作用是防止在所鉆各地

45、層之間出現(xiàn)流體竄流，并保證長(zhǎng)期層間封隔，在整個(gè)油氣井生產(chǎn)期間及報(bào)廢之后都能實(shí)現(xiàn)有效的層間封隔。有的井，特別是天然氣井，即使注水泥時(shí)鉆井液頂替良好，并且水泥石在初期也起到了封隔作用，因井內(nèi)條件變化產(chǎn)生的應(yīng)力足夠破壞水泥環(huán)的完整性時(shí)，其結(jié)果將導(dǎo)致層間封隔失效，這可由后期天然氣層問竄流、環(huán)空帶壓或更壞的套管擠毀實(shí)例給予證實(shí)。例如，墨西哥灣的OCS地區(qū)，國(guó)內(nèi)四川的高含H：S氣田、塔里木的克拉及迪那高壓氣田等。</p><p&

46、gt;　　自天然氣開發(fā)以來，環(huán)空帶壓或井口竄氣問題就一直困擾固井技術(shù)人員與作業(yè)商。環(huán)空帶壓或井下層間竄流會(huì)嚴(yán)重影響氣井的產(chǎn)量，降低采收率，對(duì)氣田開發(fā)后續(xù)作業(yè)如酸化壓裂和分層開采等造成不利影響。環(huán)空帶壓或?qū)訂柛Z流不突出時(shí)，會(huì)增加壓力監(jiān)測(cè)與井口放壓的成本；嚴(yán)重時(shí)需要關(guān)井，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致整口井甚至整個(gè)井組報(bào)廢。從環(huán)境保護(hù)和安全的角度考慮，作業(yè)商經(jīng)常要通過關(guān)井或修井來解決該問題，所造成的關(guān)井停產(chǎn)損失或修井費(fèi)用相當(dāng)巨大。補(bǔ)救環(huán)空帶壓或?qū)娱g竄流的方法，

47、或者是采用常規(guī)高成本的修井作業(yè)，或采用苛刻的擠水泥、擠注凝膠作業(yè)，或采用其他有效的補(bǔ)救方式。目前常規(guī)的補(bǔ)救方法如修井或擠水泥現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施難度大，成功率低，成本高。如果水泥漿的防竄能力差或固井時(shí)頂替效率效果差，或由于地層應(yīng)力、溫度和壓力變化以及一些隨時(shí)問推移引起的其他原因等，導(dǎo)致水泥環(huán)密封性發(fā)生失效，隨著開發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，就會(huì)發(fā)生環(huán)空帶壓、井口竄氣或?qū)娱g竄流問題。由于天然氣分子小、比重低、穿透能力強(qiáng)、活躍性大，所以天然氣井更容易發(fā)生上述問題。&

48、lt;/p><p>　　2.3.2氣井固井后環(huán)空帶壓的規(guī)律</p><p>　　1）準(zhǔn)確確定氣源位置難度大</p><p>　　盡管在地面很容易發(fā)現(xiàn)氣井環(huán)空壓力異常，但是導(dǎo)致環(huán)空帶壓的氣源卻不容易確定。環(huán)空氣的氣源町能來自產(chǎn)層，也有可能來自非目的層。非目的層氣層可能是導(dǎo)管、表層套管技術(shù)套管后的過路氣層。由于氣源確定難度大，采取有針對(duì)性的補(bǔ)救措施難度也大。</p&g

49、t;<p>　　2）環(huán)空帶壓的壓力差別大</p><p>　　天然氣井環(huán)空帶壓時(shí)，根據(jù)每口井儲(chǔ)層壓力與氣體竄流通道的不同，環(huán)空帶壓值也有很大差別。帶壓程度輕時(shí)環(huán)空壓力接近大氣壓，高的時(shí)候接近儲(chǔ)層的壓力。井口釋放氣體的體積少的時(shí)候基本接近零，多的時(shí)候一天接近1000m3。通過井口進(jìn)行壓力釋放，環(huán)空壓力能降至零，當(dāng)重新關(guān)閉環(huán)空時(shí)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，壓力又會(huì)升至原來的值。</p><p&

50、gt;　　3）氣井開采時(shí)間越長(zhǎng)，環(huán)空帶壓的概率也越大</p><p>　　環(huán)空帶壓存在于井固井后的任何時(shí)期，環(huán)空帶壓與井的壽命緊密相關(guān)，開采時(shí)間越長(zhǎng)越易帶壓。據(jù)墨兩哥灣0cs地區(qū)的統(tǒng)計(jì)，開采15年的井地面能測(cè)量出環(huán)空帶壓(一層或幾層套管帶壓)的概率占到總井?dāng)?shù)的大約50％。</p><p>　　2.3.3環(huán)空帶壓或井口竄氣的原因分析</p><p>　　國(guó)外天然氣開發(fā)

51、時(shí)間長(zhǎng)，環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}暴露早，通過對(duì)不同地區(qū)及不同井的綜合分析，為環(huán)空帶壓的原因主要有以下5個(gè)方面：油管和套管泄漏，固井時(shí)頂替效率低，水泥漿體系選擇或配方設(shè)計(jì)不合理，固井后由于地層應(yīng)力、溫度和壓力變化以及一些隨時(shí)間推移引起的其他原因?qū)е滤喹h(huán)封隔失效，地層流體腐蝕造成的層間竄通。</p><p><b>　　1）油管和套管泄漏</b></p><p>　　生產(chǎn)油管的泄漏

52、會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}。封隔器密封失效或內(nèi)管柱螺紋連接差、管體腐蝕、熱應(yīng)力破裂或機(jī)械斷裂都會(huì)產(chǎn)生氣體泄漏。生產(chǎn)套管是用來防止油管氣體泄漏的，如果由于泄漏氣體產(chǎn)生的壓力使生產(chǎn)套管密封失效，會(huì)造成很大風(fēng)險(xiǎn)。外管柱受壓，會(huì)導(dǎo)致井口竄氣或?qū)娱g竄流，會(huì)對(duì)人身、井口設(shè)備及環(huán)境造成很大的危險(xiǎn)。</p><p><b>　　2）頂替效率差</b></p><p>　　提高頂替效率是

53、保證層間封隔和防止環(huán)窄帶壓?jiǎn)栴}的一項(xiàng)重要措施。固井的主要目的就是要對(duì)套管外環(huán)空進(jìn)行永久性封固，為滿足這一要求，就必須徹底驅(qū)替環(huán)空內(nèi)的鉆井液，使環(huán)空充滿水泥漿。如果驅(qū)替鉆井液不徹底，就會(huì)在封同的產(chǎn)層間形成連續(xù)的竄槽，從而使層與層之間竄通，影響封固質(zhì)量。水泥膠結(jié)和密封的持久性也與頂替效率有關(guān)，防止環(huán)空帶壓的第一步就是要提高固井時(shí)的頂替效率。國(guó)外研究表明，一般來說頂替效率達(dá)到90％時(shí)固井質(zhì)量良好；頂替效率達(dá)到95％時(shí)，固井質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)。</

54、p><p>　　3）水泥漿設(shè)計(jì)不合理</p><p>　　水泥漿設(shè)計(jì)不合理主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：水泥漿失水量高；漿體穩(wěn)定性差，自由水量高；水泥石體積收縮大；設(shè)計(jì)水泥漿時(shí)只考慮其性能滿足施工要求，未考慮水泥石(如楊氏模量、泊松比等)的力學(xué)性能由于井下溫度、壓力、應(yīng)力變化能否滿足長(zhǎng)期封隔的需要。一般來說，如果水泥石的楊氏模量大于巖石的楊氏模量，套管內(nèi)溫度及壓力發(fā)生較大變化時(shí)，水泥環(huán)很可能會(huì)發(fā)生拉

55、伸斷裂。</p><p>　　4） 由于井下條件變化導(dǎo)致水泥環(huán)密封失效</p><p>　　環(huán)空帶壓可在固井后較長(zhǎng)一段時(shí)問內(nèi)發(fā)生，有的井檢測(cè)固井質(zhì)量很好，可是由于后期鉆井作業(yè)的影響，或后期增產(chǎn)作業(yè)的影響，在沒有化學(xué)侵蝕的條件下，水泥環(huán)本身的機(jī)械損壞、套管與水泥之間的膠結(jié)失效或水泥與地層之間的膠結(jié)失效都可以破壞層問封隔。水泥環(huán)的機(jī)械損壞會(huì)導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)，而膠結(jié)失效會(huì)導(dǎo)致微環(huán)隙形成。兩種作用均產(chǎn)

56、生可通過任一種流體的高傳導(dǎo)通道。水泥環(huán)本身的機(jī)械破壞可能由井內(nèi)壓力增加(試壓、鉆井液密度加大、套管射孔、酸化壓裂、天然氣開采)所引起，還可能由井內(nèi)溫度較大升高或地層載荷(滑移、斷層、壓實(shí))所造成。出現(xiàn)層問封隔失效的另一種原因是微環(huán)隙形成，微環(huán)隙既可在套管與水泥之間出現(xiàn)(內(nèi)微環(huán)隙)，也可在水泥與地層之間形成(外微環(huán)隙)。這可能是因井內(nèi)溫度和(或)壓力變化使套管發(fā)生徑向位移而引起，特別是當(dāng)水泥凝固后井內(nèi)壓力或溫度降低時(shí)，水泥體積收縮會(huì)引起外

57、微環(huán)隙出現(xiàn)。</p><p>　　5）地層流體的腐蝕造成的層間竄通</p><p>　　天然氣井中可能存在H2S或CO2腐蝕性氣體。H2S或CO2腐蝕性氣體在一定環(huán)境中除了會(huì)腐蝕套管外，也會(huì)對(duì)水泥環(huán)產(chǎn)生腐蝕。CO2主要影響水泥石的微觀結(jié)構(gòu)、孔隙率和抗折、抗壓強(qiáng)度，破壞水泥結(jié)構(gòu)的完整性。H2S能破壞水泥石的所有成分，溶于潮氣中的H2S腐蝕性更強(qiáng)。水泥石的腐蝕總是和它的孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙度密切相關(guān)

58、，孔隙結(jié)構(gòu)決定腐蝕介質(zhì)向水泥硬化體內(nèi)部滲透的速度。初步研究表明：腐蝕至少使得水泥石的抗壓強(qiáng)度大幅度衰減，孔隙度大大提高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致層間竄通。</p><p>　　2.4持續(xù)套管壓力形成機(jī)理</p><p>　　對(duì)于固井水泥上方有鉆井液柱的情況，基質(zhì)的滲透性和界面竄流是環(huán)空傳導(dǎo)性增加的兩種物理機(jī)理?；|(zhì)的滲透性是指流體在水泥本體內(nèi)的流動(dòng)，而界面竄流是指存在于水泥柱和套管之間或水泥柱與基巖之

59、間的微環(huán)空中流動(dòng)的現(xiàn)象。</p><p>　　界面竄流現(xiàn)象是一種力學(xué)不完整性，它使得微環(huán)空形成于水泥環(huán)接觸面處。在水泥與巖石界面上，泥餅的不完全去除會(huì)產(chǎn)生微環(huán)空。在套管與水泥界面上，固水泥后一些熱應(yīng)力或靜水應(yīng)力引起微環(huán)空的形成。</p><p>　　注水泥凝固過程中，水泥環(huán)可能會(huì)形成次生孔隙和滲透性?；|(zhì)竄流是氣體通過水泥基質(zhì)流動(dòng)的一種機(jī)理。當(dāng)鉆井液的液柱靜水壓力下降到地層孔隙壓力以下時(shí)，

60、氣體以段塞形成或分散流的形式進(jìn)入鉆井液基質(zhì)中。段塞氣向上運(yùn)移通道。</p><p>　　氣體通過水泥流動(dòng)的另一個(gè)機(jī)理是與水泥基質(zhì)中次生滲透性的發(fā)展相關(guān)。該機(jī)理可以理解為：當(dāng)靜水壓力下降到地層壓力后，水泥的水化作用導(dǎo)致水泥基質(zhì)的絕對(duì)體積減小，化學(xué)收縮決定著次生孔隙的形成；孔隙水受毛細(xì)管力作用而圈閉于水泥基質(zhì)孔隙中，這部分水化作用中被消耗，由此形成一個(gè)空穴，這將導(dǎo)致孔隙壓力的下降和“負(fù)壓效應(yīng)”。與壓力的不平衡相結(jié)合，

61、負(fù)壓效應(yīng)或許成為氣體在基質(zhì)中滲透性發(fā)展的最主要機(jī)理。</p><p>　　環(huán)空中水泥的分布情況通常有兩種（如圖2.2）：一種是固井水泥上返到井口，另一種是水泥頂部存在鉆井液。在固井水泥上返到地面的井中，氣體在具體一定傳導(dǎo)性的介質(zhì)中的運(yùn)移可以看作是一維流動(dòng)。等量卸壓后，套管壓力的上升與壓力的瞬間上升相似，（如圖2.3）。這種狀態(tài)受水泥的滲透性、孔隙性及氣層壓力控制。</p><p>　　圖2

62、.2 環(huán)空水泥分別圖</p><p>　　圖2.3 SCP連續(xù)上升概念曲線</p><p>　　如果水泥頂部存在鉆井液，氣體運(yùn)移分為兩個(gè)階段。在水泥中，氣體運(yùn)移遵循達(dá)西定律：而在鉆井液中氣泡通過停滯的非牛頓鉆井液上升。不僅鉆井液的壓縮性和密度等性能影響著氣體的運(yùn)移，而且還要受聚集于井口的遷移氣體所形成的氣頂影響。有的研究人員認(rèn)為氣頂中氣體PVT性能可以由真實(shí)氣體定律解釋。因此，鉆井液壓縮性

63、能越小，氣泡上升速度越快，壓力上升越快。如果不卸壓，最終井口壓力降穩(wěn)定在與氣層壓力相同的壓力值。</p><p>　　2.5卸壓后持續(xù)套管壓力上升機(jī)理</p><p>　　由于放壓都是在很短的時(shí)間內(nèi)完成并且在曲線中一般僅有2-3個(gè)點(diǎn)表示，因此 ，對(duì)放壓過程進(jìn)行機(jī)理分析和描述存在很大的難度；但是對(duì)于放壓后的SCP上升機(jī)理國(guó)外研究人員對(duì)此作出分析。美國(guó)路易斯安那州立大學(xué)的R.Xu和A.K.Wo

64、jtanowicz綜合前人的研究成果通過對(duì)墨西哥灣（GOM）氣井中受SCP影響的38口井的綜合分析研究了卸壓后SCP上升機(jī)理。</p><p>　　對(duì)于引起外層套管或生產(chǎn)套管外層套管SCP 最顯著的原因是由于較差的固井質(zhì)量導(dǎo)致的氣體遷移。</p><p>　　氣體遷移可分為兩個(gè)相異的組——“初期”和“后期”?！俺跗凇笔桥c實(shí)際固井作業(yè)相關(guān)的，例如水泥漿性能、頂替技術(shù)、靜水壓力等?！昂笃凇迸c固

65、井作業(yè)關(guān)聯(lián)不是很大，是由機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力引起的，危害水化結(jié)合的完整性或水泥材料的完整性，導(dǎo)致氣體泄漏。另一種可能的原因是使用了高水灰比（低密度、膨脹系統(tǒng)）的水泥系統(tǒng)。這些水泥即便是凝固刀位后也會(huì)表現(xiàn)出其固有的相當(dāng)高的滲透率（0.5-5md）。因此這很可能使氣體在這樣的水泥單位中運(yùn)移并最終達(dá)到地面形成SCP。</p><p>　　2.6井口允許最大帶壓值模型</p><p>　　2.6.1環(huán)

66、空最大許可壓力值概念</p><p>　　環(huán)空最大許可壓力，是針對(duì)某一特定環(huán)空的最大允許工作壓力值，反映特定環(huán)空在長(zhǎng)期安全生產(chǎn)的條件下所能夠承受的壓力級(jí)別。</p><p><b>　　2.6.2確定原則</b></p><p>　　各層環(huán)空最大許可壓力在取值時(shí)應(yīng)取該層環(huán)空中最薄弱段的強(qiáng)度值。如果各環(huán)空之間有相互竄通的情況，應(yīng)把竄通的環(huán)空視為同

67、一環(huán)空。</p><p>　　2.6.3Ａ環(huán)空最大許可壓力</p><p>　　Ａ環(huán)空最大許可壓力值的確定是取以下各項(xiàng)中的最小者：</p><p>　?。保┥a(chǎn)套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度的50％。</p><p>　　無(wú)水泥固井的空套管處相對(duì)薄弱，因此計(jì)算抗內(nèi)壓強(qiáng)度時(shí)，取無(wú)水泥固井的井口位置套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度。下同。</p><p>

68、　　２）內(nèi)層技術(shù)套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度的80％。</p><p>　　３）油管抗擠毀強(qiáng)度的75％。</p><p>　　４）生產(chǎn)套管套管頭強(qiáng)度的60％。</p><p>　?。担┛紤]完井封隔器處生產(chǎn)套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度的</p><p><b>　　75％。</b></p><p>　　在完井封隔器處，以套管為

69、研究對(duì)象，考慮套管的受力情況有：</p><p>　　PA＋ρ保護(hù)液ｇｈ－ρ水泥ｇｈ ≤σ內(nèi)×75％ （1）</p><p>　　式中ｐＡ為環(huán)空最大許可壓力，ＭＰａ；σ內(nèi)為生產(chǎn)套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度，ＭＰａ；</p><p>　　ρ水泥為考慮最惡劣的固井環(huán)境密度取值，通常取1.0/m3；ρ保護(hù)液為環(huán)空保護(hù)液密度，ｇ／ｍ３；ｇ 為重力加速度，ｍ/ｓ２；ｈ為完井封隔器

70、坐封深度，ｍ。由此得到完井封隔器處考慮生產(chǎn)套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度的Ａ環(huán)空最大許可壓力為：</p><p>　　ｐＡ ＝σ內(nèi)×７５％＋ρ水泥ｇｈ－ρ保護(hù)液ｇｈ （2）</p><p>　?。叮┛紤]完井封隔器處油管抗擠毀強(qiáng)度的75％。</p><p>　　在完井封隔器處，以油管為研究對(duì)象，考慮開井生產(chǎn)時(shí)油管受力情況：</p><p>　　套管內(nèi)

71、?。鹛祝剑穑粒驯Ｗo(hù)液ｇｈ （3）</p><p>　　油管內(nèi)?。鹩停剑痖_＋ρ氣ｇｈ （4）</p><p>　　式中ｐ套為完井封隔器處套管內(nèi)壓力，MPa；ｐ油為完井封隔器處油管內(nèi)壓力，MPa；ｐＡ為Ａ環(huán)空最大許可壓力，MPa；ｐ開為開井生產(chǎn)時(shí)的油壓，MPa；ρ氣為油管內(nèi)氣體密度取值，通常取0.3ｇ/ｍ３。則完井封隔器處油套壓差為：</p><p>　　Δｐ ＝ｐ套

72、－ｐ油＝ｐＡ＋ρ保護(hù)液ｇｈ－ρ氣ｇｈ ≤σ外×７５％ （5）</p><p>　　式中ρ外為油管抗擠毀強(qiáng)度，MPa；ρ氣為油管內(nèi)氣體密度，通常取0.3ｇ/ｍ３。由此得到完井封隔器處考慮油管抗外擠強(qiáng)度的Ａ環(huán)空最大許可壓力：</p><p>　?。穑?＝σ外×７５％＋ｐ開＋ρ氣ｇｈ－ρ保護(hù)液ｇｈ （6）</p><p>　　2.6.4中間環(huán)空最大許可

73、壓力</p><p>　　中間環(huán)空最大許可壓力為以下各項(xiàng)中的最小者：</p><p>　?。保┉h(huán)空外層套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度的50％。</p><p>　　２）環(huán)空內(nèi)層套管抗擠毀強(qiáng)度的75％。</p><p>　　３）該層環(huán)空套管頭強(qiáng)度的60％。</p><p>　　2.6.5表層環(huán)空最大許可壓力</p><

74、;p>　　表層環(huán)空最大許可壓力值為以下各項(xiàng)中的最小者：</p><p>　?。保┍韺犹坠芸箖?nèi)壓強(qiáng)度的30％　</p><p>　　２）外層技術(shù)套管抗擠毀強(qiáng)度的75％。</p><p>　?。常┍韺犹坠芴坠茴^強(qiáng)度的60％。</p><p>　　第3章 持續(xù)環(huán)空壓力安全評(píng)價(jià)及治理方案</p><p><b>

75、;　　3.1安全評(píng)價(jià)</b></p><p>　　3.1.1中石油方面</p><p>　　中石油現(xiàn)場(chǎng)多參照API RP90進(jìn)行環(huán)空壓力監(jiān)測(cè)與環(huán)空泄壓管理氣井，并根據(jù)多次環(huán)空泄壓恢復(fù)結(jié)果判斷氣井的失效風(fēng)險(xiǎn)，以便確定是否有必要進(jìn)行修井作業(yè)。國(guó)外石油公司多組建專業(yè)的完整性評(píng)價(jià)團(tuán)隊(duì)，應(yīng)用氣井完整性評(píng)價(jià)系統(tǒng)(WIMS)，以風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣的形式定性地分析氣井可能的失效風(fēng)險(xiǎn)。</p&g

76、t;<p>　　3.1.2風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別判別</p><p>　　挪威標(biāo)準(zhǔn)化組織NORSOK STANDARD Z一013《風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)急預(yù)案分析》中對(duì)風(fēng)險(xiǎn)有明確的定義：風(fēng)險(xiǎn)是指在某一特定環(huán)境下，在某一特定時(shí)間段內(nèi)，某種損失發(fā)生的可能性及其可能引發(fā)后果的危害性的總和。對(duì)于高溫高壓高酸性氣田的環(huán)空帶壓井，如果不加以區(qū)分，都采取修井作業(yè)，作業(yè)費(fèi)用將非常高。因此，以“危害+防護(hù)+狀態(tài)=風(fēng)險(xiǎn)”的模式，綜合考慮氣井本身

77、特性、工藝措施及目前狀況，建立氣井綜合評(píng)分表。</p><p>　　3.1.3標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范</p><p>　　目前國(guó)際上與氣井完整性相關(guān)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)并不多，主要有挪威標(biāo)準(zhǔn)化組織(NORSOK)D一010《油氣井鉆井與作業(yè)時(shí)的完整性要求》、z—O1 風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)急預(yù)案分析》、挪威石油工業(yè)協(xié)會(huì)ll7標(biāo)準(zhǔn)《油氣井完整性推薦做法指南》、API RP90(海上油氣井環(huán)間壓力管理》以及加拿大《高危酸性井的

78、完井和作業(yè)》(IRP2006)等。此外，其他一些標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范也可用于氣井完整性評(píng)價(jià)：API RP 14B《井下安全閥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、修理和操作》、API RP I4C《地面安全閥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、修理和操作》、API RP 14J《海上生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)和風(fēng)險(xiǎn)分析推薦做法》、SY／T 5127—2o02(井口裝置和采油樹規(guī)范》以及NACE0175／ISO 1515 防硫化氫應(yīng)力裂紋的油田設(shè)備金屬材料標(biāo)準(zhǔn)》、ISO 13679(油管和套管接頭

79、評(píng)價(jià)試驗(yàn)推薦做法》、ISO 143 1c}《石油天然氣一井下裝備一封隔器和橋塞》、Spec 10A／ISO 10426．1《水泥及固井材料規(guī)范》以及SY／T 5724—2o0 套管柱結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度設(shè)計(jì)》等。這些標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范涉及采氣井口、安全閥、封隔器、油套管材料選擇及管柱力學(xué)計(jì)算等。</p><p>　　3.1.4氣井本身特性</p><p>　　氣井本身特性指不可改變、與生俱來的屬性，這些因素

80、可導(dǎo)致管柱、井口裝置及水泥環(huán)腐蝕，進(jìn)而影響強(qiáng)度與密封性，如果發(fā)生泄漏事故，則可影響次生災(zāi)害的危害性。各因素對(duì)環(huán)空帶壓的影響見表3-1。</p><p>　　表3-1 氣體本身特性因素</p><p><b>　　3.1.5工藝措施</b></p><p>　　工藝措施指為確保氣井完整性、保證氣井安全生產(chǎn)的各種完井投產(chǎn)技術(shù)及管理措施。工藝措施是為

81、氣井本身特性可能引發(fā)的危害而主動(dòng)采取的應(yīng)對(duì)措施。通過優(yōu)選高效、經(jīng)濟(jì)的防腐方案來應(yīng)對(duì)腐蝕問題；通過管柱力學(xué)分析驗(yàn)證管柱是否在全部工況下具有足夠的安全系數(shù)；通過管柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化、氣密封性檢測(cè)、合理上扣扭矩、井口及井下工具優(yōu)選及性能維護(hù)等以確保密封性(見表3-2)。</p><p>　　表3-2 工藝措施因素</p><p><b>　　3.1.6當(dāng)前狀態(tài)</b></p&

82、gt;<p>　　當(dāng)前狀態(tài)是表征氣井當(dāng)前的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)的因素，是驗(yàn)證氣井完整性最重要因素，也是最直接的因素(見表3-3)。</p><p>　　表3-3 當(dāng)前狀態(tài)因素</p><p>　　腐蝕是導(dǎo)致氣井環(huán)空帶壓的一個(gè)重要原因，可以用腐蝕速率表征防腐效果。最大允許井口操作壓力(MOP)是API RP90提出的概念，用來表征環(huán)空壓力安全尺度。環(huán)空泄壓是驗(yàn)證環(huán)空泄漏速率的方法，分類標(biāo)準(zhǔn)

83、為：泄壓后環(huán)空壓力降為0 MPa，關(guān)閉環(huán)空24 h內(nèi)環(huán)空壓力恢復(fù)較為緩慢，并且處于較低水平；卸壓后壓力降為0 MPa，關(guān)閉環(huán)空后在24h內(nèi)恢復(fù)到卸壓前的水平；卸壓24 h后環(huán)空仍然帶壓；相鄰2個(gè)環(huán)空連通，卸壓24 h后環(huán)空仍然帶壓，風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別最大。</p><p>　　3.1.7風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別判別模式</p><p>　　基于以上“危害+防護(hù)+狀態(tài)=風(fēng)險(xiǎn)”，把影響氣井完整性的3大類30項(xiàng)因素分布按

84、照高、中、低或高、低進(jìn)行分類，給予不同的分值，并對(duì)3大類因素分別給予不同的權(quán)重系數(shù)：本身特性25％，工藝措施30％，目前狀況45％。提出環(huán)空帶壓井風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別判別標(biāo)準(zhǔn)為：</p><p>　　I類井，評(píng)分≤29分。 </p><p>　　管柱完整性未受破壞的低隱患井，定期監(jiān)測(cè)，正常錄取環(huán)空壓力等資料，觀察其變化范圍，并可采取放壓措施；</p><p>　　Ⅱ類井，評(píng)分≤

85、60分。</p><p>　　管柱完整性稍受破壞的隱患井，需要連續(xù)監(jiān)測(cè)各環(huán)空壓力變化，并視情況開展動(dòng)態(tài)分析，確定應(yīng)對(duì)措施，并做好應(yīng)急預(yù)案；</p><p>　?、箢惥?，評(píng)分>60分。</p><p>　　管柱完整性已嚴(yán)重受破壞的高風(fēng)險(xiǎn)井，需要采取修井或棄井作業(yè)。以環(huán)空帶壓井風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別判別標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，建立了風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別判別模式(見圖3.1)。</p>&

86、lt;p>　　環(huán)空壓力是表征氣井完整性最重要也是最直接的參數(shù)，因此，如果日常環(huán)空壓力監(jiān)測(cè)高于MOP，則進(jìn)行泄壓診斷，如果泄壓后迅速恢復(fù)至泄壓前水平，則直接定義為Ⅲ類井，進(jìn)行修井或棄井作業(yè)；反之，則按照風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別評(píng)估表，逐個(gè)分析、評(píng)分，對(duì)照評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，最終得出氣井的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別。</p><p>　　圖3.1 環(huán)空帶壓井風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別判別模式圖</p><p><b>　　3.1.8評(píng)價(jià)流

87、程</b></p><p>　　如果環(huán)空帶壓值大于上述計(jì)算值，說明存在安全風(fēng)險(xiǎn)，需采取治理措施。假設(shè)不考慮溫度效應(yīng)和井下作業(yè)所施加的環(huán)空套壓等因素的影響， 此時(shí)A環(huán)空帶壓僅僅受到地層流體竄流的影響，其環(huán)空帶壓風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)流程 （見圖3.2），其他環(huán)空帶壓風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) （見圖3.3）。</p><p>　　圖3.2 A環(huán)空帶壓風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)流程</p><p>　　圖3

88、.3 其他環(huán)空帶壓風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)流程</p><p><b>　　3.2治理方案</b></p><p>　　3.2.1預(yù)防環(huán)空帶壓的技術(shù)措施</p><p>　　1）切實(shí)提高固井時(shí)的頂替效率</p><p>　　不管水泥漿體系的可靠性怎樣強(qiáng)，要想實(shí)現(xiàn)可靠的層間封隔，必須要提高固井時(shí)的頂替效率。為提高頂替效率，首先要保證鉆井時(shí)

89、鉆出的井眼條件好；鉆井液性能優(yōu)異，盡量實(shí)現(xiàn)低黏度、低切力、低失水、低含砂量；完鉆后要認(rèn)真通井、洗井，充分調(diào)整鉆井液性能；下套管時(shí)保證較高的套管居中度，固井施工中盡鼉活動(dòng)套管；篩選綜合性能好且與鉆井液、水泥漿配伍性好的前置液體系；設(shè)計(jì)合適的固井施工排量，強(qiáng)化配套技術(shù)措施。</p><p>　　2）切實(shí)做到“三壓穩(wěn)”</p><p>　　氣井固井施工中必須保證“三壓穩(wěn)”，即固井前、固井過程中和

90、候凝過程中水泥漿失重時(shí)的壓穩(wěn)。固井前和固井過程中的壓穩(wěn)比較容易實(shí)現(xiàn)，水泥漿凝固失重條件下的壓穩(wěn)一般容易被忽略，這也是影響天然氣井固井質(zhì)量的一個(gè)主要原因。</p><p>　　3）設(shè)計(jì)滿足封固要求的水泥漿體系</p><p>　　根據(jù)封固地層的特性及井下條件設(shè)計(jì)出滿足封固質(zhì)量要求的水泥漿體系。水泥漿性能要求防竄性好，能適應(yīng)注替過程、凝固過程及長(zhǎng)期封隔等各方面的需要。水泥漿有較低的失水量(小于

91、50mL)，較低的基質(zhì)滲透性，短的過渡時(shí)間和快的強(qiáng)度發(fā)展，同時(shí)漿體穩(wěn)定性好，水泥石體積不收縮。</p><p>　　4）水泥石力學(xué)性能能承受井下溫度、壓力、應(yīng)化的變化</p><p>　　以前水泥石的抗壓強(qiáng)度作為評(píng)價(jià)水泥漿性能的一項(xiàng)指標(biāo)，但是該指標(biāo)并不能作為是否成為有效層間封隔的標(biāo)準(zhǔn)，還需要其他的指標(biāo)來進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，如楊氏模量、泊松比、抗拉強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、膠結(jié)強(qiáng)度。認(rèn)真評(píng)價(jià)這些性能，有助于

92、水泥漿設(shè)計(jì)及降低環(huán)空帶壓發(fā)生的幾率。根據(jù)每口井的具體情況，對(duì)水泥環(huán)在該井的生產(chǎn)壽命期間在建井、完井、增產(chǎn)和生產(chǎn)作業(yè)承受的外載進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，然后對(duì)套管、水泥、地層進(jìn)行有限元分析，確定出水泥石的力學(xué)性能(如楊氏模量、泊松比等)，在生產(chǎn)期間水泥石力學(xué)性能能承受應(yīng)力的變化。若水泥石抗拉強(qiáng)度與楊氏彈性模量比值高，且水泥楊氏彈性模量低于巖石的楊氏彈性模量，則這將是機(jī)械耐久性最好的水泥。這方面的要求與特定井下條件有關(guān)，如井眼尺寸、套管性能、巖

93、石機(jī)械性能及預(yù)計(jì)載荷的變化等。</p><p>　　3.2.2解決環(huán)空帶壓的技術(shù)措施</p><p>　　1）利用修井作業(yè)來解決環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}</p><p>　　針對(duì)套管外環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}，常規(guī)的補(bǔ)救方法是采用鉆機(jī)進(jìn)行修井作業(yè)。采用修井作業(yè)需要起出油管，注入或擠入水泥，來封閉水泥環(huán)中的裂縫和竄流通道。根據(jù)裂縫、通道的位置、孔隙度、滲透率的不同，擠水泥作業(yè)有可能封閉氣竄通

94、道，也有可能封閉不了氣竄的通道。作業(yè)商通過對(duì)修井作業(yè)安全及成本方面的綜合考慮，一般不愿治理環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}。采用鉆機(jī)進(jìn)行修井作業(yè)施工危險(xiǎn)性大，易造成人身傷害，也易對(duì)設(shè)備造成損害甚至報(bào)廢。井噴或溢流也會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。采用常規(guī)修井作業(yè)的成本及風(fēng)險(xiǎn)有的時(shí)候超過了環(huán)空帶壓的成本及風(fēng)險(xiǎn)。</p><p>　　2） FUTUR活性固化水泥技術(shù)</p><p>　　2007年，斯倫貝謝(Schlumber

95、gef)公司用研究出的FUTUR活性固化水泥技術(shù)來解決環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}。FUTUR活性固化水泥施工不需要額外的固井設(shè)備，采用常規(guī)固井工藝，將FUTUR活性固化水泥作為領(lǐng)漿及尾漿注入即可。為保證封固質(zhì)量，領(lǐng)漿及尾漿的長(zhǎng)度應(yīng)至少達(dá)到150m。FUTUR活性固化水泥具有自修復(fù)特性，當(dāng)發(fā)生氣竄時(shí)，不需要人工干預(yù)，F(xiàn)UTUR活性固化水泥會(huì)自動(dòng)活化，將裂縫封堵。該技術(shù)已成功應(yīng)用在加拿大阿爾伯特油田的環(huán)空帶壓井及德國(guó)、意大利地下儲(chǔ)氣庫(kù)井。FUTUR活性固

96、化水泥應(yīng)用密度范圍為1.40～1.929/cm3，應(yīng)用溫度范圍20～138℃。</p><p>　　3)LifeSeal自動(dòng)密封水泥</p><p>　　與斯倫貝謝公司的活性固化水泥技術(shù)類似，哈里伯頓公司也推出了LifeSeal水泥。與FUTUR活性固化水泥機(jī)理類似，環(huán)空存在油氣竄流時(shí)，在沒有地面人工干預(yù)的情況下，水泥環(huán)能進(jìn)行膨脹，會(huì)封閉竄流通道。水泥環(huán)的這種自密封特性，是通過在水泥漿中加

97、入特種外加劑來實(shí)現(xiàn)的，采用常規(guī)注水泥設(shè)備就可以進(jìn)行施工。LifeSeal自密封水泥已成功地在70多口陸地或海上的井中進(jìn)行了應(yīng)用，應(yīng)用區(qū)域包括中東、亞洲、里海地區(qū)、歐洲、拉丁美洲、美國(guó)。</p><p><b>　　4）壓力活性密封劑</b></p><p>　　SPE 91399中報(bào)道，為經(jīng)濟(jì)和安全地除墨西哥灣的環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}，W&T海洋公司應(yīng)用了壓力活性密封劑

98、。與常規(guī)修井作業(yè)相比，每口井可以節(jié)約100萬(wàn)美元。壓力活性密封劑的作用機(jī)理與血液在傷口處的凝結(jié)類似。密封劑在進(jìn)入竄流通道前處于液體狀態(tài)，在存在壓差竄流通道的點(diǎn)，配方中的單體和聚合物在配方中發(fā)生化學(xué)聚合交聯(lián)。反應(yīng)進(jìn)行過程中，聚合交聯(lián)劑黏附在竄流通道上并不斷連接，同時(shí)密封整個(gè)竄流通道，聚合后的密封劑在竄流通道上呈纖維狀。如果不存在壓差，密封劑仍處于液體狀態(tài)，不會(huì)堵塞井眼。該方法已成功地在墨西哥灣、荷蘭、美國(guó)的路易斯安納州及哈薩克斯坦、澳大利

99、亞進(jìn)行了應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明，該方法成功率高，成本低。</p><p>　　5）遇油氣膨脹封隔器</p><p>　　根據(jù)不同情況，可以在套管上安裝一個(gè)或幾個(gè)封隔器。封隔器隨套管下人，不需要坐封壓力，膨脹器遇油氣就會(huì)發(fā)生膨脹。在膠結(jié)不好的部位、竄流通道或微環(huán)隙，封隔器膨脹都會(huì)建立起良好的密封，來阻止層問以及氣層到井口的竄流。遇油氣膨脹封隔器呵膨脹至其體積的兩倍，不但能封閉竄流通道，并且能承受

100、壓差。未激活時(shí)，封隔器處于潛伏狀態(tài)，水泥環(huán)出現(xiàn)封隔失效時(shí)，工具遇油氣膨脹會(huì)自動(dòng)封閉竄流通道。</p><p>　　第4章 實(shí)例計(jì)算，指導(dǎo)氣田安全生產(chǎn)</p><p>　　某高溫高壓氣井完鉆井深5200m，地層孔隙壓力當(dāng)量密度1.65g/cm3 ，產(chǎn)層壓力72.8MPa。 該井的油層套管下深5000m ，油層套管和技術(shù)套管之間的環(huán)空中，水泥返高2000m ，水泥之上的環(huán)空中充滿液柱。圖4.

101、1 是該高溫高壓氣井的井身結(jié)構(gòu)圖，下面以這個(gè)井為例子，對(duì)該井的油層套管和技術(shù)套管之間的密閉環(huán)空中的帶壓值進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　圖4.1 某高產(chǎn)氣井井身結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　單一環(huán)空帶壓情況</b></p><p>　　表4-1 出現(xiàn)單一環(huán)空帶壓時(shí)，最大允許帶壓值計(jì)算</p><p>　　（2）“

102、A”、“B”環(huán)空連通情況</p><p>　　“A”、“B”環(huán)空連通是指油管與油層套管間環(huán)空、油層套管與技術(shù)套管間的環(huán)空因管柱泄漏發(fā)生連通。</p><p>　　表4-2 出現(xiàn)“A”、“B”空帶壓時(shí)，最大允許帶壓值計(jì)算</p><p>　　（3）“B”、“C”環(huán)空連通的情況</p><p>　　“B”、“C”環(huán)空連通是指油層套管與技術(shù)套管間環(huán)

103、空、技術(shù)套管與技術(shù)套管間的環(huán)空因管柱泄漏發(fā)生連通。</p><p>　　表4-3 出現(xiàn)“B”、“C”空帶壓時(shí)，最大允許帶壓值計(jì)算</p><p>　?。?）“C”、“D”環(huán)空連通的情況</p><p>　　“C”、“D”環(huán)空連通是指技術(shù)套管與技術(shù)套管間環(huán)空、技術(shù)套管與表層套管間的環(huán)空因管柱泄漏發(fā)生連通。</p><p>　　表4-4 出現(xiàn)“C

104、”、“D”空帶壓時(shí)，最大允許帶壓值計(jì)算</p><p>　?。?）“A”、“B”、“C”環(huán)空連通情況</p><p>　　“A”、“B”、“C”環(huán)空連通是指油管與油層套管間環(huán)空、油層套管與技術(shù)套管間環(huán)空、技術(shù)套管與技術(shù)套管間環(huán)空，這幾個(gè)環(huán)空間因管柱泄漏發(fā)生連通。</p><p>　　表4-5 出現(xiàn)“A”、“B”、“C”空帶壓時(shí)，最大允許帶壓值計(jì)算</p>

105、<p>　?。?）“B”、“C”、“D”環(huán)空連通情況</p><p>　　“B”、“C”、“D”環(huán)空連通是指油層套管與技術(shù)套管間環(huán)空、技術(shù)套管與技術(shù)套管間環(huán)空、技術(shù)套管與表層套管的環(huán)空，這幾個(gè)環(huán)空間因管柱泄漏發(fā)生連通。</p><p>　　表4-6 出現(xiàn)“B”、“C”、“D”空帶壓時(shí)，最大允許帶壓值計(jì)算</p><p>　?。?）“A”、“B”、“C”

106、、“D”環(huán)空連通情況</p><p>　　“A”、“B”、“C”、“D”環(huán)空連通是指以上所有的這幾個(gè)環(huán)空間因管柱泄漏發(fā)生連通。</p><p>　　表4-7 出現(xiàn)“A”、“B”、“C”、“D”空帶壓時(shí)，最大允許帶壓值計(jì)算</p><p>　　從2008年開始對(duì)該井的環(huán)空帶壓值進(jìn)行了連續(xù)監(jiān)測(cè), 共監(jiān)測(cè)450d, 其實(shí)測(cè)的環(huán)空帶壓值見圖4.2，圖4.2中橫坐標(biāo)表示監(jiān)測(cè)的

107、時(shí)間, 縱坐標(biāo)表示監(jiān)測(cè)到的井口油管壓力、A 環(huán)空的環(huán)空帶壓值。從圖4中可以看出, 該井只有“A”環(huán)空帶壓且最大環(huán)空帶壓值為32MPa, 而“A”環(huán)空允許最大帶壓值為42.6MPa, 說明雖然該井出現(xiàn)較高的環(huán)空帶壓情況, 但還是比較安全, 可以正常開采。</p><p>　　圖4.2 “A”環(huán)空實(shí)測(cè)帶壓情況圖</p><p><b>　　第5章 結(jié)論</b></

108、p><p>　　( 1)持續(xù)環(huán)空壓力問題, 嚴(yán)重影響油氣井的安全。近年來國(guó)內(nèi)盡管做了許多工作, 但是固井后環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}仍然較為突出。</p><p>　　( 2)根據(jù)環(huán)空帶壓引起的原因可以將其分為作業(yè)施加的環(huán)空壓力, 受溫度、壓力變化使環(huán)空和流體膨脹引起的環(huán)空壓力以及由于油氣從地層經(jīng)水泥封固井段和環(huán)空液柱向上竄流引起的環(huán)空壓力。</p><p>　　( 3)根據(jù)實(shí)際井身