气井持续环空带压本科毕设论文.doc

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1、气井持续环空带压摘要随着石油天然气勘探开发工作不断深入，大量油气井在开发过程中相继出现持续环空压力现象。自天然气开发以来，持续环空压力或井口窜气问题就一直困扰固井技术人员与作业商。持续环空带压或井下层间窜流会严重影响气井的产量，降低采收率，对气田开发后续作业如酸化压裂和分层开采等造成不利影响。持续环空压力或层问窜流不突出时，会增加压力监测与井口放压的成本；严重时需要关井，有时会导致整口井甚至整个井组报废。从环境保护和安全的角度考虑，作业商经常要通过关井或修井来解决该问题，所造成的关井停产损失或修井费用相当巨大。气井的油管外环空或

2、套管外持续环空带压压力引起的问题日益严重。因此，研究气体持续环空压力现状，了解气田持续环空压力机理，安全评价及治理持续环空迫在眉睫。这是指导气田安全生产的关键所在。关键词：持续环空窜流气井固井指导生产33目录第1章绪论11.1课题研究的目的及意义11.2课题研究的国内外现状及其情况21.2.1墨西哥湾的OCS地区气井持续环空压力情况21.2.2加拿大天然气井或油井持续环空压力情况21.2.3国内天然气井持续环空压力的情况21.2.4美国矿产部统计了美国外大陆架区域环空带压情况21.2.5国内外研究现状31.3研究的主要内容及技术

3、路线61.3.1主要内容61.3.2技术路线6第二章产生机理82.1环空的概念及分类82.2持续环空压力92.3固井方面102.3.1环空带压对气井固井的特殊性102.3.2气井固井后环空带压的规律112.3.3环空带压或井口窜气的原因分析112.4持续套管压力形成机理132.5卸压后持续套管压力上升机理162.6井口允许最大带压值模型152.6.1环空最大许可压力值概念162.6.2确定原则162.6.3Ａ环空最大许可压力162.6.4中间环空最大许可压力162.6.5表层环空最大许可压力17第3章持续环空压力安全评价及治理方

4、案183.1安全评价183.1.1中石油方面183.1.2风险级别判别18333.1.3标准与规范183.1.4气井本身特性193.1.5工艺措施203.1.6当前状态203.1.7风险级别判别模式223.1.8评价流程233.2治理方案253.2.1预防环空带压的技术措施253.2.2解决环空带压的技术措施26第4章实例计算，指导气田安全生产28第5章结论33参考文献3433气井持续环空压力机理及安全评价研究第1章绪论1.1课题研究的目的及意义气井持续环空压力是气田钻井的普遍问题，环空异常压力将严重威胁气井安全生产。随着国内外

5、天然气用量的迅速增加，井下的地质环境也越来越复杂，固井后的持续环空压力问题也越来越突出。在中国塔里木盆地迪那2、四川盆地龙岗等气田，持续环空问题是困扰气井安全开发的重要难题。气井环空带压是指井口环空压力表非正常启压。如果经井口放喷阀门放喷后，关闭套管环空后，压力又重新上升到一定程度，国际上通常称为持续环空带压⋯。环空带压不仅使CO2和HS2等腐蚀性气体进入油套环空而腐蚀套管内壁，而且导致套管长时间承受高压，存在天然气窜漏至地层、泄漏至井口的风险，甚至引发灾难性事故。自天然气开发以来，持续环空压力或井口窜气问题就一直困扰固井技术人

6、员与作业商。持续环空带压或井下层间窜流会严重影响气井的产量，降低采收率，对气田开发后续作业如酸化压裂和分层开采等造成不利影响。持续环空压力或层问窜流不突出时，会增加压力监测与井口放压的成本；严重时需要关井，有时会导致整口井甚至整个井组报废。从环境保护和安全的角度考虑，作业商经常要通过关井或修井来解决该问题，所造成的关井停产损失或修井费用相当巨大。因此必须进行气体持续环空机理及安全评价研究，以解决或减少环空对钻井过程中造成的事故。了解气井持续环空压力机理，制定环空压力治理方案，解除气井生产安全。33气井持续环空压力机理及安全评价研

7、究1.2课题研究的国内外现状及其情况1.2.1墨西哥湾的OCS地区气井持续环空压力情况在墨西哥湾的OCS地区，大约有15500口生产井、关闭井及临时废弃井。美国矿物管理服务机构(MMS)对该地区井进行了统计，有6692口井约43％至少有一层套管持续环空压力。在这些持续环空压力的井中，共有10153层套管环空带压，其中47.1％属于生产套管带压，16.3％属于技术套管带压，26.2％属于表层套管带压，10.4％属于导管带压。该地区大部分井下人了几层套管柱，从而使判定环空带压的原因与采取有针对性的补救措施困难，每口井补救费用高达10

8、0多万美元。1.2.2加拿大天然气井或油井持续环空压力情况在加拿大，环空带压存在于不同类型的井中。南阿尔伯特的浅层气井、东阿尔伯特的稠油井和ROCKY山麓的深层气井，都不同程度地存在环窄压力问题。加拿大环空压力问题绝大多数是由于环空封固质量不好，天然气窜至井口造