气井持续环空带压本科毕业设计.doc

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 目 录 第1章 绪 论 1 1.1课题研究的目的及意义 1 1.2课题研究的国内外现状及其情况 2 1.2.1墨西哥湾的OCS地区气井持续环空压力情况 2 1.2.2加拿大天然气井或油井持续环空压力情况 2 1.2.3国内天然气井持续环空压力的情况 2 1.2.4美国矿产部统计了美国外大陆架区域环空带压情况 2 1.2.5国内外研究现状 3 1.3研究的主要内容及技术路线 6 1.3.1主要内容 6 1.3.2技术路线 6 第二章 产生机理 8 2.1环空的概念及分类 8 2.2持续环空压力 9 2.3固井方面 10 2.3.1环空带压对气井固井的特殊性 10 2.3.2气井固井后环空带压的规律 11 2.3.3环空带压或井口窜气的原因分析 11 2.4持续套管压力形成机理 13 2.5卸压后持续套管压力上升机理 16 2.6井口允许最大带压值模型 15 2.6.1环空最大许可压力值概念 16 2.6.2确定原则 16 2.6.3Ａ环空最大许可压力 16 2.6.4中间环空最大许可压力 16 2.6.5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案 18 3.1安全评价 18 3.1.1中石油方面 18 3.1.2风险级别判别 18 3.1.3标准与规范 18 3.1.4气井本身特性 19 3.1.5工艺措施 20 3.1.6当前状态 20 3.1.7风险级别判别模式 22 3.1.8评价流程 23 3.2治理方案 25 3.2.1预防环空带压的技术措施 25 3.2.2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 34 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。 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100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RO