深水油气井井筒内流体特性对密闭环空压力的影响

摘要

针对密闭环空压力威胁深水油气井安全生产的问题,建立了密闭环空压力计算模型,研究了井筒内流体特性对环空压力的影响规律,并分析了各可控因素的敏感性和工程可行性.建立了基于相容性原则的体积平衡方程组和基于井筒-地层耦合传热的井筒温度计算模型,实现多层次含液密闭环空压力计算.环空压力随着环空液体的膨胀压缩比减小而降低;降低环空饱和度能从根本上消除环空压力,提出了极限环空饱和度计算公式;产出液比热容和流量的增加使环空压力上升;环空压力与产出液井底温度呈线性关系,产出液井口温度能够反映环空压力大小;含水率上升使环空压力动态增长.环空饱和度的调控敏感性远高于其他因素,降低环空液体导热系数具有较高的工程可行性.研发可释放环空液体的水下井口设备、高可压缩性材料和井下隔热液体可有效控制环空压力.