环空带压

摘要： 深水井井底与井口之间温差较大,因此在生产或测试过程中,套管外环空压力无法释放,容易发生套管变形、挤毁等事故,从而破坏井筒完整性,因此,需要计算温度差下的深水井环空圈闭压力,结合深水井套管柱强度校核标准,选择合适的环空圈闭压力管理应用技术,当前主要的应用技术包括隔断热传递、平衡膨胀体积、消除环空、增加套管强度、释放圈闭压力等方法,并结合当前深水井主要应用场景,分别就这几种方法进行了阐述,并根据适用情况介绍了各种方法的特点,可以为深水井提供套管选型、环空圈闭压力管理、创新技术工具选择等提供依据和参考。

摘要： 为了解决渝东地区常压页岩气水平井用生产套管固井时易漏及分段压裂后环空带压的技术难点,研究了机械充氮泡沫水泥浆固井技术。通过优选发泡剂、稳泡剂,设计了泡沫低密度水泥浆;基于高压气体状态方程,进行了泡沫水泥浆全过程平衡压力及浆柱结构设计,建立了井筒压力条件下的泡沫水泥浆密度计算模型,形成了机械充氮泡沫水泥浆固井技术。泡沫低密度水泥浆的密度调整范围为0.80~1.55 kg/L,水泥浆中泡沫的半衰周期为33.8 h,泡沫水泥石的弹性模量为4.6 GPa。泡沫水泥石在循环载荷测试条件下的残余应变为0.21%,具有良好的力学性能;采用全过程平衡压力固井技术和分段注气泡沫低密度水泥浆注结构设计方法,能满足固井防漏要求。渝东地区20口常压页岩气水平井应用了机械充氮泡沫水泥浆固井技术,固井过程中未发生漏失,固井质量优良率100%,且压裂后未出现环空带压现象。研究和现场应用表明,采用机械充氮泡沫水泥浆固井技术可以解决渝东地区常压页岩气水平井生产套管固井时的漏失问题,且泡沫水泥石具有良好的弹性变形性能,能够防止压裂后环空带压。

摘要： 南海西部油田Wen19-1B3S1生产过程中,出现C环空原油和气体泄漏情况。该类型隐患治理在南海西部油田尚属首次。治理过程中,创造性地解决了C环空下入小直径管深度、小直径管内高密度化学药剂连续泵入等问题,确保了封堵效果,为后续类似治理井积累了技术经验。

摘要： 四川盆地安岳气田寒武系龙王庙组、震旦系灯影组气藏具有埋藏深、高温、高压、含H_(2)S和CO_(2)等特点,对气井完井管柱强度、密封性、抗腐蚀性能要求高,导致钻井难度大,井身结构及其管柱受力复杂,固井质量、气井环空异常带压等完整性问题突出。为此,针对上述气井完整性问题,基于钻完井设计、现场施工质量控制、井筒完整性评价、气井安全管控等方面开展了持续攻关及现场实践,形成了高温高压含硫气井完整性设计、评价和管理等关键技术。研究结果表明:(1)形成了高温高压含硫气井全生命周期完整性设计及现场施工质量控制技术,为建井阶段井控安全和建立良好的井屏障奠定坚实基础;(2)形成了环空压力评价、井口抬升评价、气井安全风险量化评价等井完整性评价关键技术,实现了气井安全风险定量评价,为井完整性分级管理提供科学依据;(3)建立了高温高压井完整性标准体系和信息化管理系统,实现了井完整性管理的标准化和信息化。结论认为,通过高温高压含硫气井完整性技术的全面应用,气井环空异常带压比例逐年下降,有效支撑了安岳气田的安全高效开发,该技术可为国内外类似气井完整性设计、评价和管理提供借鉴。

摘要： 储气库注采井“大吞大吐”式高速双向注采运行模式和储气库应急调峰保供的客观属性,使得近年来储气库注采井环空带压井比例较高,对储气库高效运行和注采井井筒完整性带来了巨大风险挑战。通过对华北地区X含硫化氢储气库H2-4井环空带压分析,在深入剖析环空流体组分来源和原井筒固井质量分析基础上,运用分布式光纤监测漏点识别技术和声速法(回声波形)计算环空保护液液面深度相结合方法,开展储气库注采井环空带压机理研究,明确了不同环空位置带压主要原因及带压程度。通过分析H2-4井现状并进行深入入研究,提出平衡注采、加密动态监测、应急处置方案和择机更换完整井筒完井管柱的对策,实现控制和治理环空带压井,保障储气库全生命周期注采安全。

摘要： 环空加压固井技术能有效提高水泥环密封能力、降低环空带压问题的发生,为了准确掌握其作用的力学机理,基于弹性力学和界面位移连续条件,考虑环空加压固井施工过程,建立了环空加压固井套管–水泥环界面应力计算模型,研究了环空加压固井提高双层套管–水泥环系统密封能力的力学机理,并采用试验方法验证了理论模型的准确性。利用建立的力学分析模型,研究了各因素对界面密封能力的影响规律。研究结果显示:提高固井过程中环空加压压力可显著增大界面上产生的径向压应力,提高水泥环的密封能力;界面径向应力随环空压力增大呈线性增加;环空加压固井对提高内层套管–水泥环界面密封能力的效果更好;水泥环弹性模量越大,界面处的径向应力越大,密封能力越强。研究结果表明,环空加压固井能显著提高界面密封能力,利用建立的力学模型能定量计算界面处的径向应力。研究成果对油气井环空加压固井设计与施工具有重要意义。

摘要： 随着注水井的不断开发,部分油田对注水量的要求也越来越大,而目前渤海现有注水管柱受限于管柱通径,注水工艺无法满足高注入需求^([1]),本文分析了渤海油田在当前增储上产环境下的高注水量需求,结合传统注水工艺对注水管柱结构进行创造性改造,总结出一套适用于高含水油田的新型注水工艺。

摘要： 气井发生油套环空带压的现象比较普遍,已成为影响国内海上平台生产的重要因素之一。首先,对井下泄漏气体的运移途径进行了分析,然后,将泄漏点视为喷嘴,考虑气体在倾斜封闭环空与静止液柱内的运移以及气体在井口处的累积过程,最后,建立了井下泄漏量的计算方法。应用该方法可得到井下泄漏点尺寸,井下泄漏量计算准确度依赖于油套环空液面的测量精度以及环空泄压/压力恢复数据的采集密度和精度。

摘要： 用高分子智能材料包裹无机多孔材料,再复配优选的弹性隔离剂PC-S24S,制备了一种可预防深水油气井环空带压的弹性隔离液体系。加入弹性隔离剂的弹性隔离液体系具有良好的耐温耐压性能。升温压强实验和多次升降温实验结果表明,该体系能够保证套管不被涨损,弹性稳定,可起到降压稳压效果和防挤毁作用,且流变性满足施工要求,失水量低,自由液为零,沉降稳定性良好。与钻井液、水泥浆混合后,该体系不增稠,稠化时间延长,水泥石的抗压强度损失低,对固井施工作业的影响小。

摘要： 储气库注采井的安全性高于气井。随着注采运行,部分注采井出现了不同程度的环空带压问题。结合现场实际,以储气库注采井为研究对象,分析生产时间内环空带压井油压、套压情况。根据套压随油压的变化趋势、套压值大小、泄压后套压恢复时间的不同,对储气库油套起压井、技套起压井进行分类。根据曲线特征,分析储气库注采井环空带压原因。根据力学方法,计算环空最大许可压力,为保证气井井筒完整性与指导气库运行提供技术支撑。

摘要： 环空带压是气田生产管理的难题,特别是对于高风险的海上气井.据统计目前大部分海上气井都存在环空带压问题,最高环空带压值超过19MPa,部分气井通过1/2in管线泄放12h,环空压力基本不变,这说明井下发生了泄漏且泄漏量不低于1/2in管线的泄放量.一旦井口环空套管阀刺漏,天然气泄漏扩散引起火灾爆炸事故,后果将非常严重,甚至造成严重的人员伤亡、平台损毁和环境污染,2010年的墨西哥湾深水地平线事故已敲响了警钟.所以,如何管控环空带压气井的安全风险,是亟待解决的问题.本文在调研NORSOK D-010、API RP90、OLF117和ISO16530-2等国际标准的基础上,结合海上气井的井身结构、完井管柱和井下工具情况,针对海上环空带压气井,建立了一套适用于海上气井环空带压的管理方案,并通过在海上气田的应用,表明了该方法合理可行.该方案对于指导海上环空带压气井的安全生产和管理具有重要意义.

摘要： 川中高压气井有12口井钻完井期间B、C环空异常带压.通过固井质量分析、水泥环应力计算、室内水泥环试压实验,表明环空带压的主要原因是固井后管柱试压、下开钻进钻井液密度大幅降低产生微环隙,导致须家河之上浅层气及嘉陵江、龙潭组高压气层气窜.基于此,形成了由韧性微膨胀水泥浆体系、界面径向压应力固井工艺、“以快治气”防窜固井工艺、封隔式尾管悬挂器构成了的预防环空带压固井技术.在川中高压气井应用12口井,环空带压率由37％下降为17％.

摘要： 川中G-M区块有12口井在钻完井期间B、C环空异常带压.从固井质量、水泥环力学完整性、管柱密封完整性三方面分析表明,钻完井期间环空带压主要原因是固井后井内压力大幅变化,水泥环力学完整性破坏,形成微环隙,次要原因是部分井须家河气体通过Φ247.65mm套管的非气密封扣窜进B环空.通过针对性采取优化套管居中度及防窜工艺、完善微膨胀水泥浆体系、定型径向预应力固井技术、保证井眼质量及套管螺纹密封质量等预防环空带压技术措施,减轻了气井钻完井期间环空带压问题.

摘要： 以弹性力学为基础,建立了页岩气井垂直井段双层套管系统的力学模型.通过接触面上位移连续条件推导了各接触面的应力计算方程,并讨论了套管内压、温度、地应力等因素对水泥环封隔能力的影响规律.研究结果表明:①温度升高、内压及地应力增大、水泥环弹性模量增大均有利于提高水泥环的封隔能力,减小套管壁厚有利于增加界面的径向应力,在满足套管强度要求的前提下可适当降低套管壁厚;②井深越深,界面径向应力越大,水泥环封隔能力越强,提高垂直井段下部的封隔能力是缓解井口环空带压的关键;③第一界面和第二界面是固井失效的危险点,提高第一、第二界面的固井质量,有利于降低形成环空带压的风险.研究结果对于页岩气井压裂和生产过程中的环空带压机理分析及控制技术具有一定的参考价值.

摘要： 气井环空带压问题是全球普遍存在的问题,四川壳牌项目是高温高压气井,部分井由于生产或固井等原因造成A、B环空带压,永久弃井要求至少设置两道永久井屏障,必须治理环空带压问题.其中少数井采用多次挤水泥封堵效果较差,水泥浆在治理环空带压问题存在极大困难.新型材料——环氧树脂具有穿透微间隙能力强、抗压强度高、韧性好等特点.采用阶梯式挤注环氧树脂的方式,在四川壳牌区块的多口井成功封堵环空气窜,治理环空带压问题,为四川壳牌区块弃井项目解决了关键问题,为以后治理环空带压和提高井筒长期完整性提供了借鉴.

摘要： 气井环空带压现象严重制约着气井的安全高效开发.针对顺南七井生产测试后,生产尾管回接段环空带压问题,本文通过对气井的整个建井和测试期间相关井内温度与压力变化进行分析,并考虑水泥浆失重对气井水泥环密封完整性的影响,基于Abaqus有限元软件,对环空水泥环的密封失效机理进行了分析.研究表明,环空水泥浆是否失重是决定生产测试期间环空是否产生微间隙的关键,水泥浆失重越严重形成的微间隙越大;生产测试期间套管压力的增加,容易导致水泥环发生拉伸破坏,且水泥石弹性模量越高,水泥环发生拉伸破坏的可能性越大.为防止环空微间隙的形成,可通过在水泥浆中加入发气膨胀剂,抑制水泥浆失重的发生;为避免水泥环拉伸破坏,可将水泥石弹性模量控制在6GPa以下.

摘要： 针对气井环空带压日益严重、治理难、成本高的问题,提出了一种环空密封失效的预防方法.通过理论计算验证了其有效性,并对方法中关键材料性能的影响规律进行了研究.结果表明:通过在套管外壁附着一层特定厚度和力学特性的缓冲介质来改善套管压力下水泥环的受力状况,达到预防环空密封完整性失效的方法在理论上是可行的;理想条件下缓冲介质应具备较低的弹性模量、较低的泊松比及足够大的厚度.该方法的提出对于气井环空带压等问题的防治具有重要意义.

摘要： 近年来,随着高压气井开发进程的加快,因环空异常带压而导致的井筒完整性问题,已成为影响气井安全生产的重要问题.本文在调研国内外先进完整性管理理念的基础上,结合塔里木盆地克深气田超深(7000～8000m)、超高压(110～130MPa)、超高温(150～190°C)、高地应力等特点,从带压原因分析、井筒安全评估内容和流程、风险等级划分和防控措施等方面开展了气井完整性管理技术的研究与应用.制订了气井完整性管理相应的对策;①环空带压井(SCP)提出分级管理措施,并组织实施;②对于已投产井建立环空压力实时监控与评估机制;③一井一策,针对环空异常井建立了异常带压井管理办法,制定单井对策.现场实践结果表明,形成的气井完整性管理方法及主体配套技术能够满足克深气田安全生产的需要,对同类高压气井的管理具有借鉴意义.

摘要： 高压含硫气井发生天然气泄漏的后果通常远比其它气井严重.为了降低泄漏风险,该类井普遍采用气密封扣油管和永久式完井封隔器进行完井,但是天然气通过完井管柱渗入油套环空引起环空带压的情况仍较常见.油套环空压力超过生产套管或井口装置承压能力时,气井将面临较大的泄漏风险,严重影响气井安全生产.漏点位置是对油套环空压力进行适当控制和制定处理措施的重要数据,其简单有效的诊断方法尚处于起步阶段.本文首先分析了油套环空带压的原因及特点,针对完井管柱渗漏引起的油套环空带压,基于长时间渗漏后达到压力平衡的原理,采用多相流方法进行漏点位置分析计算,并结合现场环空放压技术实现漏点位置诊断.形成的漏点位置诊断方法为快速方便的确定漏点位置提供了一种途径,对完井管柱渗漏气井的科学管理和措施制定具有积极意义.

摘要： 储气库建设已经列入中国天然气安全稳定供气的重点工程,储气库具有建设成本高、寿命周期长(50年)、安全性要求苛刻等特点,固井工程是储气库建设的核心技术.针对油气藏型储气库地质条件复杂、井眼质量差、一次封固段长,对固井质量要求高、难度大等难题,通过深入持续攻关,开发了具有世界先进水平的DRE韧性膨胀水泥浆体系,研制出了DRC高效冲洗隔离液,制定了"油气藏型地下储气库固井技术规范",形成了以平衡压力固井、保证井筒密封为核心的储气库固井配套技术.DRE韧性膨胀水泥及固井配套技术在世界最深、地质条件最复杂的华北苏桥储气库,以及大港板南、长庆等储气库成功应用76口井,解决了固井施工安全难以保证、固井质量差、井筒密封不能有效保障等难题,为储气库的安全运行奠定了基础.随着储气库固井配套技术的推广应用,将进一步创造更大的经济效益和社会效益,应用前景广阔.

摘要： 本发明公开了一种气井环空异常带压综合预警方法及系统，通过建立管柱动力学模型，求解气井管柱随井深变化的温度场、压力场；确定对井口环空压力会造成影响的参数作为影响因素，分别计算井口环空压力与各影响因素间的灰色关联度系数的平均值，取平均值大于设定值的影响因素作为第一敏感因素；将各第一敏感因素、井口环空压力，共同作为第二敏感因素，分别建立各第二敏感因素的实时预测模型，对各第二敏感因素进行实时预警。本发明用以解决现有技术中对于气井环空异常带压的管理属于被动控制的问题，实现将气井环空异常带压的管理方案从被动控制转为主动预防，同时实现对气井生产过程进行综合预警的目的。

摘要： 本发明公开了一种气井环空异常带压综合预警方法及系统，通过建立管柱动力学模型，求解气井管柱随井深变化的温度场、压力场；确定对井口环空压力会造成影响的参数作为影响因素，分别计算井口环空压力与各影响因素间的灰色关联度系数的平均值，取平均值大于设定值的影响因素作为第一敏感因素；将各第一敏感因素、井口环空压力，共同作为第二敏感因素，分别建立各第二敏感因素的实时预测模型，对各第二敏感因素进行实时预警。本发明用以解决现有技术中对于气井环空异常带压的管理属于被动控制的问题，实现将气井环空异常带压的管理方案从被动控制转为主动预防，同时实现对气井生产过程进行综合预警的目的。

摘要： 本申请涉及一种带压环空采样分析系统，包括环空取样单元、气液分离单元、组分分析单元和数据处理单元，所述环空取样单元与所述气液分离单元连接，所述气液分离单元与所述组分分析单元连接，所述数据处理单元与所述环空取样单元、所述气液分离单元和所述组分分析单元连接。本申请的带压环空采样分析系统，适应高温、高压、高深度气井环空产出物的组分分析，能够同时测试环空压力、温度和流量。

摘要： 本发明提供一种注惰性气体管控环空带压实验装置，测试装置主体部分由内到外依次包括油管流动空间、A环形空间、地层模拟空间；油管流体恒温循环及压力控制系统为油管流动空间模拟现场油管服役环境；流体加注与放喷系统在地层模拟空间模拟地层环境，在A环形空间模拟现场A环空环境；数据显示和采集系统用于检测温度、压力及气柱高度。通过测量A环形空间在不同惰性气体长度的环空压力值，得到受温度效应、鼓胀效应影响下实际环境注入惰性气体量与环空带压值的关系曲线，根据不同惰性气体柱长度下环空压力下降幅度确定现场最优的惰性气体柱长度。本发明可以依据实际情况模拟现场环境下环空带压情况，实验结果贴合现场实际。

摘要： 本发明公开了一种环空带压井井口管控装置和工作方法，利用环空压力监测表监测环空带压值，数据采集器记录和监测环空带压数据；环空带压值达到最大许可环空压力值，报警器将发出警报声，环空泄压电磁阀打开，开始泄压；当环空压力泄至推荐工作压力下限值时，关闭环空泄压电磁阀；打开环空注液阀门及控制环空保护液储集罐的单流阀，离心泵开始工作，向环空内泵入环空保护液，电磁流量计记录环空保护液流量；利用液面监测装置实时监测，当泵入环空保护液到达特定液位时，离心泵自动停止工作，环空注液阀门关闭。本发明可实时监控井筒环空带压情况，尤其为高酸性气田井筒的安全服役提供参考；可操作性强，施工过程简单，有效实施环空带压井的管理控制。

摘要： 本发明公开了一种密封剂及其制备方法和应用。该密封剂包括复合树脂、固化剂、增韧剂和降粘剂。将该密封剂从地面环空挤入油气井环空并固化封堵水泥环微裂缝，能够实现油气井环空的有效密封以解决套管环空带压问题。

摘要： 本发明提供了一种基于井筒完整性良好情况下由温度及油井泄压导致环空带压的预测方法；该方法包括以下步骤：1)根据现场生产情况明确各个环空温度分布及变化值；2)初步明确环空流体初始PVT；3)考虑相邻套管温度以及材料热物性变化求解环空套管体积随环空温压变化；4)考虑流体热物性变化求解环空流体体积随环空温压变化；5)根据密闭环空中，流体与套管变化体积相等，建立环空压力升高预测模型；6)求解对应条件环空压力；7)确定上述状态下环空流体变化体积以及环空流体若未被限制升温变化体积；8)确定环空中流体所被限制的体积(泄压释放体积)；9)确定环空流体剩余体积(即初始体积)，进而求得每次泄压后因温度引起环空带压。

摘要： 本申请实施例提供了一种钻井用多层套管环空带压有限元计算方法和装置。该方法包括：获取对几何模型的参数的设定，几何模型是多层套管的模型，多层套管之间存在多个环空腔体，该参数包括：分析步、增压幅度、作用点和流体压力，分析步用于指示多个环空腔体中进行施压的目标环空腔体，流体压力用于指示施压的大小，增压幅度用于指示对目标环空腔体中的第一目标环空腔体施压时压力的变化幅度，作用点用于指示施压过程中多层套管中受到作用力影响的套管，基于对参数的设定，对几何模型进行有限元计算，以得到几何模型在施压过程中的应力应变情况，模拟出了钻井用多层套管环空带压现象，为钻井用多层套管环空带压预防技术提供了理论依据。

摘要： 本实用新型公开一种气井环空带压补压系统，包括：供油组件，其包括：油箱、油泵、电机和单向阀，所述油泵进油端连通所述油箱，其出油端连通所述单向阀，所述电机驱动连接所述油泵。多个补压支路，所述补压支路一端连通所述单向阀，另一端设置有电磁阀，每个补压支路的电磁阀分别连通一个环空。与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：当某个环空中压力不足时，则打开该环空所对应的补压支路上的电磁阀，同时油泵抽取油箱中的填充油，而后将填充油泵压向单向阀，单向阀可避免环空中的填充油倒流，而后填充油经过补压支路涌入该环空之中，从而增加了环空中的压力，从而平衡环空中的压力。

摘要： 本实用新型公开一种环空带压泄压系统，包括：集油组件，其包括油箱和减压阀，所述减压阀的出口端连通所述油箱；多个泄压支路，所述泄压支路上设置有电磁阀，所述泄压支路一端连通所述减压阀进口端，且所述多个泄压支路的自由端分别连通一个环空。当某个环空中压力过高的时候，则打开该环空对应泄压支路的电磁阀，从而将环空中的填充油通过泄压支路输送至减压阀，减压阀降低了填充油的压力，从而避免压力过高导致填充油流入油箱的流速过快，从而避免了高速流体冲击箱体所造成的振动和噪音。而环空中的填充油减少之后，可有效减小环空中的压力，从而维持了环空压力的稳定。