气井环空带压机理及评价

1 绪论

1.1 环空带压的定义

1.2 国外环空带压现状

1.3 国内环空带压现状

参考文献

2 环空带压成因及诊断

2.1 环空充填类型

2.2 环空带压形成原因

2.3 环空带压的监测与诊断

小结

参考文献

3 油套管柱螺纹接头密封性能分析

3.1 螺纹接头密封机理

3.2 几种典型的特殊螺纹接头及密封特性分析

3.3 工况参数对特殊螺纹接头密封性能影响的数值模拟

3.4 API圆螺纹密封特性分析及密封结构的改进

小结

参考文献

4 环空带压气体窜漏机理

4.1 水泥环内气体渗流模型

4.2 环空液柱内气体蹿升模型

4.3 井口泄压/压力恢复模型

4.4 气体窜流耦合数学模型

小结

参考文献

5 环空压力风险评估

5.1 环空许可压力

5.2 环空许可压力计算

5.3 环空带压风险评估

小结

参考文献

6 环空带压对井筒材质腐蚀的影响

6.1 井筒材料腐蚀评价新方法及装置

6.2 油套管的环空腐蚀

6.3 水泥石腐蚀

6.4 封隔器橡胶腐蚀

小结

参考文献2100433B

本书对气井环空带压的成因、诊断方式及风险评估进行了系统介绍，区分了环空带压的了环空带压的风险等级，详细分析了油套管柱、水泥环和封隔器等的服役可靠性，为环空带压气井的安全生产和管理提供了技术依据。本书内容新颖，是作者近年来研究成果的总结和提炼，有利于读者了解气井环空带压的机理及研究动态。

本书可供石油工程领域的相关技术人员阅读，也可供大专院校相关专业的师生参考。

一、钻井中对环空压耗的解释：

环空压耗是在钻井过程中，钻井液沿环空向上流动时所产生的压力损失称为环空压耗。在钻井泵克服这个流动阻力推动钻井液向上流动时，井壁和井底也承受了该流动阻力，因此，井底压力增加。

二、影响环空压耗的因素：

影响环空压耗的因素有排量、岩屑质量分数、环空结构、钻井液性能、岩屑物性、钻具偏心等。综合考虑影响程度和可控性，以上各因素中，不考虑岩屑床时，泥浆排量对环空压耗的影响最大，其次是泥浆密度、泥浆流变性能、偏心度、钻杆转速、岩屑质量分数、岩屑尺寸。

三、小井眼环空压耗的特点及对钻井作业的影响：

1.与常规井眼相比，小井眼与井壁之间的间隙小，钻具的旋转对环空的上返流态油很大影响，钻具的旋转使钻井液随之旋转，使岩屑和钻井液的上返轨迹由直线变形为螺旋形。二常规井眼中，这一现象就不严重。钻井液的螺旋上返形式增加了钻井液和岩屑的运动轨迹长度，影响了环空压耗损失

2.与小井眼有关的另一个特殊效应就是由钻杆偏心引起的“月牙效应”。由于小井眼中钻杆与直径与井眼直径差距较小。钻杆在小井眼中的不居中会影响环空流体的流动与环空压耗。

3.小井眼中钻杆本体与井壁之间的间隙小，在计算环空压好的时候就必须考虑关注接头的影响。2100433B

环空压降损失pressure fUS.S Uf annulus; annular frictionlnss;annular friction drag又称环空摩耗或环空摩阻。在环形空间部分发生的压力损失。 2100433B

在气田开发过程中，准确预测气井的产能和分析气井的动态，并了解气层及井筒的特性，是科学开发气田的基础。研究气井产能就是为了得到适合气藏的产能方程，对于指导气田开发具有至关重要的作用。随着开发的进行，地层压力逐渐地降低，产能也逐渐递减，其递减特征就是随着生产的进行气井产能的变化规律。因此，可以利用气井产能的变化规律对未来的产能进行预测，为油田的开采提供一定的理论依据。

1、研究内容

针对不同的气田，对气井产能测试和分析方法的适应性进行研究，确定气井产能分析的理论，对比各个地质特征和开发特征不同的气田，其所得到的方程的系数是否也会不同。

明确气井产能递减规律研究的现状和重要意义，总结和论述产能递减规律对气藏开发认识的重要性，确定递减规律分析方法，利用其研究的递减规律方法分析典型气井的递减规律。

2、进行递减分析的基本规律

递减规律研究的主要理论依据是J．J．Arps于1945年提出的产量递减规律方程式，即指数递减规律、双曲线递减规律和调和递减规律。这三种规律在气井的产能递减规律研究和预测工作中得到了广泛的应用，现将这三种递减规律的公式列于表1内。

表1中符号的意义：n—递减指数，无因次量；ai—初始递减率；Qi—初始递减时的产量；Qt—t时间的产量；t—时间。

由表1可以看出，当n=1时，双曲线递减规律即变为调和递减规律，因而也可以说调和递减规律是n=1时的双曲线递减规律，或双曲线的特定变化规律。

在指数递减规律、双曲递减规律和调和递减规律三种递减规律中，应用最多的还是双曲递减规律，因为指数递减和调和递减都是双曲递减在特定情况下的一种表达形式，因此双曲递减规律更具普遍性。 2100433B