氣井環(huán)空帶壓機理及評價

1 緒論

1.1 環(huán)空帶壓的定義

1.2 國外環(huán)空帶壓現(xiàn)狀

1.3 國內(nèi)環(huán)空帶壓現(xiàn)狀

參考文獻

2 環(huán)空帶壓成因及診斷

2.1 環(huán)空充填類型

2.2 環(huán)空帶壓形成原因

2.3 環(huán)空帶壓的監(jiān)測與診斷

小結(jié)

參考文獻

3 油套管柱螺紋接頭密封性能分析

3.1 螺紋接頭密封機理

3.2 幾種典型的特殊螺紋接頭及密封特性分析

3.3 工況參數(shù)對特殊螺紋接頭密封性能影響的數(shù)值模擬

3.4 API圓螺紋密封特性分析及密封結(jié)構(gòu)的改進

小結(jié)

參考文獻

4 環(huán)空帶壓氣體竄漏機理

4.1 水泥環(huán)內(nèi)氣體滲流模型

4.2 環(huán)空液柱內(nèi)氣體躥升模型

4.3 井口泄壓/壓力恢復(fù)模型

4.4 氣體竄流耦合數(shù)學(xué)模型

小結(jié)

參考文獻

5 環(huán)空壓力風(fēng)險評估

5.1 環(huán)空許可壓力

5.2 環(huán)空許可壓力計算

5.3 環(huán)空帶壓風(fēng)險評估

小結(jié)

參考文獻

6 環(huán)空帶壓對井筒材質(zhì)腐蝕的影響

6.1 井筒材料腐蝕評價新方法及裝置

6.2 油套管的環(huán)空腐蝕

6.3 水泥石腐蝕

6.4 封隔器橡膠腐蝕

小結(jié)

參考文獻2100433B

本書對氣井環(huán)空帶壓的成因、診斷方式及風(fēng)險評估進行了系統(tǒng)介紹，區(qū)分了環(huán)空帶壓的了環(huán)空帶壓的風(fēng)險等級，詳細分析了油套管柱、水泥環(huán)和封隔器等的服役可靠性，為環(huán)空帶壓氣井的安全生產(chǎn)和管理提供了技術(shù)依據(jù)。本書內(nèi)容新穎，是作者近年來研究成果的總結(jié)和提煉，有利于讀者了解氣井環(huán)空帶壓的機理及研究動態(tài)。

本書可供石油工程領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)人員閱讀，也可供大專院校相關(guān)專業(yè)的師生參考。

一、鉆井中對環(huán)空壓耗的解釋：

環(huán)空壓耗是在鉆井過程中，鉆井液沿環(huán)空向上流動時所產(chǎn)生的壓力損失稱為環(huán)空壓耗。在鉆井泵克服這個流動阻力推動鉆井液向上流動時，井壁和井底也承受了該流動阻力，因此，井底壓力增加。

二、影響環(huán)空壓耗的因素：

影響環(huán)空壓耗的因素有排量、巖屑質(zhì)量分?jǐn)?shù)、環(huán)空結(jié)構(gòu)、鉆井液性能、巖屑物性、鉆具偏心等。綜合考慮影響程度和可控性，以上各因素中，不考慮巖屑床時，泥漿排量對環(huán)空壓耗的影響最大，其次是泥漿密度、泥漿流變性能、偏心度、鉆桿轉(zhuǎn)速、巖屑質(zhì)量分?jǐn)?shù)、巖屑尺寸。

三、小井眼環(huán)空壓耗的特點及對鉆井作業(yè)的影響：

1.與常規(guī)井眼相比，小井眼與井壁之間的間隙小，鉆具的旋轉(zhuǎn)對環(huán)空的上返流態(tài)油很大影響，鉆具的旋轉(zhuǎn)使鉆井液隨之旋轉(zhuǎn)，使巖屑和鉆井液的上返軌跡由直線變形為螺旋形。二常規(guī)井眼中，這一現(xiàn)象就不嚴(yán)重。鉆井液的螺旋上返形式增加了鉆井液和巖屑的運動軌跡長度，影響了環(huán)空壓耗損失

2.與小井眼有關(guān)的另一個特殊效應(yīng)就是由鉆桿偏心引起的“月牙效應(yīng)”。由于小井眼中鉆桿與直徑與井眼直徑差距較小。鉆桿在小井眼中的不居中會影響環(huán)空流體的流動與環(huán)空壓耗。

3.小井眼中鉆桿本體與井壁之間的間隙小，在計算環(huán)空壓好的時候就必須考慮關(guān)注接頭的影響。2100433B

環(huán)空壓降損失pressure fUS.S Uf annulus; annular frictionlnss;annular friction drag又稱環(huán)空摩耗或環(huán)空摩阻。在環(huán)形空間部分發(fā)生的壓力損失。 2100433B

在氣田開發(fā)過程中，準(zhǔn)確預(yù)測氣井的產(chǎn)能和分析氣井的動態(tài)，并了解氣層及井筒的特性，是科學(xué)開發(fā)氣田的基礎(chǔ)。研究氣井產(chǎn)能就是為了得到適合氣藏的產(chǎn)能方程，對于指導(dǎo)氣田開發(fā)具有至關(guān)重要的作用。隨著開發(fā)的進行，地層壓力逐漸地降低，產(chǎn)能也逐漸遞減，其遞減特征就是隨著生產(chǎn)的進行氣井產(chǎn)能的變化規(guī)律。因此，可以利用氣井產(chǎn)能的變化規(guī)律對未來的產(chǎn)能進行預(yù)測，為油田的開采提供一定的理論依據(jù)。

1、研究內(nèi)容

針對不同的氣田，對氣井產(chǎn)能測試和分析方法的適應(yīng)性進行研究，確定氣井產(chǎn)能分析的理論，對比各個地質(zhì)特征和開發(fā)特征不同的氣田，其所得到的方程的系數(shù)是否也會不同。

明確氣井產(chǎn)能遞減規(guī)律研究的現(xiàn)狀和重要意義，總結(jié)和論述產(chǎn)能遞減規(guī)律對氣藏開發(fā)認(rèn)識的重要性，確定遞減規(guī)律分析方法，利用其研究的遞減規(guī)律方法分析典型氣井的遞減規(guī)律。

2、進行遞減分析的基本規(guī)律

遞減規(guī)律研究的主要理論依據(jù)是J．J．Arps于1945年提出的產(chǎn)量遞減規(guī)律方程式，即指數(shù)遞減規(guī)律、雙曲線遞減規(guī)律和調(diào)和遞減規(guī)律。這三種規(guī)律在氣井的產(chǎn)能遞減規(guī)律研究和預(yù)測工作中得到了廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)將這三種遞減規(guī)律的公式列于表1內(nèi)。

表1中符號的意義：n—遞減指數(shù)，無因次量；ai—初始遞減率；Qi—初始遞減時的產(chǎn)量；Qt—t時間的產(chǎn)量；t—時間。

由表1可以看出，當(dāng)n=1時，雙曲線遞減規(guī)律即變?yōu)檎{(diào)和遞減規(guī)律，因而也可以說調(diào)和遞減規(guī)律是n=1時的雙曲線遞減規(guī)律，或雙曲線的特定變化規(guī)律。

在指數(shù)遞減規(guī)律、雙曲遞減規(guī)律和調(diào)和遞減規(guī)律三種遞減規(guī)律中，應(yīng)用最多的還是雙曲遞減規(guī)律，因為指數(shù)遞減和調(diào)和遞減都是雙曲遞減在特定情況下的一種表達形式，因此雙曲遞減規(guī)律更具普遍性。 2100433B