• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看

      ?

      高壓氣井環(huán)空壓力預(yù)測(cè)與控制措施

      2015-12-07 07:49:37張波管志川張琦韓冬
      石油勘探與開(kāi)發(fā) 2015年4期

      張波,管志川,張琦,韓冬

      (中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院)

      高壓氣井環(huán)空壓力預(yù)測(cè)與控制措施

      張波,管志川,張琦,韓冬

      (中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院)

      氣竄引起的高壓氣井套管環(huán)空壓力嚴(yán)重影響氣井的安全生產(chǎn)?;趯?duì)含微裂隙水泥環(huán)結(jié)構(gòu)特征和高壓氣體滲流過(guò)程的分析,用水泥環(huán)綜合滲透率和一維不穩(wěn)定滲流來(lái)描述高壓氣體的竄流過(guò)程,根據(jù)質(zhì)量守恒定律和體積相容性原則,建立了氣體侵入狀態(tài)下含液密閉環(huán)空壓力計(jì)算模型,并用該模型研究了各個(gè)因素對(duì)環(huán)空壓力的影響。環(huán)空壓力的上升過(guò)程分為快速上升期和平穩(wěn)上升期,環(huán)空壓力的影響因素有環(huán)空液體的氣體溶解度和可壓縮性、水泥返高、水泥環(huán)綜合滲透率以及環(huán)空體積。環(huán)空壓力的上升速度隨環(huán)空液體可壓縮性的提高而降低;環(huán)空壓力的極限值和上升速度隨著水泥返高的增加而增大;水泥環(huán)綜合滲透率越大,環(huán)空壓力上升速度越快;環(huán)空體積的增加能夠有效延長(zhǎng)壓力上升時(shí)間。從工程角度,高壓氣井應(yīng)合理配置環(huán)空液體的可壓縮性,全井段固井的高壓氣井應(yīng)采用自修復(fù)水泥以提高固井質(zhì)量,如有必要應(yīng)采取相應(yīng)的措施來(lái)降低水泥環(huán)的綜合滲透率,同時(shí)適當(dāng)增加環(huán)空體積。圖7參12關(guān)鍵詞:高壓氣井;氣體竄流通道;壓力上升速度;環(huán)空壓力預(yù)測(cè);壓力控制措施

      0 引言

      氣竄引起的套管環(huán)空壓力一直是高壓氣井面臨的難題之一[1],嚴(yán)重影響氣井的安全生產(chǎn),阻礙后續(xù)酸化壓裂等增產(chǎn)措施的實(shí)施,降低氣藏采收率。隨著中國(guó)天然氣勘探開(kāi)發(fā)力度的不斷加大,以四川盆地普光、塔里木盆地克拉2以及鶯歌海盆地東方13-2為代表的一批高壓氣田相繼投入生產(chǎn),然而氣井均不同程度地存在套管環(huán)空帶壓的問(wèn)題[2]。

      相關(guān)研究和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐表明,環(huán)空壓力過(guò)高嚴(yán)重威脅氣井管柱的安全性和井筒完整性[3]?,F(xiàn)有的環(huán)空壓力治理措施如擠水泥大修井和化學(xué)堵漏等措施存在成本高、效果差和作業(yè)難度大的問(wèn)題[4-5],而頻繁的放噴作業(yè)增加了氣井的管理難度和生產(chǎn)成本。因此準(zhǔn)確預(yù)測(cè)

      環(huán)空壓力的變化規(guī)律并采取合理的控制方法對(duì)實(shí)現(xiàn)高壓氣井的安全穩(wěn)產(chǎn)具有重要意義。本文在分析氣體竄流通道成因和氣體竄流過(guò)程的基礎(chǔ)上,建立了氣體侵入狀態(tài)下含液密閉環(huán)空壓力計(jì)算模型,研究了不同因素對(duì)環(huán)空壓力的影響規(guī)律,從環(huán)空壓力產(chǎn)生后的控制角度提出了一些措施方法,為高壓氣井的生產(chǎn)管理和風(fēng)險(xiǎn)控制提供一定的理論依據(jù)。

      1 氣體竄流通道成因

      理想狀態(tài)下的水泥環(huán)滲透率極低、孔隙度極小,能夠有效封隔地下流體,確保油氣井管柱的安全。但在生產(chǎn)過(guò)程中水泥環(huán)有可能產(chǎn)生微裂隙(包括微裂縫和微環(huán)隙),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)理論研究[6-7],水泥環(huán)產(chǎn)生微裂隙的原因主要有:①施工作業(yè)的影響。憋壓候凝、試井測(cè)試以及氣井投產(chǎn)會(huì)對(duì)井筒內(nèi)溫度、壓力條件產(chǎn)生較大的影響,水泥環(huán)與套管的彈塑性和熱物性差異導(dǎo)致兩者之間出現(xiàn)位移差,進(jìn)而產(chǎn)生環(huán)隙。作業(yè)中的外載(如射孔作業(yè)等)超過(guò)水泥環(huán)的強(qiáng)度時(shí),水泥環(huán)內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生微裂縫。②地層條件的影響。較差的地層條件會(huì)引起井眼的井徑不規(guī)則,致使水泥漿分布不均;多數(shù)高壓氣藏壓力體系復(fù)雜、地層上下溫差大,水泥漿易發(fā)生超緩凝現(xiàn)象,某些井段水泥漿容易失水干縮。③環(huán)空內(nèi)流體分布的影響。水泥漿柱過(guò)長(zhǎng)往往會(huì)發(fā)生膠結(jié)失重,凝固后形成微裂縫;頂替效率低下致使殘留的鉆井液污染水泥漿,影響水泥環(huán)封固質(zhì)量;地層酸性流體的侵入導(dǎo)致水泥環(huán)的部分顆粒被腐蝕。

      根據(jù)隨機(jī)裂縫理論[8],水泥環(huán)中的微裂隙有可能形成相互連通的氣體竄流通道。根據(jù)通道的構(gòu)成形式和分布特征,可把竄流通道分為3類:環(huán)隙貫穿式、網(wǎng)狀裂縫式和裂縫-環(huán)隙組合式(見(jiàn)圖1)。天然氣低密度、低黏度的性質(zhì)使其相對(duì)于液體具有更強(qiáng)的擴(kuò)散能力,容易在裂隙中發(fā)生滲流,最終到達(dá)環(huán)空上部形成高壓。

      圖1 氣體竄流通道類型示意圖

      2 環(huán)空壓力計(jì)算模型

      2.1 氣體侵入狀態(tài)下環(huán)空壓力計(jì)算方法

      環(huán)空壓力的大小取決于氣體在密閉環(huán)空中的分布狀態(tài)。進(jìn)入環(huán)空中的氣體一部分溶解到環(huán)空液體中,另一部分在環(huán)空上部聚集形成氣柱。根據(jù)質(zhì)量守恒定律,這兩部分氣體體積之和應(yīng)等于進(jìn)入環(huán)空中的氣體總體積,即:

      按照體積相容性原則,環(huán)空中的液體體積和氣柱體積之和應(yīng)等于環(huán)空的總體積??紤]到實(shí)際氣體的狀態(tài)變化和環(huán)空液體的壓縮性,推導(dǎo)公式得:

      已有的研究證明[9],(1)式中的氣體溶解度隨著環(huán)空壓力的增加而增加,同時(shí)還受液體密度、固相含量以及礦化度等性質(zhì)的影響,因此氣體溶解度一般通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析確定。將實(shí)驗(yàn)測(cè)得的氣體溶解度隨環(huán)空壓力的變化規(guī)律代入(1)式和(2)式構(gòu)成的方程組中,就可計(jì)算出相應(yīng)條件下環(huán)空壓力。

      2.2 氣體滲流過(guò)程分析

      水泥環(huán)中的微裂隙具有高傳導(dǎo)、低儲(chǔ)存能力的特點(diǎn),水泥石則是一種低傳導(dǎo)、低儲(chǔ)存能力的滲流介質(zhì),兩者共同構(gòu)成了氣體竄流通道。鑒于水泥石不具備大量吸附和傳導(dǎo)氣體的能力,因此含有微裂隙的水泥環(huán)并不是雙重滲流介質(zhì)?;谏鲜龇治觯盟喹h(huán)的綜合滲透率來(lái)表征其允許氣體通過(guò)的能力,氣體竄流過(guò)程即可轉(zhuǎn)化為單一介質(zhì)中的一維滲流問(wèn)題。滲流方程如下[10]:

      分析可知環(huán)空壓力是一個(gè)關(guān)于時(shí)間的函數(shù),因此氣體在水泥環(huán)中的滲流過(guò)程屬于一維非穩(wěn)態(tài)滲流,其精確解尚無(wú)法求取。在較短的ta時(shí)間內(nèi)可認(rèn)為環(huán)空壓力保持不變,即(3)式右側(cè)為零,把非穩(wěn)態(tài)滲流轉(zhuǎn)化為穩(wěn)態(tài)滲流來(lái)求取氣體滲流速度和對(duì)應(yīng)時(shí)刻的環(huán)空壓力,最終通過(guò)迭加獲得進(jìn)入環(huán)空的氣體總體積。氣體穩(wěn)態(tài)滲流問(wèn)題的求解過(guò)程見(jiàn)文獻(xiàn)[10],最終解得:

      則累計(jì)進(jìn)入環(huán)空的氣體體積為:

      (3)式、(4)式中的綜合滲透率是水泥石與微裂隙滲透率的迭加值。理論上微裂隙滲透率可用光滑平板模型和立方定律來(lái)計(jì)算[11],但由于微裂隙的連通形式復(fù)雜且表面并非光滑,所以上述2種方法難以應(yīng)用。在實(shí)際生產(chǎn)中可利用環(huán)空壓力的初期數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算水泥環(huán)的綜合滲透率,具體方法為:①記錄環(huán)空壓力由pan上升到pan+1經(jīng)歷的時(shí)間t1;②放噴環(huán)空氣體使環(huán)空壓力由pan+1降低至pan,測(cè)量放噴氣體的體積V1;③令Qj= V1/ t1,panj?1= pan+0.5,代入(4)式反推計(jì)算綜合滲透率。

      3 模型算例

      某高壓氣井完鉆井深4 127 m,氣藏壓力78.9 MPa,地層溫度137.05 ℃。產(chǎn)出氣黏度0.035 mPa·s,氣體壓縮因子0.89。投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)套管與技術(shù)套管之間的環(huán)空(通常稱為B環(huán)空)發(fā)生壓力異常,經(jīng)超聲波檢測(cè)和理論推導(dǎo)認(rèn)為B環(huán)空出現(xiàn)微環(huán)隙。生產(chǎn)套管與技術(shù)套管尺寸分別為139.7 mm和244.5 mm,水泥返高為2 550 m,環(huán)空液柱長(zhǎng)度為1 576 m,環(huán)空液體密度為1.62 g/cm3,等溫壓縮系數(shù)為5.2×10?4MPa?1。環(huán)空體積(包含井口設(shè)備)為50.20 m3。計(jì)算得綜合滲透率為34.5×10?3μm2,溶解度隨環(huán)空壓力的變化規(guī)律擬合如下(初始溶解度為0.771 8 m3/m3):

      圖2為利用本文模型得到的該高壓氣井環(huán)空壓力和環(huán)空氣體體積的變化規(guī)律。由圖可見(jiàn),環(huán)空壓力的上升過(guò)程可分為快速上升期和平穩(wěn)上升期。在快速上升期,環(huán)空壓力和氣體體積隨著時(shí)間延長(zhǎng)不斷增加,上升速度快,之后上升速度和增長(zhǎng)幅度均減小,趨勢(shì)逐漸變緩,壓力曲線無(wú)限接近一個(gè)定值,該值為環(huán)空極限壓力。環(huán)空極限壓力等于氣藏壓力與環(huán)空液柱壓力之差,可據(jù)此判斷氣源位置。該井環(huán)空壓力在生產(chǎn)300 d時(shí)達(dá)到53.82 MPa,超過(guò)了環(huán)空壓力最大允許值(42 MPa),嚴(yán)重威脅了氣井的安全生產(chǎn)。

      圖2 環(huán)空壓力和氣體體積隨時(shí)間變化曲線

      4 環(huán)空壓力影響因素分析及控制措施

      環(huán)空壓力上升過(guò)快嚴(yán)重威脅氣井管柱的安全[12],并給氣井的日常管理維護(hù)帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)。為控制環(huán)空壓力的上升速度、保證氣井的管柱安全,有必要對(duì)各影響因素進(jìn)行分析以制定合理的控制措施。

      4.1 環(huán)空液體氣體溶解度和可壓縮性的影響及控制措施

      圖3為不同初始溶解度和等溫壓縮系數(shù)條件下環(huán)空壓力隨時(shí)間的變化曲線。由圖3可見(jiàn),初始溶解度為3.0 m3/m3的壓力曲線相對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(均來(lái)自算例,初始溶解度為0.771 8 m3/m3)曲線向右平移,而壓力的上升過(guò)程未發(fā)生改變。圖3中環(huán)空液體等溫壓縮系數(shù)為0.002 MPa?1時(shí)的壓力上升速度明顯低于其值為0的曲線,同一時(shí)刻的壓差最高達(dá)到26 MPa。由于環(huán)空壓力在平穩(wěn)上升期只是無(wú)限接近但無(wú)法達(dá)到極限壓力,因此選取0.95倍的環(huán)空極限壓力作為指標(biāo)計(jì)算環(huán)空壓力達(dá)到指定值所需要的時(shí)間。由圖4中可見(jiàn),環(huán)空壓力達(dá)到0.95倍環(huán)空極限壓力所需時(shí)間和對(duì)應(yīng)的環(huán)空氣體體積隨著環(huán)空液體壓縮系數(shù)的增加呈線性增長(zhǎng)趨勢(shì)。

      圖3 不同初始溶解度和等溫壓縮系數(shù)條件下環(huán)空壓力隨時(shí)間的變化曲線

      基于以上分析,環(huán)空液體的氣體初始溶解度對(duì)壓力上升過(guò)程沒(méi)有影響,而增加環(huán)空液體的壓縮系數(shù)能夠有效延長(zhǎng)環(huán)空壓力到達(dá)指定壓力所需的時(shí)間,也就意味著環(huán)空壓力上升速度的減緩。從控制環(huán)空壓力上升的角度,環(huán)空中應(yīng)配置壓縮系數(shù)較高的液體,考慮到環(huán)空中的氣體體積也隨著壓縮系數(shù)的提高而增加,

      并且過(guò)多的氣體會(huì)增加放噴作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)和難度,環(huán)空液體的壓縮系數(shù)也不宜無(wú)限制地增加。

      圖4 達(dá)到指定壓力所需時(shí)間和氣體體積隨壓縮系數(shù)變化曲線

      4.2 水泥環(huán)參數(shù)的影響及控制措施

      圖5為水泥返高和水泥環(huán)綜合滲透率對(duì)環(huán)空壓力的影響。對(duì)比圖中不同水泥返高條件下的曲線可知,環(huán)空壓力的上升速度和極限值隨著水泥返高的增加而增加。對(duì)比不同滲透率條件下的曲線可知,滲透率的增加對(duì)壓力的上升過(guò)程產(chǎn)生了顯著的影響,水泥環(huán)綜合滲透率較大的曲線其環(huán)空壓力的上升速度較快。

      圖5 不同水泥返高和水泥環(huán)綜合滲透率條件下環(huán)空壓力隨時(shí)間的變化曲線

      為對(duì)地層高壓氣體進(jìn)行有效的封堵,高壓氣井一般采用全井段固井,即環(huán)空水泥返至井口。因此高壓氣井中的水泥環(huán)一旦遭到破壞形成竄流通道,所產(chǎn)生的環(huán)空壓力遠(yuǎn)大于水泥返高較低的情況。所以全井段固井的高壓氣井要格外重視水泥環(huán)的封固質(zhì)量,盡量選用具有自修復(fù)功能的水泥,把水泥環(huán)的綜合滲透率控制在較低的范圍以內(nèi)。在環(huán)空壓力產(chǎn)生以后,如有必要應(yīng)采取大修井或者化學(xué)堵漏的方式來(lái)降低水泥環(huán)的綜合滲透率,從而控制環(huán)空壓力的上升速度。

      4.3 環(huán)空體積的影響及控制措施

      環(huán)空容納了固井以后殘留的液體和竄流產(chǎn)生的氣體,其體積大小會(huì)對(duì)環(huán)空壓力的上升過(guò)程產(chǎn)生影響。由圖6可見(jiàn),同一時(shí)刻環(huán)空體積為52.85 m3的曲線其壓力值明顯低于環(huán)空體積49.85 m3的曲線。圖7中當(dāng)環(huán)空體積與液柱體積的差值從0增長(zhǎng)到3.0 m3時(shí)(此時(shí)環(huán)空體積從49.85 m3增加到52.85 m3),環(huán)空壓力達(dá)到0.95倍極限壓力所需的時(shí)間呈線性增長(zhǎng)趨勢(shì)。

      圖6 不同環(huán)空體積條件下環(huán)空壓力隨時(shí)間的變化曲線

      圖7 達(dá)到指定壓力所需時(shí)間和氣體體積隨環(huán)空體積與液柱體積差值的變化曲線

      上述分析表明,通過(guò)增加環(huán)空體積來(lái)提高環(huán)空體積與環(huán)空液柱體積的差值能夠有效延長(zhǎng)環(huán)空壓力的上升時(shí)間。但圖7也表明環(huán)空氣體體積同樣隨著環(huán)空體積與環(huán)空液柱體積差值的增加而增加??紤]到環(huán)空氣體過(guò)多會(huì)增加放噴的難度,環(huán)空體積不能無(wú)限增加,應(yīng)具有一個(gè)最佳值?;谘泳彮h(huán)空壓力上升過(guò)程和控制放噴作業(yè)難度的考慮,環(huán)空體積的確定方法如下:①確定最大環(huán)空壓力允許值和氣體體積;②根據(jù)環(huán)空液體性質(zhì)和井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),繪制如圖7所示的曲線;③根據(jù)環(huán)空最大允許氣體體積確定對(duì)應(yīng)的環(huán)空體積和液柱體積差值;④根據(jù)環(huán)空體積確定相應(yīng)條件下的壓力上升規(guī)律,便于氣井的維護(hù)管理。

      5 結(jié)論

      受施工作業(yè)、地層性質(zhì)和環(huán)空內(nèi)部流體分布等因

      素的影響,高壓氣井的水泥環(huán)內(nèi)有可能形成氣體竄流通道。根據(jù)通道的構(gòu)成形式和分布特征,把竄流通道分為3類:環(huán)隙貫穿式、網(wǎng)狀裂縫式和裂縫-環(huán)隙組合式。

      套管環(huán)空壓力的上升過(guò)程可分為快速上升期和平穩(wěn)上升期兩個(gè)階段。環(huán)空壓力的極限值等于氣藏壓力與環(huán)空液柱之間的差值。環(huán)空壓力在快速上升期的上升速度快、壓力數(shù)值大,對(duì)管柱安全會(huì)產(chǎn)生較大的威脅。

      環(huán)空壓力的影響因素有環(huán)空液體的氣體溶解度和可壓縮性、水泥返高、水泥環(huán)綜合滲透率以及環(huán)空體積。環(huán)空壓力的上升速度隨著環(huán)空液體可壓縮性的提高而降低,環(huán)空壓力的極限值和上升速度隨著水泥返高的增加而上升,水泥環(huán)的綜合滲透率越大,環(huán)空壓力上升速度越快。環(huán)空體積的增加可以延長(zhǎng)壓力上升時(shí)間,降低壓力上升速度。

      基于對(duì)環(huán)空壓力影響因素的分析,高壓氣井可以采用以下措施控制環(huán)空壓力:合理配置環(huán)空液體的可壓縮性;全井段固井的高壓氣井應(yīng)優(yōu)先選用自修復(fù)水泥以提高固井質(zhì)量;在出現(xiàn)環(huán)空壓力以后如有必要需采取相應(yīng)的措施來(lái)降低水泥環(huán)綜合滲透率;適當(dāng)增加環(huán)空的體積,增大環(huán)空與環(huán)空液體之間的體積差值。

      符號(hào)注釋:

      A——水泥環(huán)橫截面積,cm2;C(p)——?dú)怏w等溫壓縮系數(shù),(105Pa)?1;Hl——液柱高度,m;Ke——水泥環(huán)綜合滲透率,μm2;KT——環(huán)空液體的等溫壓縮系數(shù),MPa?1;L——水泥環(huán)長(zhǎng)度,cm;m——迭代次數(shù);p——壓力,105Pa;pa——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體壓力,MPa;pan——環(huán)空壓力,MPa;pe——?dú)獠貕毫Γ琈Pa;pl——環(huán)空液柱壓力,MPa;panj?1——第j?1次迭代所得的環(huán)空壓力,MPa;Qj——第j次迭代得的氣體流量,m3/s;Rs——?dú)怏w在環(huán)空液體中的溶解度,m3/m3;t——時(shí)間,s;ta——迭代步長(zhǎng),s;Ta——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體溫度,K;Tan——環(huán)空上部溫度,K;Van——環(huán)空總體積,m3;Vgan——環(huán)空上部的氣柱體積,m3;Vg——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)入環(huán)空中的氣體總體積,m3;x——沿滲流方向建立的坐標(biāo)系,cm;Z——?dú)怏w壓縮因子,無(wú)因次;Za——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體壓縮因子,無(wú)因次;Zan——環(huán)空中氣體的壓縮因子,無(wú)因次;——平均滲流壓差下的氣體壓縮因子,無(wú)因次;μ——?dú)怏w黏度,mPa·s;——平均滲流壓差下的氣體黏度,mPa·s;φ——孔隙度,f。

      [1]Kazemi M,Wojtanowicz A K.Development of improved testing procedure for wells with sustained casing pressure[R].SPE 170693,2014.

      [2]古小紅,母建民,石俊生,等.普光高含硫氣井環(huán)空帶壓風(fēng)險(xiǎn)診斷與治理[J].斷塊油氣田,2013,20(5): 663-666.Gu Xiaohong,Mu Jianmin,Shi Junsheng,et al.Diagnosing and managing on risk of annular casing pressure in high-sulfur gas well of Puguang gas field[J].Fault-Block Oil & Gas Field,2013,20(5): 663-666.

      [3]Rocha-Valadez T,Hasan A R,Mannan S,et al.Assessing wellbore integrity in sustained-casing-pressure annulus[J].SPE Drilling & Completion,2014,29(01): 131-138.

      [4]董強(qiáng),竇宏恩,鄢愛(ài)民.擠水泥技術(shù)在委內(nèi)瑞拉Caracoles油田的應(yīng)用[J].天然氣工業(yè),2004,24(10): 59-61,9.Dong Qiang,Dou Hong’en,Yan Aimin.Applications of cement squeeze technology in Caracoles oil field,Venezuela[J].Natural Gas Industry,2004,24(10): 59-61,9.

      [5]Le Roy-Delage S,Comet A,Garnier A,et al.Self-healing cement system: A step forward in reducing long-term environmental impact[R].SPE 128226,2010.

      [6]鄭友志,佘朝毅,姚坤全,等.川渝地區(qū)含硫氣井固井水泥環(huán)界面腐蝕機(jī)理分析[J].天然氣工業(yè),2012,31(12): 85-89.Zheng Youzhi,She Chaoyi,Yao Kunquan,et al.Corrosion mechanism of cement sheath interfaces of sour gas wells in Sichuan and Chongqing areas[J].Natural Gas Industry,2012,31(12): 85-89.

      [7]Hunter L,Kinnaird B,Gregoire M.Significant step taken to eliminate sustained annulus pressure in major North Sea HPHT development[R].SPE 119440,2009.

      [8]陳勉,周健,金衍,等.隨機(jī)裂縫性儲(chǔ)層壓裂特征實(shí)驗(yàn)研究[J].石油學(xué)報(bào),2008,29(3): 431-434.Chen Mian,Zhou Jian,Jin Yan,et al.Experimental study on fracturing features in naturally fractured reservoir[J].Acta Petrolei Sinica,2008,29(3): 431-434.

      [9]周秦,田輝,陳桂華,等.頁(yè)巖孔隙水中溶解氣的主控因素與地質(zhì)模型[J].煤炭學(xué)報(bào),2013,38(5): 800-804.Zhou Qin,Tian Hui,Chen Guihua,et al.Geological model of dissolved gas in pore water of gas shale and its controlling factors[J].Journal of China Coal Society,2013,38(5): 800-804.

      [10]張建國(guó),杜殿發(fā),侯健,等.油氣層滲流力學(xué)[M].東營(yíng): 中國(guó)石油大學(xué)出版社,2009.Zhang Jianguo,Du Dianfa,Hou Jian,et al.The mechanism of oil and gas flow in formation[M].Dongying: China University of Petroleum Press,2009.

      [11]黃朝琴,姚軍,呂心瑞,等.介質(zhì)間流體交換對(duì)裂隙介質(zhì)滲流的影響[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版,2010,34(2): 93-97.Huang Zhaoqin,Yao Jun,Lü Xinrui,et al.Influence of fluid exchanging between rock matrix and fractures on seepage of fractured porous medium[J].Journal of China University of Petroleum: Edition of Natural Science,2010,34(2): 93-97.

      [12]王國(guó)華,熊繼有,薛亮,等.管內(nèi)壓力變化速率對(duì)套管強(qiáng)度的影響規(guī)律研究[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版,2011,33(6): 105-108,209.Wang Guohua,Xiong Jiyou,Xue Liang,et al.Regularity of the influence of the inner pressure changing rate on the collapse resistance of the casing[J].Journal of Southwest Petroleum University: Science & Technology Edition,2011,33(6): 105-108,209.

      (編輯 郭海莉)

      Prediction of sustained annular pressure and the pressure control measures for high pressure gas wells

      Zhang Bo,Guan Zhichuan,Zhang Qi,Han Dong
      (College of Petroleum Engineering,China University of Petroleum,Qingdao 266580,China)

      The sustained annular pressure caused by channeling threatens the casing safety significantly.Cement mantle composite permeability and one-dimension unstable seepage were used to describe the channeling of high pressure gas based on the analysis of the structure of the cement mantle containing micro-fractures and the seepage process of high pressure gas.According to the mass conservation law and volume accordance principle,a model was built to predict and analyze the pressure rising process when gas invades into the trapped annulus,and then this model was used to study the impacts of different factors on the annular pressure.The pressure rising process can be divided into rapid rising stage and stable rising stage,and the factors affecting annular pressure include the gas solubility and compressibility of annular liquid,height of cement return,composite permeability of cement mantle and annular volume; the rising velocity of annular pressure declines with the increase of annular liquid compressibility; the ultimate value and rising velocity of annular pressure increase with the increase of cement return height; the higher the composite permeability of the cement mantle,the faster the annular pressure increase; the increase of annular volume can prolong the rising time of pressure.From the viewpoint of engineering,high pressure gas wells should take annular liquid with proper compressibility,self-repairing cement should be used in high pressure gas wells cemented whole to improve cement quality,the composite permeability of cement mantle should be reduced by using proper measures if necessary,and annulus volume is properly increased to prevent the pressure from rising up too quickly.

      high pressure gas well; channeling passageway; pressure rising velocity; annular pressure prediction; pressure control measures

      國(guó)家科技重大專項(xiàng)“西部山前復(fù)雜地層安全快速鉆井技術(shù)”(2011ZX05021-001);教育部長(zhǎng)江學(xué)者創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)“海洋油氣井鉆完井理論與工程”(IRT1086)

      TE25

      A

      1000-0747(2015)04-0518-05

      10.11698/PED.2015.04.15

      張波(1990-),男,山東濟(jì)南人,中國(guó)石油大學(xué)(華東)在讀博士研究生,主要從事油氣井流體力學(xué)和深水油氣井領(lǐng)域的相關(guān)研究工作。地址:山東省青島市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)長(zhǎng)江西路66號(hào),中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院,郵政編碼:266580。E-mail: zhangboupc@126.com

      聯(lián)系作者:管志川(1959-),男,山東單縣人,博士,中國(guó)石油大學(xué)(華東)教授,現(xiàn)從事油氣井力學(xué)、井下測(cè)控技術(shù)、深井超深井鉆井和深水鉆井等方面的教學(xué)與研究工作。地址:山東省青島市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)長(zhǎng)江西路66號(hào),中國(guó)石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院,郵政編碼:266580。E-mail: guanzhch@upc.edu.cn

      2014-11-25

      2015-06-02

      日照市| 苏尼特右旗| 宜章县| 苗栗市| 盐亭县| 大同市| 新源县| 福安市| 大埔区| 长兴县| 安义县| 翁源县| 平罗县| 大宁县| 二手房| 临潭县| 晋州市| 神木县| 静安区| 梨树县| 吉木萨尔县| 吉林市| 宣武区| 晴隆县| 革吉县| 织金县| 嘉禾县| 望都县| 丹棱县| 博野县| 古田县| 贞丰县| 正镶白旗| 买车| 缙云县| 澄城县| 紫金县| 承德市| 沁阳市| 区。| 柞水县|