井异常环空压力及安全生产方法研究

硕士学位论文题目塔里木高压气井异常环空压力及安全生产方法研究作者姓名赵鹏导师姓名、职称李天太教授学科(专业)名称油气井工程提交论文日期2012年5月20日类号TE375学号2009001030密级I学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：____________日期：____________学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：__________日期：__________导师签名：__________日期：__________中文摘要II论文题目：塔里木高压气井异常环空压力及安全生产方法研究专业：油气井工程硕士生：赵鹏(签名)导师：李天太(签名)摘要高压、超高压气井生产阶段环空压力异常(或环空带压)直接影响到气井和现场作业人员的安全。研究压力异常原因、变化机理及相应的测试分析方法对高压、超高压气井安全生产具有重要的实际意义。本文通过大量文献调研，总结得出热效应套管压力、持续套管压力(SCP)、人为施加套管压力是环空压力的三种类型；气体在水泥浆中的侵入方式、固井质量、管柱的完整性失效及温度、压力对水泥环的破坏等影响环空带压；水泥浆基质渗透性和界面窜流是导致环空传导性增加的两种物理机理。通过对塔里木高压气井现状的认识，总结各级环空潜在泄漏通道和异常情况的判别方法。在环空压力测试方法研究方面通过实例和评估测试方法分析出当前克拉2气田、迪那2气田气井放压后存在无压力恢复和有压力恢复两种情况；其中压力恢复又可分为三种情况：放压后压力稳定在新的、低的压力等级；放压后24小时内恢复到放压前压力；放压后压力保持持续上升的趋势，无稳定值。结合典型井，通过改变生产制度确定环空压力异常原因。建立热效应环空带压数学模型并结合B2井计算出导致该井生产套管完整性失效的温度(86oC)和压力(107.48MPa)。在以上理论分析和事实的基础上，本文结合气井动态监测、环空压力管理和井控安全管理建立了适宜于塔里木迪那2气田和克拉2气田的安全生产方法。关键词：塔里木油田异常环空压力环空带压数学模型安全生产论文类型：应用基础英文摘要IIISubjectSubjectSubjectSubject：：：：AAAAStudyStudyStudyStudyofofofofAbnormalAbnormalAbnormalAbnormalAnnulusAnnulusAnnulusAnnulusPressurePressurePressurePressureandandandandMethodsMethodsMethodsMethodsofofofofSafeSafeSafeSafeProductionProductionProductionProductionforforforforTarimTarimTarimTarimHighHighHighHighPressurePressurePressurePressureGasGasGasGaswellswellswellswellsSpecialitySpecialitySpecialitySpeciality：：：：OilOilOilOil&&&&GasGasGasGasWellWellWellWellEngineeringEngineeringEngineeringEngineeringNameNameNameName：：：：ZhaoZhaoZhaoZhaoPengPengPengPeng(signature)(signature)(signature)(signature)InstructorInstructorInstructorInstructor：：：：LiLiLiLiTiantaiTiantaiTiantaiTiantai(signature(signature(signature(signature))))ABSTRACTABSTRACTABSTRACTABSTRACTDuringtheperiodofproduction,abnormalannuluspressure(orsustainedcasingpressure)willdirectlyaffectthesafetyofgaswellsandfieldoperationspersonnelinhigh–ultrahighpressuregaswells.Studythecausesofabnormalannuluspressure,mechanismofchangesandthecorrespondingtestanalysismethodofhigh–ultrahighpressuregaswellsproductionsafetyhasimportantpracticalsignificance.Throughextensiveliteratureresearch,concludethatthethermalcasingpressure,sustainedcasingpressure(SCP),operator-imposedcasingpressurearethreetypesofannuluspressure;invasivewayofthegasinslurry,cementingquality,tubulargoods’integrityfailure,damagetothecementsheathduetotemperatureandpressureimpactannuluspressure;slurryofmatrixpermeabilityandinterfacechannelingaretwomechanismsleadingtoincreasedconductivityoftheannulus.UnderstandingofthestatusquoonthetheTarimhighpressuregaswell,summarizethepotentialleakpathoftheannulusandabnormaldiscriminationmethod.ByexampleandevaluationoftestmethodsanalyzesthecurrentKela2gasfield,Dina2gasfieldputbleed–off/builduptestexistingtwocases;inwhichthepressurebuilduppatternscanbedividedintothreesituations:thepressurestabilizingatanew,low-pressurelevel;restoringtooriginalpressurewithin24hours;maintainingarisingtrend.Withthetypicalwellannuluspressurebychangingtheproductionsystemdeterminesthereasonfortheexception.EstablishingthethermalannuluspressuremathematicalmodelcombiningwithB2wellcalculatestemperature(86oC)andpressure(107.48MPa)leadingtotheproductioncasingintegrityfailure.Onthebasisofabovetheoreticalanalysisandrealities,combiningthegaswelldynamicmonitoring,annularpressuremanagementandwellcontrolsafetymanagementestablishesappropriatesecurityintheTarimKela2gasfield,andDina2gasfieldproductionmethods.Keywords:Keywords:Keywords:Keywords:TarimTarimTarimTarimoilfield,oilfield,oilfield,oilfield,AbnormalAbnormalAbnormalAbnormalannulusannulusannulusannuluspressure,pressure,pressure,pressure,SustainedSustainedSustainedSustainedcasingcasingcasingcasingpressure,pressure,pressure,pressure,MMMMathematicalathematicalathematicalathematicalmodelmodelmodelmodel,,,,SafetySafetySafetySafetyproductionproductionproductionproductionThesis:Thesis:Thesis:Thesis:FundamentFundamentFundamentFundamentStudyStudyStudyStudy目录IV目录第一章绪论...............................................................................................................................11.1研究目的和意义...........................................................................................................11.2国内外研究现状...........................................................................................................11.2.1国外研究现状.....................................................................................................11.2.2国内研究现状.....................................................................................................51.3技术路线.......................................................................................................................51.4研究内容.......................................................................................................................6第二章高