天然氣井環空帶壓原因及防治措施研究
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摘要：在天然氣井的生產過程中，一旦出現環空帶壓問題，就會嚴重影響氣井產能的充分發揮，并且還會給安全生產帶來不小的安全隱患。因此，為了確保天然氣井的安全生產，就要對環空帶壓的形成原因進行深入的分析研究，在此基礎上，并結合生產的實際情況采取有針對性防治措施，進而能夠有效避免環空帶壓的產生，從而為天然氣井的安全生產提供可靠保障。
關鍵詞：天然氣;環空帶壓;管柱密封
環空帶壓是指當某一個套管環空壓力被釋放以后，在套管頭所測得的壓力恢復值，其會給天然氣井的產量造成非常嚴重的影響，導致氣井無法進行正常的生產作業。因此，為了確保天然氣井的安全平穩生產，就要對環空帶壓的形成原因進行系統全面的分析研究，并結合氣井生產的實際要求，制定有針對性的防治措施，進而能夠有效避免環空帶壓的形成，確保天然氣井始終處于良好的生產狀態，為氣井產能的充分發揮提供可靠保障。
1 環空帶壓原因分析
1.1 井下管串密封失效
天然氣井的井下管串失效形式多種多樣，其主要原因有螺紋腐蝕、磨損、熱應力破裂以及機械斷裂等。管串在井下的工作環境非常惡劣，長期處于高溫、高壓、高酸性以及鹽膏層等環境中，這就會給管串的完整性帶來非常大的影響，進而造成管串的密封失效。酸性氣體會逐漸腐蝕井下套管，進而導致氫脆的發生，而鹽膏層的蠕動會對套管造成巨大的壓力，進而導致套管變形，影響到套管的密封性。當井下環境中含有CO2和H2S，就會形成酸性環境，H2S在腐蝕管串的過程中，氫原子會滲入到套管的內部，進而造成套管的脆性大大增加，在外力的作用下，套管極易發生開裂。
1.2 固井時頂替效率較差
頂替效率是指井下封固段水泥漿體積占封固段總體積的百分比，頂替效率越高固井質量也就越高。如果頂替效率較低就會導致層間封隔效果較差，進而造成環空帶壓的產生，嚴重影響天然氣井的順利生產。固井的主要目的就是對套管外的環形空間進行良好的封固，為了確保封固效果，就要確保固井水泥漿能夠充分替換環空中的鉆井液。當無法徹底將環空中的鉆井液進行置換，就會在封固的產層間形成連續的竄槽，為層間的竄通提供了通道，進而影響到固井質量。隨著氣井開采時間的延長，膠凝的鉆井液就會發生不同程度的收縮，進行形成氣竄的通道，從而造成環空帶壓。
1.3 水泥漿體系及配方設計不符合規范
水泥漿體系及配方設計不符合規范所造成的影響如下所示：①水泥漿中的自由水無法得到有效控制，當水泥漿頂替完成后，其中的自由水就會在第一和第二界面處進行聚集，這就會嚴重影響水泥的膠結質量，造成層間無法得到有效的封隔;②當水泥漿的失水量較高，就會大大縮短失水時間，造成水泥漿提前脫水，而隨著水泥漿泵注到位后，環空靜液柱壓力無法得到有效傳遞。此時，水泥漿體系的穩定性較差，在環空中會形成多個分層，其中的固相就會沉積形成橋堵，使環空靜液柱壓力不能傳遞到底部，這些都會導致在固井時壓不穩井底氣層，氣體上竄，引起環空帶壓。
2 環空帶壓防治措施
2.1 確保油管和套管的有效密封
①油管的有效密封，首先，接頭的加工質量對密封性具有決定性的影響，因此，要確保油管螺紋接頭的加工質量符合要求;其次，還要充分重視密封螺紋接頭油套管的驗收標準，嚴格按照標準規范的規定對現場施工質量進行系統全面的檢查;②套管的有效密封，為了預防機械斷裂的發生，需要提高套管的抗擠毀和抗變形能力，可以通過改善套管材料和增加壁厚進而實現套管性能的有效提高;為了預防套管腐蝕的發生，就需要針對不同的地層情況選用有針對性的抗腐蝕材料，在CO2環境中，要選用Cr不銹鋼，在H2S環境中，則需要選用抗硫材料。
2.2 提高頂替效率
為了確保固井質量符合要求，就要提高鉆井液的頂替效率，可以采取以下措施：①優化鉆井液性能，在進行固井之前，需要對鉆井液的性能進行一定的調整，在確保井下安全的情況下，盡可能降低鉆井液的密度、粘度以及觸變性等，進而提高其頂替效率;②適當活動套管，在注水泥漿的過程中，當環空中的較窄間隙處殘留有水泥漿時，通過旋轉或者上下活動套管，能夠在一定程度上提高套管壁的拖拽力，進而能夠將鉆井液及時帶出，被水泥漿頂替;③合理使用隔離液，隔離液能夠有效清除滯留在套管壁和井壁上的鉆井液，進而為水泥漿順利頂替鉆井液提供了可靠保障。
2.3 設計合理的水泥漿體系及配方
根據封固地層的特性及井下條件，設計合理的水泥漿體系及配方，確保水泥漿具有良好的防竄性能，進而能夠適應注替過程、凝固過程以及長期封隔等要求。根據以上的性能要求，設計了防氣竄水泥漿體系、防腐水泥漿體系以及自密封水泥漿體系等，在實際的應用過程中，要充分結合井下的實際情況進行有針對性的選用。
3 結束語
總而言之，為了確保天然氣井的安全順利生產，就要避免環空帶壓的發生。通過對其形成原因進行深入的分析研究，在此基礎上，制定有針對性的防治措施，進而能夠有效預防天然氣井環空帶壓的形成，為氣井的高產穩產提供可靠保障。
參考文獻：
[1]陳培立，張力文，潘利，等.氣井環空帶壓原因及解決措施[J].云南化工，2018（03）：176-176.
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