在线客服

咨询热线

天然气井环空带压原因及防治措施研究

作者:未知

  摘要:在天然气井的生产过程中,一旦出现环空带压问题,就会严重影响气井产能的充分发挥,并且还会给安全生产带来不小的安全隐患。因此,为了确保天然气井的安全生产,就要对环空带压的形成原因进行深入的分析研究,在此基础上,并结合生产的实际情况采取有针对性防治措施,進而能够有效避免环空带压的产生,从而为天然气井的安全生产提供可靠保障。
  关键词:天然气;环空带压;管柱密封
  环空带压是指当某一个套管环空压力被释放以后,在套管头所测得的压力恢复值,其会给天然气井的产量造成非常严重的影响,导致气井无法进行正常的生产作业。因此,为了确保天然气井的安全平稳生产,就要对环空带压的形成原因进行系统全面的分析研究,并结合气井生产的实际要求,制定有针对性的防治措施,进而能够有效避免环空带压的形成,确保天然气井始终处于良好的生产状态,为气井产能的充分发挥提供可靠保障。
  1 环空带压原因分析
  1.1 井下管串密封失效
  天然气井的井下管串失效形式多种多样,其主要原因有螺纹腐蚀、磨损、热应力破裂以及机械断裂等。管串在井下的工作环境非常恶劣,长期处于高温、高压、高酸性以及盐膏层等环境中,这就会给管串的完整性带来非常大的影响,进而造成管串的密封失效。酸性气体会逐渐腐蚀井下套管,进而导致氢脆的发生,而盐膏层的蠕动会对套管造成巨大的压力,进而导致套管变形,影响到套管的密封性。当井下环境中含有CO2和H2S,就会形成酸性环境,H2S在腐蚀管串的过程中,氢原子会渗入到套管的内部,进而造成套管的脆性大大增加,在外力的作用下,套管极易发生开裂。
  1.2 固井时顶替效率较差
  顶替效率是指井下封固段水泥浆体积占封固段总体积的百分比,顶替效率越高固井质量也就越高。如果顶替效率较低就会导致层间封隔效果较差,进而造成环空带压的产生,严重影响天然气井的顺利生产。固井的主要目的就是对套管外的环形空间进行良好的封固,为了确保封固效果,就要确保固井水泥浆能够充分替换环空中的钻井液。当无法彻底将环空中的钻井液进行置换,就会在封固的产层间形成连续的窜槽,为层间的窜通提供了通道,进而影响到固井质量。随着气井开采时间的延长,胶凝的钻井液就会发生不同程度的收缩,进行形成气窜的通道,从而造成环空带压。
  1.3 水泥浆体系及配方设计不符合规范
  水泥浆体系及配方设计不符合规范所造成的影响如下所示:①水泥浆中的自由水无法得到有效控制,当水泥浆顶替完成后,其中的自由水就会在第一和第二界面处进行聚集,这就会严重影响水泥的胶结质量,造成层间无法得到有效的封隔;②当水泥浆的失水量较高,就会大大缩短失水时间,造成水泥浆提前脱水,而随着水泥浆泵注到位后,环空静液柱压力无法得到有效传递。此时,水泥浆体系的稳定性较差,在环空中会形成多个分层,其中的固相就会沉积形成桥堵,使环空静液柱压力不能传递到底部,这些都会导致在固井时压不稳井底气层,气体上窜,引起环空带压。
  2 环空带压防治措施
  2.1 确保油管和套管的有效密封
  ①油管的有效密封,首先,接头的加工质量对密封性具有决定性的影响,因此,要确保油管螺纹接头的加工质量符合要求;其次,还要充分重视密封螺纹接头油套管的验收标准,严格按照标准规范的规定对现场施工质量进行系统全面的检查;②套管的有效密封,为了预防机械断裂的发生,需要提高套管的抗挤毁和抗变形能力,可以通过改善套管材料和增加壁厚进而实现套管性能的有效提高;为了预防套管腐蚀的发生,就需要针对不同的地层情况选用有针对性的抗腐蚀材料,在CO2环境中,要选用Cr不锈钢,在H2S环境中,则需要选用抗硫材料。
  2.2 提高顶替效率
  为了确保固井质量符合要求,就要提高钻井液的顶替效率,可以采取以下措施:①优化钻井液性能,在进行固井之前,需要对钻井液的性能进行一定的调整,在确保井下安全的情况下,尽可能降低钻井液的密度、粘度以及触变性等,进而提高其顶替效率;②适当活动套管,在注水泥浆的过程中,当环空中的较窄间隙处残留有水泥浆时,通过旋转或者上下活动套管,能够在一定程度上提高套管壁的拖拽力,进而能够将钻井液及时带出,被水泥浆顶替;③合理使用隔离液,隔离液能够有效清除滞留在套管壁和井壁上的钻井液,进而为水泥浆顺利顶替钻井液提供了可靠保障。
  2.3 设计合理的水泥浆体系及配方
  根据封固地层的特性及井下条件,设计合理的水泥浆体系及配方,确保水泥浆具有良好的防窜性能,进而能够适应注替过程、凝固过程以及长期封隔等要求。根据以上的性能要求,设计了防气窜水泥浆体系、防腐水泥浆体系以及自密封水泥浆体系等,在实际的应用过程中,要充分结合井下的实际情况进行有针对性的选用。
  3 结束语
  总而言之,为了确保天然气井的安全顺利生产,就要避免环空带压的发生。通过对其形成原因进行深入的分析研究,在此基础上,制定有针对性的防治措施,进而能够有效预防天然气井环空带压的形成,为气井的高产稳产提供可靠保障。
  参考文献:
  [1]陈培立,张力文,潘利,等.气井环空带压原因及解决措施[J].云南化工,2018(03):176-176.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14874767.htm