深水油气井非稳态测试环空压力预测模型

为了解决深水油气井测试时各环空压力上升而破坏井筒完整性的问题,针对气井测试的短期非稳态过程,建立了井筒非稳态传热模型;然后,根据流体等压膨胀系数、等温压缩系数与密度的函数关系,建立考虑流体性质非线性变化的环空压力预测模型;在此基础上,以南海西部某深水高温高压气井为例,采用所建立的模型预测了不同测试制度下的环空温度与压力,根据最小安全系数对井筒管柱强度进行校核,进而确定井筒各环空最大允许压力,并且绘制出不同测试制度下的安全诊断图版。研究结果表明：①环空温度随着测试产量和测试时间的增加而升高,但井口和井底的温度差减小,在同一测试产量和测试时间下,环空2温度始终高于环空3,并且环空之间的温度差较大;②环空2、3的压力随着测试产量和测试时间的增加而升高,但上升的趋势变缓,并且在同一测试产量和测试时间条件下,环空2的压力大于环空3;③若不考虑流体性质非线性变化的影响,将会低估环空压力值,并且随着测试产量和测试时间增加,相对误差会继续增大;④随着测试产量和时间的增加,环空2的压力值会率先超过环空最大允许压力,因而在深水高温高压井测试作业中应重点关注不同测试制度下环空2的压力变化情况。结论认为,基于所绘制的诊断图版,可以方便、快捷地判断深水气井测试制度的设计是否合理,最大限度地保证测试过程中的井筒完整性。     

井筒屏障完整性及其优化设计——以CO_2吞吐井为例

随着我国各大油田进入开发中后期,老井"二次采油"甚至"三次采油"所引发的井筒完整性问题频发。现场老井完整性建设不足,增产措施带来的苛刻工况造成井筒管柱腐蚀严重,威胁管柱服役寿命以及井筒完整性,给油田造成极大的经济损失的同时也给油气田安全运行带来隐患。为此,结合我国油气田开发现状,分析了现有井筒完整性标准的不足和重点研究方向。介绍了腐蚀完整性管理概念,并在此基础上,以CO_2吞吐井为例提出了基于井筒腐蚀风险与载荷风险双重作用的井筒屏障优化方法,确定了吞吐井的失效敏感区域和服役寿命。结果显示:实例井极限吞吐轮次为7轮;油管失效敏感区域为800～1 500 m,套管失效敏感区域为1 700～2 000 m,建议在失效敏感区域进行重点防护。该研究为各油田依据自身实际情况,本着"全局把控,重点防护,经济有效"的思想开展井筒屏障设计,延长老井免修期,建立科学性、适用性、效益性的完整性管理体系具有重要意义。     

井筒屏障完整性及其优化设计

随着我国各大油田进入开发中后期，老井“二次采油”甚至“三次采油”所引发的井筒完整性问题频发。现场老井完整性建设不足，增产措施带来的苛刻工况造成井筒管柱腐蚀严重，威胁管柱服役寿命以及井筒完整性，给油田造成极大的经济损失的同时也给油气田安全运行带来隐患。为此，结合我国油气田开发现状，分析了现有井筒完整性标准的不足和重点研究方向。介绍了腐蚀完整性管理概念，并在此基础上，以CO₂吞吐井为例提出了基于井筒腐蚀风险与载荷风险双重作用的井筒屏障优化方法，确定了吞吐井的失效敏感区域和服役寿命。结果显示:实例井极限吞吐轮次为7轮；油管失效敏感区域为800~1 500 m，套管失效敏感区域为1 700~2 000 m，建议在失效敏感区域进行重点防护。该研究为各油田依据自身实际情况，本着“全局把控，重点防护，经济有效”的思想开展井筒屏障设计，延长老井免修期，建立科学性、适用性、效益性的完整性管理体系具有重要意义。