【正文】 )，在生產(chǎn)期間水泥石力學(xué)性能能承受應(yīng)力的變化。若水泥石抗拉強(qiáng)度與楊氏彈性模量比值高，且水泥楊氏彈性模量低于巖石的楊氏彈性模量，則這將是機(jī)械耐久性最好的水泥。這方面的要求與特定井下條件有關(guān)，如井眼尺寸、套管性能、巖石機(jī)械性能及預(yù)計(jì)載荷的變化等。1）利用修井作業(yè)來(lái)解決環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}針對(duì)套管外環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}，常規(guī)的補(bǔ)救方法是采用鉆機(jī)進(jìn)行修井作業(yè)。采用修井作業(yè)需要起出油管，注入或擠入水泥，來(lái)封閉水泥環(huán)中的裂縫和竄流通道。根據(jù)裂縫、通道的位置、孔隙度、滲透率的不同，擠水泥作業(yè)有可能封閉氣竄通道，也有可能封閉不了氣竄的通道。作業(yè)商通過(guò)對(duì)修井作業(yè)安全及成本方面的綜合考慮，一般不愿治理環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}。采用鉆機(jī)進(jìn)行修井作業(yè)施工危險(xiǎn)性大，易造成人身傷害，也易對(duì)設(shè)備造成損害甚至報(bào)廢。井噴或溢流也會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。采用常規(guī)修井作業(yè)的成本及風(fēng)險(xiǎn)有的時(shí)候超過(guò)了環(huán)空帶壓的成本及風(fēng)險(xiǎn)。 2） FUTUR活性固化水泥技術(shù)2007年，斯倫貝謝(Schlumbergef)公司用研究出的FUTUR活性固化水泥技術(shù)來(lái)解決環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}。FUTUR活性固化水泥施工不需要額外的固井設(shè)備，采用常規(guī)固井工藝，將FUTUR活性固化水泥作為領(lǐng)漿及尾漿注入即可。為保證封固質(zhì)量，領(lǐng)漿及尾漿的長(zhǎng)度應(yīng)至少達(dá)到150m。FUTUR活性固化水泥具有自修復(fù)特性，當(dāng)發(fā)生氣竄時(shí)，不需要人工干預(yù)，F(xiàn)UTUR活性固化水泥會(huì)自動(dòng)活化，將裂縫封堵。該技術(shù)已成功應(yīng)用在加拿大阿爾伯特油田的環(huán)空帶壓井及德國(guó)、意大利地下儲(chǔ)氣庫(kù)井?！?，應(yīng)用溫度范圍20～138℃。3)LifeSeal自動(dòng)密封水泥與斯倫貝謝公司的活性固化水泥技術(shù)類似，哈里伯頓公司也推出了LifeSeal水泥。與FUTUR活性固化水泥機(jī)理類似，環(huán)空存在油氣竄流時(shí)，在沒(méi)有地面人工干預(yù)的情況下，水泥環(huán)能進(jìn)行膨脹，會(huì)封閉竄流通道。水泥環(huán)的這種自密封特性，是通過(guò)在水泥漿中加入特種外加劑來(lái)實(shí)現(xiàn)的，采用常規(guī)注水泥設(shè)備就可以進(jìn)行施工。LifeSeal自密封水泥已成功地在70多口陸地或海上的井中進(jìn)行了應(yīng)用，應(yīng)用區(qū)域包括中東、亞洲、里海地區(qū)、歐洲、拉丁美洲、美國(guó)。4）壓力活性密封劑SPE 91399中報(bào)道，為經(jīng)濟(jì)和安全地除墨西哥灣的環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}，Wamp。T海洋公司應(yīng)用了壓力活性密封劑。與常規(guī)修井作業(yè)相比，每口井可以節(jié)約100萬(wàn)美元。壓力活性密封劑的作用機(jī)理與血液在傷口處的凝結(jié)類似。密封劑在進(jìn)入竄流通道前處于液體狀態(tài)，在存在壓差竄流通道的點(diǎn)，配方中的單體和聚合物在配方中發(fā)生化學(xué)聚合交聯(lián)。反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中，聚合交聯(lián)劑黏附在竄流通道上并不斷連接，同時(shí)密封整個(gè)竄流通道，聚合后的密封劑在竄流通道上呈纖維狀。如果不存在壓差，密封劑仍處于液體狀態(tài)，不會(huì)堵塞井眼。該方法已成功地在墨西哥灣、荷蘭、美國(guó)的路易斯安納州及哈薩克斯坦、澳大利亞進(jìn)行了應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明，該方法成功率高，成本低。5）遇油氣膨脹封隔器根據(jù)不同情況，可以在套管上安裝一個(gè)或幾個(gè)封隔器。封隔器隨套管下人，不需要坐封壓力，膨脹器遇油氣就會(huì)發(fā)生膨脹。在膠結(jié)不好的部位、竄流通道或微環(huán)隙，封隔器膨脹都會(huì)建立起良好的密封，來(lái)阻止層問(wèn)以及氣層到井口的竄流。遇油氣膨脹封隔器呵膨脹至其體積的兩倍，不但能封閉竄流通道，并且能承受壓差。未激活時(shí)，封隔器處于潛伏狀態(tài)，水泥環(huán)出現(xiàn)封隔失效時(shí)，工具遇油氣膨脹會(huì)自動(dòng)封閉竄流通道。第4章 實(shí)例計(jì)算，指導(dǎo)氣田安全生產(chǎn)某高溫高壓氣井完鉆井深5200m。 該井的油層套管下深5000m ，油層套管和技術(shù)套管之間的環(huán)空中，水泥返高2000m ，水泥之上的環(huán)空中充滿液柱。 是該高溫高壓氣井的井身結(jié)構(gòu)圖，下面以這個(gè)井為例子，對(duì)該井的油層套管和技術(shù)套管之間的密閉環(huán)空中的帶壓值進(jìn)行計(jì)算。 某高產(chǎn)氣井井身結(jié)構(gòu)圖（1） 單一環(huán)空帶壓情況表41 出現(xiàn)單一環(huán)空帶壓時(shí)，最大允許帶壓值計(jì)算（2）“A”、“B”環(huán)空連通情況“A”、“B”環(huán)空連通是指油管與油層套管間環(huán)空、油層套管與技術(shù)套管間的環(huán)空因管柱泄漏發(fā)生連通。表42 出現(xiàn)“A”、“B”空帶壓時(shí)，最大允許帶壓值計(jì)算（3）“B”、“C”環(huán)空連通的情況“B”、“C”環(huán)空連通是指油層套管與技術(shù)套管間環(huán)空、技術(shù)套管與技術(shù)套管間的環(huán)空因管柱泄漏發(fā)生連通。表43 出現(xiàn)“B”、“C”空帶壓時(shí)，最大允許帶壓值計(jì)算（4）“C”、“D”環(huán)空連通的情況 “C”、“D”環(huán)空連通是指技術(shù)套管與技術(shù)套管間環(huán)空、技術(shù)套管與表層套管間的環(huán)空因管柱泄漏發(fā)生連通。表44 出現(xiàn)“C”、“D”空帶壓時(shí)，最大允許帶壓值計(jì)算（5）“A”、“B”、“C”環(huán)空連通情況“A”、“B”、“C”環(huán)空連通是指油管與油層套管間環(huán)空、油層套管與技術(shù)套管間環(huán)空、技術(shù)套管與技術(shù)套管間環(huán)空，這幾個(gè)環(huán)空間因管柱泄漏發(fā)生連通。表45 出現(xiàn)“A”、“B”、“C”空帶壓時(shí)，最大允許帶壓值計(jì)算（6）“B”、“C”、“D”環(huán)空連通情況“B”、“C”、“D”環(huán)空連通是指油層套管與技術(shù)套管間環(huán)空、技術(shù)套管與技術(shù)套管間環(huán)空、技術(shù)套管與表層套管的環(huán)空，這幾個(gè)環(huán)空間因管柱泄漏發(fā)生連通。表46 出現(xiàn)“B”、“C”、“D”空帶壓時(shí)，最大允許帶壓值計(jì)算（7）“A”、“B”、“C”、“D”環(huán)空連通情況“A”、“B”、“C”、“D”環(huán)空連通是指以上所有的這幾個(gè)環(huán)空間因管柱泄漏發(fā)生連通。表47 出現(xiàn)“A”、“B”、“C”、“D”空帶壓時(shí)，最大允許帶壓值計(jì)算從2008年開始對(duì)該井的環(huán)空帶壓值進(jìn)行了連續(xù)監(jiān)測(cè), 共監(jiān)測(cè)450d, ，, 縱坐標(biāo)表示監(jiān)測(cè)到的井口油管壓力、A 環(huán)空的環(huán)空帶壓值。從圖4中可以看出, 該井只有“A”環(huán)空帶壓且最大環(huán)空帶壓值為32MPa, 而“A”, 說(shuō)明雖然該井出現(xiàn)較高的環(huán)空帶壓情況, 但還是比較安全, 可以正常開采。 “A”環(huán)空實(shí)測(cè)帶壓情況圖第5章 結(jié)論( 1)持續(xù)環(huán)空壓力問(wèn)題, 嚴(yán)重影響油氣井的安全。近年來(lái)國(guó)內(nèi)盡管做了許多工作, 但是固井后環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}仍然較為突出。( 2)根據(jù)環(huán)空帶壓引起的原因可以將其分為作業(yè)施加的環(huán)空壓力, 受溫度、壓力變化使環(huán)空和流體膨脹引起的環(huán)空壓力以及由于油氣從地層經(jīng)水泥封固井段和環(huán)空液柱向上竄流引起的環(huán)空壓力。( 3)根據(jù)實(shí)際井身結(jié)構(gòu)和井下管串組合情況,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建立允許環(huán)空帶壓值的計(jì)算方法和環(huán)空帶壓安全的評(píng)價(jià)方法, 并開展了實(shí)例分析。為氣井環(huán)空帶壓安全評(píng)價(jià)奠定了基礎(chǔ)。 （4）現(xiàn)場(chǎng)環(huán)空帶壓的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)至關(guān)重要，優(yōu)化采氣井的配置和提升油田信息化工作， 能進(jìn)一步加強(qiáng)環(huán)空帶壓井的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和診斷， 做到提前預(yù)警， 屆時(shí)可以視情況開展泄壓/壓力恢復(fù)治理措施。參考文獻(xiàn)[1]石榆帆，張智，肖太平，等．氣井環(huán)空帶壓安全狀況評(píng)價(jià)方法研究［Ｊ］．重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，14(1)：9799.[2]車爭(zhēng)安，張智，涂軍軍，向亮等. 高溫高壓高含硫氣井環(huán)空流體熱膨脹帶壓機(jī)理[J]. 天然氣工業(yè)，2010，30（2）：8890.[3]張智，顧南，楊輝，等．高含硫高產(chǎn)氣井環(huán)空帶壓安全評(píng)價(jià)研究［Ｊ］．鉆采工藝，2011，31(1)：4244．[4]肖太平等．基于井下作業(yè)載荷的A環(huán)空帶壓值計(jì)算研究．鉆采工藝，2012，35(3)：65—66，77[5]王治國(guó)，[J].中國(guó)化工貿(mào)易 2011年7月[6]郭建華等. 高溫高壓氣井環(huán)空壓力管理、[7][D].成都:西南石油大學(xué)，2009.[8]王云，李文魁．高溫高壓高酸性氣田環(huán)空帶壓井風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別判別模式[J]．石油鉆采工藝,2012,34(5)：5760[9]黎麗麗等．高壓氣井環(huán)空壓力許可值確定方法及其應(yīng)用．天然氣工業(yè)，2013，33(1)：101103．[10]張智，施太和。酸性氣井環(huán)空帶壓安全評(píng)價(jià)研究[A].油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室第五次國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)論文[C].11201124.[11]