氣井套管環(huán)空密封失效預(yù)防措施初探

趙效鋒，張慶生

（1.中國(guó)石化中原油田分公司石油工程技術(shù)研究院，河南 濮陽(yáng) 457001；2.中國(guó)石化中原油田普光分公司，四川 達(dá)州 635000）

0 引言

氣竄引起的套管環(huán)空帶壓一直是高壓氣井面臨的難以解決的問(wèn)題之一［1-4］。現(xiàn)有的環(huán)空帶壓治理措施，如擠水泥修復(fù)和化學(xué)堵漏等，均存在成本高、效果差和作業(yè)難度大等問(wèn)題［5-6］。鑒于此，作業(yè)商一般不愿意治理環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}［7］。而氣井一旦出現(xiàn)了此類問(wèn)題，無(wú)論采取何種補(bǔ)救和治理措施，都勢(shì)必會(huì)付出巨大的時(shí)間、人工和經(jīng)濟(jì)成本，極大地降低了氣井開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。

但若能從建井之初采取措施，完全或某種程度上預(yù)防氣井環(huán)空密封失效問(wèn)題的發(fā)生，避免由此導(dǎo)致的環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}，將會(huì)起到防患未然、事半功倍的作用。本文基于氣井套管環(huán)空密封失效的原因分析，提出了一種套管環(huán)空密封失效預(yù)防措施。通過(guò)理論計(jì)算驗(yàn)證其有效性，并對(duì)措施中關(guān)鍵材料性能的影響規(guī)律進(jìn)行分析，以確定其種類，初步制定出室內(nèi)試驗(yàn)方案，并對(duì)試驗(yàn)試樣進(jìn)行試制。

1 方案的提出及理論驗(yàn)證

1.1 方案設(shè)想

固井水泥凝固以后，可能會(huì)因后續(xù)作業(yè)而遭到破壞，導(dǎo)致水泥環(huán)本體產(chǎn)生微裂縫，固井界面出現(xiàn)微環(huán)隙［8-9］。其中：水泥環(huán)本體破壞（如裂縫、破碎）的主要原因是套管內(nèi)溫度、壓力過(guò)高［10-11］；而對(duì)于固井界面不但與壓力過(guò)高有關(guān)，還與各種工況下套管壓力的交替變化有關(guān)［12］。但無(wú)論何種形式破壞，過(guò)高的套管壓力總是其直接原因；因此，減小套管壓力對(duì)水泥環(huán)的影響，是預(yù)防套管環(huán)空密封失效的首要措施。……