儲氣庫注采井環空帶壓監測與風險分級

段吉彬

摘要：在儲氣庫的注采的交變的過程中，井筒的安全是降低儲氣庫的主要因素。通過對儲氣庫注采井環空帶壓監測，分析出儲氣庫主要的風險原因，對儲氣庫注采井環空的壓力問題以及對井筒可能出現的問題進行研究，為儲氣庫注采井的事故影響因素進行全面檢測，完善出合理的儲氣注采井的檢測系統，建立出儲氣庫注采井科學有效的管理方案，減少儲氣庫注采井的事故發生。

關鍵詞：儲氣庫;注采井;環空帶壓檢測;風險等級

前言：

通過對儲氣庫注采井環空帶壓問題進行明確的風險分級，對儲氣系統的帶壓的變化規律進行分析，給環空帶壓風險的等級進行分級，總結出合理的儲氣庫注采井環空帶壓管理方案，為不同級別的環空帶壓采取相應的應對措施和管理，減少環空帶壓風險的狀態，提高儲氣庫的工作效率。

一、儲氣庫注采井環空帶壓案例分析

例如華北油田蘇橋儲氣庫群3口氣井為了高效的完成環控帶隱患治理，針對氣井出現的環空壓力難題，華北油田采用可溶球和暫堵劑相互配合進行暫堵技術壓井的方法，通過這種方法解決環控帶壓力的難題。環控帶壓是指儲氣庫井中套環空間的儲層氣體的竄入所產生的壓力異常，蘇橋儲氣庫作為目前國內壓力等級最高的儲氣庫群，蘇橋儲氣庫井下環境比較復雜，井控風險極高，治理難度也比較的大。為此，華北油田經過對儲氣庫的帶壓原因的認真分析，采用光纖測井觀察氣體竄漏的具體位置，使用可溶球和暫堵劑配合進行暫堵，這種暫堵技術成功的應用，不僅縮短了施工周期，還降低了儲氣庫注采井環空帶壓的控制風險，減少了施工的難度。

二、儲氣庫井注采風險因素

（一）儲氣庫注采井環空帶壓變化

環空帶壓是儲氣注采的過程中，會經常的出現的壓力變化異常的現象，而導致這種環空帶壓的壓力變化的原因是多種多樣的。儲氣庫注采井環空帶壓和其他形式氣井的帶壓相同，壓力的變化都會導致注采井管柱的泄露現象發生，使注采井管柱的安全問題受到很大的影響，這種現象會給儲氣庫注采井的生產產生不同程度的影響。

（二）儲氣庫井安全屏障的失效

由于儲氣庫中的環控帶壓的類型不一樣，所以環控帶壓之間的安全屏障的形式也不一樣。在儲氣庫的注采過程中，氣體在不同的安全屏障中也會導致不同地環控帶壓，所以容易造成不同的氣體泄漏。在儲氣庫環控帶壓的安全屏障中，需要的組成部件也比較的多，氣體的泄漏途徑也比較的的多，每一個的具體組成部件都有可能成為氣體泄漏的原因，所以儲氣庫環控帶壓安全屏障的失效的原因也很多。例如儲氣庫安全屏障中的套管的連接螺紋或者套管底的密封層失效，會導致天然氣泄露到儲氣庫的底層，導致高壓天然氣把套管擠毀或者把套管頂出地面。

（三）環控帶壓的事故的原因

在儲氣庫的注采井環空帶壓安全屏障中的安全臨界值中可以看出，儲氣庫的安全臨界值是確定環控帶壓的安全性的主要監測數據。當儲氣庫的注采井環控壓力到了儲氣庫的臨界值的時候，儲氣庫的封隔器的承受能力、技術套管的抗內壓強度、儲氣庫生產套管抗外壓的強度、儲氣庫井口裝置承受壓力的能力、儲氣庫的油管受到外擠的強度以及套管的表層的抗內壓的程度，都是環控帶壓的事故發生的原因[1]。

（四）環控帶壓風險的因素

通過儲氣庫井的自動化控制系統可以看出，環控帶壓的風險產生因素主要是因為儲氣庫注采井環空帶的安全屏障的組成零件的失敗性，這種安全屏障失敗的可能性是造成儲氣庫環空帶對風險的主要因素。

三、儲氣庫環控帶壓變化的控制

（一）改善注采井環空帶壓變化

根據儲氣庫的注采過程的不斷的深入，對儲氣庫的注采井環空帶壓變化進行分析，為這種現象的研究結果制定出相應的對策。通過模擬儲氣庫的注采過程，在保證儲氣庫的環空帶的溫度和密度的同時對環空帶壓過程中出現的變化異常進行模擬，把儲氣庫和井筒特點進行結合，模擬出儲氣庫注采井內部的真實情況，使用雙流體模型的UGS力學的研究中的方法，對儲氣庫的注采井環空帶壓變化進行一定的修正[2]。在儲氣庫注采井環空帶壓變化中對失環和偏心環的帶壓變化的分析中，可以建立瞬態傳熱的模型或者建立流體流動的模型對注采井環空帶壓的變化進行模擬檢測，改善注采井環空帶壓變化。

（二）儲氣庫井環控壓力改進形式

通過對儲氣庫環控帶壓安全屏障的失效的形式的分析，可以發現環控打壓安全屏障的失效的原因可以是環控帶壓屏障中任何一個零件的故障所造成的，所以應該對儲氣庫注采井環空帶壓的監測對儲氣庫的具體的井屏障進行監測，設置出儲氣庫安全帶壓的臨界值，分析出儲氣庫安全屏障中其他零件的承受能力，為儲氣庫的井口設定出額定的有效壓力，當儲氣庫的環控壓力快要接近臨界值的時候，對儲氣庫的井口進行有效地壓力控制。

（三）儲氣庫注采井環空壓力改進的方法

想要改變儲氣庫的注采井環空壓力，首先需要對安全屏障失效的原因進行分析，然后再對儲氣庫環空帶壓的安全屏障的組成元器件的承受能力進行分析，確定出儲氣庫注采井環空壓力的臨界值。根據儲氣庫注采井環空壓力的臨界值對儲氣庫的不同問題進行分析，對儲氣庫注采井環空壓力的臨界值進行精確的計算，在此同時，還應該分析出儲氣庫環空流體的壓力和環空帶壓的安全屏障的磨損問題以及時間性腐蝕問題。最后計算出儲氣庫注采井環空壓力的各個部位隨著時間變化臨近壓力的具體數值[3]。通過這些精確數值的監測，對儲氣庫的注采井環空風險進行有效的判斷，儲氣庫的安全監測系統和環空壓力值的動態提供更加準確的定量依據。

（四）儲氣庫環控帶壓風險的控制

為了保證儲氣庫相應風險監測的準確性，可以對儲氣庫在注采過程的自動化系統進行有效的結合，為儲氣庫的環控帶進行自動的分析，從分析中確定環控帶壓出現的位置、原因以及風險因素，然后進一步對儲氣庫環控帶壓風險因素出現的概率和造成的后果進行評價，把儲氣庫的環控帶壓的危險因素進行分級評價，根據對事件發生的可能性和儲氣庫環控帶壓風險等級的判斷，結合出儲氣庫環控帶壓安全屏障的安全控制系數，對儲氣庫環控帶的控制方程進行優化，為儲氣庫的安全監測系統提供準確的數據，建立出儲氣庫的安全監測系統和事故控制在系統。

結語：

通過對儲氣庫的環控帶壓監測變載荷作用的保障，能夠分析出儲氣庫環控帶壓保護屏障失效的原因，對儲氣庫的環控帶異常的原因進行優化管理，為環控帶的安全控制和動態保護提供準確的定量依據，判斷出失效風險的等級，建立出事故初步判斷的系統和儲氣庫注采井的環控帶安全監測系統，對儲氣庫的運行進行維護，讓儲氣庫能夠更加安全的生產。

參考文獻：

[1]張智，蔡楠，趙苑瑾等.控制地下儲氣庫強采強注井環空超壓的氮氣柱長度計算方法[J].天然氣工業，2021，41（06）：83-88.

[2]王兆會，曲從鋒，周琛洋等.基于環空壓力的儲氣庫井風險分級及管控程序[J].鉆采工藝，2020，43（06）：17-20+6-7.

[3]王兆會，陳俊，李軍鵬等.儲氣庫井環空帶壓相對風險評估[J].鉆采工藝，2018，41（05）：38-41+9.