深水油氣井環(huán)空壓力管理技術

目錄
前言
第1章 概述 1
1.1 深水油氣井環(huán)空壓力定義 2
1.1.1 套管變形產生環(huán)空壓力 2
1.1.2 密閉流體膨脹產生環(huán)空壓力 3
1.2 深水油氣井環(huán)空結構與分類 3
1.2.1 油氣井環(huán)空結構 3
1.2.2 油氣井環(huán)空分類 4
1.3 深水油氣井環(huán)空壓力管理技術發(fā)展現狀 5
1.3.1 深水油氣井環(huán)空壓力預測技術研究現狀 5
1.3.2 深水油氣井環(huán)空壓力防治方法研究現狀 6
1.3.3 主要控制技術方案 8
第2章 深水油氣田開發(fā)方式特點 10
2.1 深水油氣田開發(fā)方式 10
2.1.1 深水油氣田開發(fā)概況 10
2.1.2 深水油氣田開發(fā)方案 11
2.2 深水油氣井的井身結構 12
2.2.1 井身結構 12
2.2.2 深水油氣井筒溫壓 14
2.3 水下采油(氣)樹 16
2.3.1 水下采油樹分類 17
2.3.2 水下基盤結構 20
第3章 深水油氣井環(huán)空壓力形成機理 23
3.1 傳熱基礎 23
3.1.1 導熱 23
3.1.2 對流換熱 24
3.1.3 熱輻射 25
3.2 深水油氣井環(huán)空壓力來源 26
3.3 深水油氣井井筒半穩(wěn)態(tài)溫度場預測 26
3.3.1 深水油氣井溫度分布特點 27
3.3.2 產出液縱向溫度計算模型 28
3.3.3 深水油氣井環(huán)空溫度計算模型 29
3.3.4 環(huán)空溫度敏感性分析 30
3.4 深水油氣井井筒瞬態(tài)溫度場預測 32
3.4.1 半穩(wěn)態(tài)環(huán)空壓力模型 32
3.4.2 瞬態(tài)環(huán)空溫度預測模型 33
3.5 深水油氣井環(huán)空壓力預測 36
3.5.1 環(huán)空壓力計算模型 36
3.5.2 熱膨脹系數和等溫壓縮系數隨溫度的非線性變化 37
3.5.3 環(huán)空壓力敏感性因素分析 40
3.5.4 環(huán)空壓力現場簡單計算模型 43
3.6 環(huán)空壓力對井筒完整性的威脅 45
3.6.1 環(huán)空壓力危害概述 45
3.6.2 環(huán)空壓力對固井水泥環(huán)的影響 46
3.6.3 環(huán)空壓力導致的井口抬升案例分析 51
第4章 開采期間深水油氣井環(huán)空壓力影響因素 60
4.1 油氣井生產措施 60
4.1.1 生產時間 60
4.1.2 油井產量 61
4.2 環(huán)空流體參數 62
4.2.1 熱膨脹系數 62
4.2.2 等溫壓縮系數 62
4.2.3 環(huán)空流體導熱系數 64
4.3 套管參數 65
4.3.1 套管壁厚 65
4.3.2 套管彈性模量 66
4.3.3 套管熱膨脹系數 66
4.4 水泥環(huán)物性參數 67
4.4.1 水泥環(huán)彈性模量 67
4.4.2 水泥環(huán)熱膨脹系數 67
第5章 深水環(huán)空壓力控制措施 69
5.1 環(huán)空最大許可壓力 69
5.1.1 環(huán)空最大許可壓力確定依據 69
5.1.2 環(huán)空最大許可壓力影響因素 71
5.1.3 環(huán)空最大許可壓力確定方法 73
5.2 環(huán)空壓力防治方法 74
5.2.1 增強套管強度 75
5.2.2 全封固井 76
5.2.3 尾管結構 76
5.2.4 水泥漿上返高度控制 76
5.2.5 破裂盤技術 77
5.2.6 可壓縮泡沫材料 87
5.3 套管環(huán)空壓力管理措施及流程 92
5.4 環(huán)空壓力風險判定標準 93
第6章 深水環(huán)空壓力釋放工具 95
6.1 破裂盤技術 95
6.1.1 工作原理及適用條件 95
6.1.2 環(huán)空泄壓工具閾值設定 96
6.2 可壓縮泡沫套管技術 99
6.2.1 泡沫材料制備工藝 99
6.2.2 泡沫材料靜水壓載特性 101
6.2.3 泡沫套管壓力控制機理研究 105
6.3 氮氣泡沫隔離液技術 109
6.4 真空隔熱油管技術 110
6.5 隔熱封隔液技術 113
第7章 深水環(huán)空壓力監(jiān)測與管理技術 114
7.1 深水環(huán)空壓力監(jiān)測流程 114
7.2 深水環(huán)空壓力監(jiān)測方法 116
7.2.1 泄壓/壓力恢復測試 116
7.2.2 定產量生產法 119
7.2.3 關井監(jiān)測法 119
7.2.4 油套管柱泄漏分析法 119
7.2.5 井筒實時監(jiān)測 120
第8章 深水環(huán)空壓力管理案例分析 122
8.1 環(huán)空壓力風險評估 122
8.1.1 井身結構基礎數據 122
8.1.2 井筒環(huán)空溫度預測 123
8.1.3 井筒環(huán)空壓力預測 125
8.1.4 管柱強度極限分析 127
8.2 泡沫套管壓力管理 127
8.2.1 泡沫套管設計優(yōu)化 127
8.2.2 現場應用效果分析 129
參考文獻 133