张喜明，樊建春*，刘迪，刘书杰，吕宁贻，梁政伟，文敏

1 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院，北京 102249

2 中海油研究总院，北京 100027

0 引言

随着我国海洋油气发展规模的扩大，天然气井因油套管失效穿孔、封隔器退化而造成的环空带压问题日益突显[1-2]。环空带压轻则影响天然气产量、降低采收率，重则挤毁井筒管柱、造成井喷等灾难性事故，已成为危及海上天然气井开发生产安全的首要问题[3-6]。

1991年，A. J. Adams建立了密闭环空内流体热膨导致的环空压力计算模型[7]。1999年，N. Somei最早对天然气在环空水泥环中的运移行为进行了系统性实验研究[8]。2001年，路易斯安娜州大学A. K.Wojtanowicz等人在前人的研究基础上，归纳了5种环空带压类型，并建立了系统的天然气经过水泥环渗流—环空保护液中运移—井口聚集过程的机理模型[9-14]。随着环空井口压力计算模型的完善，研究人员发现：单一的环空井口压力监测数据不足以支撑对环空带压井安全状态的评价，逐渐提出了多参数监测方法，开发了相关的井口压力、泄压流量等监测设备，如挪威Scanwell公司的井完整性监测系统[15-17]。结合环空压力预测模型和环空井口压力恢复早期阶段的监测数据，Tony Rocha-Valadez等人实现了环空带压井动态风险分析[18-19]。国内学者高德利[20]、杨进[21]、张智[22]等人分别从环空井口压力计算模型、环空带压井管理和环空带压预防的角度对气井环空带压问题进行了相关研究。然而，以上研究主要集中在技术套管或表层套管的环空带压问题。而因生产管柱泄漏、封隔器失效等原因造成的“A”环空带压机理尚不清晰，缺乏有效的检测、诊断技术。……