陶 谦

(1页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室 2中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院)

在国内外天然气井中，环空带压现象比较普遍。在墨西哥湾OCS地区，15 500口生产、关闭及临时废弃井中，约6 692口井(43%)至少有一层套管环空带压，套管带压总数为10 153层。其中，47.1%属于生产套管带压，16.3%属于技术套管带压，26.2%属于表层套管带压，10.4%属于导管带压。由于大部分气井拥有多层套管结构，从而为判定事故原因和实施针对性补救措施带来困难，每口井平均补救费用高达100多万美元。在我国，中石油塔里木油田分公司克拉2、迪那2等气田已经出现90多口井生产套管起压现象，2008年克拉2气田投入生产的14口井中，有12口井生产套管带压。普光主体投产的35口气井中有28口井油套带压，13口井技套带压，9口井表套带压，给气井的长期生产带来安全隐患[1-4]。

一、水泥环密封能力的物理模拟试验装置和程序

目前国内外学者主要通过数值模拟和简单物理模拟试验开展水泥环密封能力的评价[5-6]。为了研究实际工况条件下，井下温度、压力变化对长龄期过程中水泥环密封能力的影响规律，针对Ø139.7 mm生产套管，采用全尺寸试验装置，开展了物理模拟试验研究。

图1 水泥环密封性评价装置

1内筒 2水泥环 3外筒 4冷却管 5温度传感器 6加热管 7上密封盖 8下密封盖 9气体流量计 10温度、进气压力、进气流量调节表 11系统/加热开关 12气源 13压力跟踪泵 14控制与记录系统

装置原理及试验方法(图1所示)：内筒采……