张兴全， 刘书杰， 范白涛， 王 昊

1中海油研究总院有限责任公司 2中国石油大学(北京)

0 引言

由于温度升高导致密闭的各层套管间环空内的流体膨胀，从而使环空圈闭压力升高，称为井口环空圈闭压力[1-2]。井口环空圈闭压力在油气井测试和开发阶段普遍存在，尤其在高温高压井、深水井中尤为突出，但由于深水水下井口的特殊性，B、C环空目前尚无有效手段实现压力释放。圈闭压力对油气井套管强度校核有较大影响，在进行套管柱设计过程中，应充分考虑圈闭压力的影响，如预测不准确会造成严重的套管挤毁事故[3-4]。墨西哥湾Marlin 油田A-2 井在生产数小时之后，过高的圈闭压力将生产套管挤毁；墨西哥湾 Pompano A-31井在钻井期间，圈闭压力将Ø406.4 mm套管挤毁。

目前有多种圈闭压力防治方法，主要分为增加结构强度、井口或者地层压力释放、增加环空流体的可压缩性、减少热量传递四大类[5- 9]。各种防治方法的优缺点如表1所示。

表1 深水井环空圈闭压力防治方法对比

注泡沫隔离液作为环空圈闭压力防治方法之一，目前对注泡沫隔离液的理论模型、实验验证等研究工作较少，对注泡沫隔离液的应用未有理论依据，制约了该方法的应用。本文从基础模型建立、理论分析、实验验证对注泡沫隔离液进行了研究，得出了注泡沫隔离液的最佳体积比，对注泡沫隔离液技术提供理论依据。

1 注泡沫隔离液圈闭压力计算方法

1.1 全液相圈闭压力计算方法

考虑了高温环境下管柱热膨胀、流体膨胀性及压缩性、各环空压力耦合对环空体积的影响。……