曾思佳 何 淼，2 周 卓 黄千慧 李金璐 张 更

(1. 长江大学石油工程学院， 武汉 430100；2. 非常规油气湖北省协同创新中心(长江大学)， 武汉 430100)

深水油气开发条件严苛、地质复杂、安全问题突出，其中由井筒流体热传递导致的环空圈闭压力上升是深水油气井钻采过程中面临的诸多难题之一[1-2]。在深水油气田开发过程中，特别是高温高压油气井测试及生产初期，几乎所有的井都会出现环空带压现象。这是由于地层流体温度高达上百摄氏度，而海床附近温度很低，热的地层流体在流经生产管柱时使得井筒温度场重新分布，热传递作用会引起环空流体即完井液温度升高，当密闭环空流体受热膨胀却又无法释放压力时，就形成了环空圈闭压力[3-4]。圈闭压力的产生会诱发套管变形，严重时甚至导致套管破裂、油气井报废[5]。前人针对环空圈闭压力预测已开展了大量研究工作[6-11]，分析主要集中在温度及流体特性对圈闭压力的影响，分析的因素较为局限。因此，根据PVT状态方程及弹塑性力学理论，建立深水油气井环空圈闭压力模型，综合分析环空圈闭压力与环空温度、环空流体膨胀、压缩系数及套管的泊松比、线性膨胀系数、弹性模量、壁厚之间的关系。研究结果可为深水油气安全高效开发及其井筒完整性保障提供参考。

1 环空圈闭压力形成机理

环空是指两层套管柱之间未被水泥封固的空间。典型的深水钻井四层套管井筒传热示意图见图1。A环空为油层套管和生产管柱之间的空间；……