控制地下储气库强采强注井环空超压的氮气柱长度计算方法

摘要

地下储气库(以下简称储气库)强采强注井在注气、采气工况下极易出现油套环空压力异常的现象,有可能威胁到现场生产过程的安全与储气库井井筒的完整性.为了给注氮气缓解强采强注储气库井环空带压问题提供指导,基于管柱弹性力学平面应变、流体热膨胀与压缩性质、理想气体状态方程等理论与方法,考虑不同工况下油管内压力与温度变化所带来的保护液热效应和套管鼓胀效应,建立起储气库井环空压力计算模型;探讨了储气库井A环空压力与各个主要影响因素(油管内压、井筒温度等)的关系,进而推荐了相应的氮气柱初始压力与长度.研究结果表明:①储气库井油套环空压力与油管内压、井筒温度成正相关,温度变化为环空压力变化的主要控制因素;②密闭环空压力对温度变化极为敏感,环空带压现象也十分明显;③初始氮气柱预留压力也会影响环空压力;④初始氮气柱长度越长,环空压力变化量越小,但过长的氮气柱对于环空压力控制的影响效果不明显,并且会降低环空保护液的防腐性能,因而考虑到实际生产的需求,建议选取封隔器下深的2％～4％作为预留氮气柱长度.