儲氣庫注采井環(huán)空帶壓監(jiān)測與風(fēng)險分級

段吉彬

摘要：在儲氣庫的注采的交變的過程中，井筒的安全是降低儲氣庫的主要因素。通過對儲氣庫注采井環(huán)空帶壓監(jiān)測，分析出儲氣庫主要的風(fēng)險原因，對儲氣庫注采井環(huán)空的壓力問題以及對井筒可能出現(xiàn)的問題進行研究，為儲氣庫注采井的事故影響因素進行全面檢測，完善出合理的儲氣注采井的檢測系統(tǒng)，建立出儲氣庫注采井科學(xué)有效的管理方案，減少儲氣庫注采井的事故發(fā)生。

關(guān)鍵詞：儲氣庫;注采井;環(huán)空帶壓檢測;風(fēng)險等級

前言：

通過對儲氣庫注采井環(huán)空帶壓問題進行明確的風(fēng)險分級，對儲氣系統(tǒng)的帶壓的變化規(guī)律進行分析，給環(huán)空帶壓風(fēng)險的等級進行分級，總結(jié)出合理的儲氣庫注采井環(huán)空帶壓管理方案，為不同級別的環(huán)空帶壓采取相應(yīng)的應(yīng)對措施和管理，減少環(huán)空帶壓風(fēng)險的狀態(tài)，提高儲氣庫的工作效率。

一、儲氣庫注采井環(huán)空帶壓案例分析

例如華北油田蘇橋儲氣庫群3口氣井為了高效的完成環(huán)控帶隱患治理，針對氣井出現(xiàn)的環(huán)空壓力難題，華北油田采用可溶球和暫堵劑相互配合進行暫堵技術(shù)壓井的方法，通過這種方法解決環(huán)控帶壓力的難題。環(huán)控帶壓是指儲氣庫井中套環(huán)空間的儲層氣體的竄入所產(chǎn)生的壓力異常，蘇橋儲氣庫作為目前國內(nèi)壓力等級最高的儲氣庫群，蘇橋儲氣庫井下環(huán)境比較復(fù)雜，井控風(fēng)險極高，治理難度也比較的大。為此，華北油田經(jīng)過對儲氣庫的帶壓原因的認真分析，采用光纖測井觀察氣體竄漏的具體位置，使用可溶球和暫堵劑配合進行暫堵，這種暫堵技術(shù)成功的應(yīng)用，不僅縮短了施工周期，還降低了儲氣庫注采井環(huán)空帶壓的控制風(fēng)險，減少了施工的難度。

二、儲氣庫井注采風(fēng)險因素

（一）儲氣庫注采井環(huán)空帶壓變化

環(huán)空帶壓是儲氣注采的過程中，會經(jīng)常的出現(xiàn)的壓力變化異常的現(xiàn)象，而導(dǎo)致這種環(huán)空帶壓的壓力變化的原因是多種多樣的。儲氣庫注采井環(huán)空帶壓和其他形式氣井的帶壓相同，壓力的變化都會導(dǎo)致注采井管柱的泄露現(xiàn)象發(fā)生，使注采井管柱的安全問題受到很大的影響，這種現(xiàn)象會給儲氣庫注采井的生產(chǎn)產(chǎn)生不同程度的影響。

（二）儲氣庫井安全屏障的失效

由于儲氣庫中的環(huán)控帶壓的類型不一樣，所以環(huán)控帶壓之間的安全屏障的形式也不一樣。在儲氣庫的注采過程中，氣體在不同的安全屏障中也會導(dǎo)致不同地環(huán)控帶壓，所以容易造成不同的氣體泄漏。在儲氣庫環(huán)控帶壓的安全屏障中，需要的組成部件也比較的多，氣體的泄漏途徑也比較的的多，每一個的具體組成部件都有可能成為氣體泄漏的原因，所以儲氣庫環(huán)控帶壓安全屏障的失效的原因也很多。例如儲氣庫安全屏障中的套管的連接螺紋或者套管底的密封層失效，會導(dǎo)致天然氣泄露到儲氣庫的底層，導(dǎo)致高壓天然氣把套管擠毀或者把套管頂出地面。

（三）環(huán)控帶壓的事故的原因

在儲氣庫的注采井環(huán)空帶壓安全屏障中的安全臨界值中可以看出，儲氣庫的安全臨界值是確定環(huán)控帶壓的安全性的主要監(jiān)測數(shù)據(jù)。當(dāng)儲氣庫的注采井環(huán)控壓力到了儲氣庫的臨界值的時候，儲氣庫的封隔器的承受能力、技術(shù)套管的抗內(nèi)壓強度、儲氣庫生產(chǎn)套管抗外壓的強度、儲氣庫井口裝置承受壓力的能力、儲氣庫的油管受到外擠的強度以及套管的表層的抗內(nèi)壓的程度，都是環(huán)控帶壓的事故發(fā)生的原因[1]。

（四）環(huán)控帶壓風(fēng)險的因素

通過儲氣庫井的自動化控制系統(tǒng)可以看出，環(huán)控帶壓的風(fēng)險產(chǎn)生因素主要是因為儲氣庫注采井環(huán)空帶的安全屏障的組成零件的失敗性，這種安全屏障失敗的可能性是造成儲氣庫環(huán)空帶對風(fēng)險的主要因素。

三、儲氣庫環(huán)控帶壓變化的控制

（一）改善注采井環(huán)空帶壓變化

根據(jù)儲氣庫的注采過程的不斷的深入，對儲氣庫的注采井環(huán)空帶壓變化進行分析，為這種現(xiàn)象的研究結(jié)果制定出相應(yīng)的對策。通過模擬儲氣庫的注采過程，在保證儲氣庫的環(huán)空帶的溫度和密度的同時對環(huán)空帶壓過程中出現(xiàn)的變化異常進行模擬，把儲氣庫和井筒特點進行結(jié)合，模擬出儲氣庫注采井內(nèi)部的真實情況，使用雙流體模型的UGS力學(xué)的研究中的方法，對儲氣庫的注采井環(huán)空帶壓變化進行一定的修正[2]。在儲氣庫注采井環(huán)空帶壓變化中對失環(huán)和偏心環(huán)的帶壓變化的分析中，可以建立瞬態(tài)傳熱的模型或者建立流體流動的模型對注采井環(huán)空帶壓的變化進行模擬檢測，改善注采井環(huán)空帶壓變化。

（二）儲氣庫井環(huán)控壓力改進形式

通過對儲氣庫環(huán)控帶壓安全屏障的失效的形式的分析，可以發(fā)現(xiàn)環(huán)控打壓安全屏障的失效的原因可以是環(huán)控帶壓屏障中任何一個零件的故障所造成的，所以應(yīng)該對儲氣庫注采井環(huán)空帶壓的監(jiān)測對儲氣庫的具體的井屏障進行監(jiān)測，設(shè)置出儲氣庫安全帶壓的臨界值，分析出儲氣庫安全屏障中其他零件的承受能力，為儲氣庫的井口設(shè)定出額定的有效壓力，當(dāng)儲氣庫的環(huán)控壓力快要接近臨界值的時候，對儲氣庫的井口進行有效地壓力控制。

（三）儲氣庫注采井環(huán)空壓力改進的方法

想要改變儲氣庫的注采井環(huán)空壓力，首先需要對安全屏障失效的原因進行分析，然后再對儲氣庫環(huán)空帶壓的安全屏障的組成元器件的承受能力進行分析，確定出儲氣庫注采井環(huán)空壓力的臨界值。根據(jù)儲氣庫注采井環(huán)空壓力的臨界值對儲氣庫的不同問題進行分析，對儲氣庫注采井環(huán)空壓力的臨界值進行精確的計算，在此同時，還應(yīng)該分析出儲氣庫環(huán)空流體的壓力和環(huán)空帶壓的安全屏障的磨損問題以及時間性腐蝕問題。最后計算出儲氣庫注采井環(huán)空壓力的各個部位隨著時間變化臨近壓力的具體數(shù)值[3]。通過這些精確數(shù)值的監(jiān)測，對儲氣庫的注采井環(huán)空風(fēng)險進行有效的判斷，儲氣庫的安全監(jiān)測系統(tǒng)和環(huán)空壓力值的動態(tài)提供更加準確的定量依據(jù)。

（四）儲氣庫環(huán)控帶壓風(fēng)險的控制

為了保證儲氣庫相應(yīng)風(fēng)險監(jiān)測的準確性，可以對儲氣庫在注采過程的自動化系統(tǒng)進行有效的結(jié)合，為儲氣庫的環(huán)控帶進行自動的分析，從分析中確定環(huán)控帶壓出現(xiàn)的位置、原因以及風(fēng)險因素，然后進一步對儲氣庫環(huán)控帶壓風(fēng)險因素出現(xiàn)的概率和造成的后果進行評價，把儲氣庫的環(huán)控帶壓的危險因素進行分級評價，根據(jù)對事件發(fā)生的可能性和儲氣庫環(huán)控帶壓風(fēng)險等級的判斷，結(jié)合出儲氣庫環(huán)控帶壓安全屏障的安全控制系數(shù)，對儲氣庫環(huán)控帶的控制方程進行優(yōu)化，為儲氣庫的安全監(jiān)測系統(tǒng)提供準確的數(shù)據(jù)，建立出儲氣庫的安全監(jiān)測系統(tǒng)和事故控制在系統(tǒng)。

結(jié)語：

通過對儲氣庫的環(huán)控帶壓監(jiān)測變載荷作用的保障，能夠分析出儲氣庫環(huán)控帶壓保護屏障失效的原因，對儲氣庫的環(huán)控帶異常的原因進行優(yōu)化管理，為環(huán)控帶的安全控制和動態(tài)保護提供準確的定量依據(jù)，判斷出失效風(fēng)險的等級，建立出事故初步判斷的系統(tǒng)和儲氣庫注采井的環(huán)控帶安全監(jiān)測系統(tǒng)，對儲氣庫的運行進行維護，讓儲氣庫能夠更加安全的生產(chǎn)。

參考文獻：

[1]張智，蔡楠，趙苑瑾等.控制地下儲氣庫強采強注井環(huán)空超壓的氮氣柱長度計算方法[J].天然氣工業(yè)，2021，41（06）：83-88.

[2]王兆會，曲從鋒，周琛洋等.基于環(huán)空壓力的儲氣庫井風(fēng)險分級及管控程序[J].鉆采工藝，2020，43（06）：17-20+6-7.

[3]王兆會，陳俊，李軍鵬等.儲氣庫井環(huán)空帶壓相對風(fēng)險評估[J].鉆采工藝，2018，41（05）：38-41+9.