气井环空带压不仅对现场日常生产造成威胁,同时,带压井治理也给经济开采带来巨大经济负担。在采气过程中,施工人员经常面临高含二氧化碳的酸性气井,由于CO₂物性活泼易相变,固井水泥一旦发生泄露,窜流的CO₂从井底至井口会展现出两个甚至三个相态,建立适用于CO₂气井的环空带压计算模型、实现井口环空压力预测对现场安全生产有重要意义。本文首先针对窜流流体在环空保护液内运移规律展开研究,重点关注在不同雷诺数下,气体在环空保护液内流运移速度将发生改变。基于渗流理论建立了考虑雷诺数大小的环空内流体运移模型,明确了流体在环空内运移变化规律;同时,将所建立气体运移模型应用于常规井环空压力预测之中,通过案例井计算实现了环空带压参数敏感性分析,揭示了雷诺数对气体上升速度的影响规律。在明确窜流气体在环空保护液中速度变化规律后,针对酸性气井内存在的性质更为活泼的二氧化碳展开研究。考虑二氧化碳相变前后物性参数将发生明显改变,为保证所涉及CO₂物性参数准确性,首先进行二氧化碳物性参数计算模型优选,得到了二氧化碳压缩因子、密度和粘度随温度、压力的变化规律及在各参数在井筒内分布规律。而后,以建立的环空内气体运移模型为基础,考虑二氧化碳在不同温压条件下相态将发生改变,结合优选的二氧化碳物性参数计算方法,提出相变存在的酸性气井环空带压预测模型。最后对建立的环空带压模型进行模拟计算,得到了超临界二氧化碳窜流条件下的井口压力恢复规律及环空内二氧化碳相态分布情况。