因油管失效造成的海上气井环空带压问题日益突出,严重危及生产安全。分析油管完整性,研究在役油管完整性检测和评价方法,有助于完善油管完整性理论,提高油管服役状态定量评价技术,为开展气井完整性管理工作,保障海上气井安全提供技术支撑。为此,本文开展了以下研究工作:(1)通过引入物理完整性、结构完整性概念,探究了油管完整性概念及其内涵。分析了油管物理完整性、结构完整性的失效形式以及物理完整性失效的监测参数。从人、机、环境三方面建立了海上气井油管完整性评价指标体系。(2)基于磁记忆检测方法,开展了含孔类、槽类刻伤油管室内检测试验,研究了油管磁记忆检测信号与缺陷尺寸和位置之间的关系,为反演计算缺陷的尺寸和位置,表征油管结构完整性退化状态提供了依据。(3)综合海上环空带压气井的生产环境、井身结构及生产管柱自身构造等因素分析了海上在产气井油管的受力状态。针对封隔器在垂直段和造斜段两种情况,建立了在产气井油管轴向力和应力的计算模型,为在役油管受力状态的确定提供了计算方法。(4)利用有限元方法模拟计算了含均匀腐蚀缺陷油管和点腐蚀缺陷油管的等效应力,分析了油管等效应力随缺陷尺寸、载荷变化的规律,确定了影响油管等效应力的主要因素。利用模拟数据,分别拟合了两类腐蚀缺陷下油管等效应力的计算公式。拟合结果与模拟结果的平均误差分别为2.95%和1.99%,拟合公式适用于计算含腐蚀缺陷油管的等效应力。(5)开发了海上气井油管完整性评价软件,实现了磁记忆检测数据的处理、油管受力的计算和油管完整性的参数化评价,为现场应用提供了软件支持。本文通过以上研究工作,确立了一套适合于海上气井油管完整性评价的方法,为油管完整性管理提供了技术支撑。