随着海上油气资源的不断勘探开发,海上油气井在测试、生产过程所面临的问题越来越受到重视,特别是深水气井环空带压问题尤为重要,如果在后期生产过程中由于各种原因导致气井环空带压,当压力超过最大允许环空带压值时,会导致井喷、泄漏等安全事故,甚至会威肋到该井所在的生产平台,因此对于深水气井的环空带压原因分析以及防治措施的优选研究迫在眉睫。本文首先在国内外研究的基础上,主要分析了深水气井环空带压原因(油套管泄漏、作业原因、气窜),同时结合深水气井的实际情况,基于PVT状态方程和温度压力耦合模型得出了密闭环空压力计算模型并利用该模型分析了不同因素(环空液体等温压缩系数、环空液体导热系数、环空饱和度)对环空压力的影响;建立了气窜引起的环空压力计算模型并利用该模型分析了不同因素(气顶高度、渗透率、环空液体密度、泄漏点)对环空压力的影响;建立了井口允许最大带压值计算模型,并利用该模型分析了磨损、腐蚀对套管强度的影响;建立了油套管强度校核模型并进行了实例计算。其次,分析了套管-水泥-地层弹性协同下水泥环所受应力、位移场、应力场;根据油气井水泥环失效的原因,讨论了水泥环失效的准则,并从水泥环弹性模量、水泥环厚度、水泥环缺失三个方面分析了水泥环的受力情况。最后,针对环空带压的原因建议了环空压力的防治措施。