环空增压是由于密闭环空流体的热膨胀引发的,它严重威胁着深水井井筒的安全。本文针对环空增压的预测模型和控制措施开展了相关研究。为了预测环空增压,有必要确定流体膨胀系数和压缩系数随温度、压力变化的非线性性质。本文通过二维拉格朗日插值方法,得到了适用于环空增压预测的水的膨胀系数和压缩系数;利用模拟实验取得了大量实验数据,对插值得到的水的性质进行了验证;基于以上工作,建立了环空增压的预测新模型。为了缓解环空增压,本文使用非理想气体状态方程建立了泡沫隔离液最优氮气量的预测新模型。随后,本文进行了室内实验,得到了多组实验数据,对氮气量预测模型进行了验证。实例计算和模型对比表明,本文提出的环空增压预测新模型弥补了前人模型中未考虑流体非线性性质的缺陷,能更准确地预测环空增压。本文提出的氮气量预测模型考虑了环空气体的真实状态,能更准确计算泡沫隔离液中所需的最优氮气量。最后,使用模型对大量参数进行了分析,为环空增压的预测和控制提出了建议。