利用气井环空气柱压力计算井底压力新方法的研究与应用.pdf

钻 井 工 程 　　　　　　　　　　　　　　　　天 　然 　气 　工 　业 　　　　　　　　　　　　　　　2001 年 3 月 利用气井环空气柱压力计算井底压力 新方法的研究与应用 杨　涛 　　　　　杨　桦　 ( ) ( ) 四川石油管理局职工大学 　 北京石油勘探开发科学研究院 ( ) 　　杨涛等 利用气井环空气柱压力计算井底压力新方法的研究与应用 天然气工业 ,2001 ;21 2 :66～70 摘　要 　文章根据气井天然气的性质 ,推导出了利用气井环空气柱压力 ,计算井底压力的精确求解数学模型 与近似求解数学模型 ,提出了以近似求解数学模型计算结果为精确求解数学模型赋初值的计算程序和在气举工艺 设计与诊断中的实际应用。实际应用结果表明 ,本文推导、提出的数学模型与计算程序科学、合理、可靠、实用 ,不 仅对这一课题的深化研究有着显著的促进作用 ,而且在解决采气工程的实际问题中具有显著的推广应用价值。 主题词 　气井 　环空气柱 　井底压力 　地层压力 　数学模型 　计算程序 　　利用气井环空气柱压力求解气井井底压力 , 已 p ts 、井底压力 p bbf ,环空气柱压力梯度 Gg 与井深尺 有 K. E. Brown 等国内外学者提出的不同程度简化 寸 L i 有如下函数关系 : 和近似计算的多种办法。尽管这些方法建模机理科 ( ) p L @L = p + G L 1 i i ts g i 学 ,方法可行 ,求解精度满足工程要求 ,但所建立的 ( ) 式 1 与图 1 中: p Li @L i 为在井深 L i m 处的套管环 模型大多表现形式复杂 ,求解程序繁琐 ,计算求解的 空压力 ,MPa ; p ts为气井井口套压 ,MPa ; p bbf 为气井 工作量较大 ,在采用试凑法或计算机求解时 ,还往往 井底压力 ,MPa ; p bbs为气井地层压力 ,MPa ; Gg 为套 需采用邻井井底压力资料或不考虑温度与气体压缩 管环空气柱压力梯度 ,MPa/ m ; L i 为气井套管环空 性影响 ,取天然气偏差系数为 1 时的计算井底压力 任意一点深度 ,m ; L 为气井产层中部深度 ,m 。 值为精确计算赋初值 ,给现场的推广应用带来了一 定的困难。本文正是借助在老前辈学者创立的理论 基础上 ,针对求解程序中存在的一些尚未完全解决 的问题 ,力图推导并建立一个不仅科学、合理、准确 , 而且更为简便、实用的精确求解数学模型与近似求 解数学模型 ,并以近似求解数学模型计算结果为精 确求解数学模型赋初值的计算方法和程序 ,使之在 实际应用中更具可操作性和推广应用价值。 数学模型的推导 　　一般而言 ,为有利于气井生产 ,气井大多将生产 油管下至产层中部深度 L m 处完井。当气井采用 油管生产或采用气举 ,优选管柱等人工举升方法进 行二次开采时 ,气体在套管环空中的流动摩阻都非 图 1 　气井井身结构示意图 常小、并可忽略不计时 , 由图 1 可知 , 在气井井深 令 : L i m 处的套管环空压力 p Li @L i 与气井