A气田气井井底压力计算模型研究进展

邹翔 小春 张雅婕 杨其武

摘要：分析计算天然气从井底到地面的气井井筒过程中的压力动态，是进行气井设计和动态分析的重要基础。通过分析计算可以了解气井的生产状况，以及井中流体的流动状态及其规律，继而可以制定出气井在不同生产条件下的合理的工作制度。

关键词：动态分析;工作制度;

通过对气井井底压力计算模型研究进展的对比分析，对应用性较强模型的适用范围和优缺点进行了总结，并在此基础上初步阐述了模型研究的未来发展方向。

1.干气井井底压力计算模型

气井井底流压测试有较大的风险性，施工难度大，有时很难对一些高压气井进行下压力计的操作，有的井则因管柱或水化物等其它原因测试仪器下不到井底，所以需要利用井口资料确定气井井底压力，这样可以节省人力、财力。鉴于以上情况，根据井口资料计算井底压力，可将计算方法分为以下两种即：静止气柱井底压力计算法和流动气柱井底压力计算法。

（3）环形空间流动气柱

干气井井底压力计算模型的适用范围：气井关井时，油管和环形空间内的气柱都不流动，井口压力稳定后，录取井口最大关井压力，按静止气柱公式计算气层压力。气井生产时，计算井底流动压力的方法视生产情况而定。如果油管采气，套管闸门关闭，油管与环形空间连通。通常，这种情况下录取井口套管压力，仍按静止气柱计算井底流动压力;反之，环形空间采气而油管生产闸门关闭，油管与环形空间连通，录取井口油管压力后仍按静止气柱计算井底流动压力。只要存在静止气柱和油、套管之间没有封隔器封隔，就应该尽可能用静止气柱公式计算井底压力。

干气井井底压力计算模型的优点：模型的建立主要根据能量守恒定律，遵循物理规律，建模机理科学;同实测法相比较，这种方法具有快速、准确的特点;能大幅度地减轻工人的劳动强度、提高劳动生产率;减轻试井车辆的使用时间，从而获得良好的经济效果;对于环境恶劣、不易直接测压的气井，用计算方法求出井底压力可以保证分析资料的齐全，有利于气田的开发动态分析。

干气井井底压力计算模型的缺点：油管或环形空间管壁长期与气、水接触，腐蚀、垢盐、水垢等因素会使管壁的绝对粗糙度变化很大，流动气柱公式中的摩阻系数难以准确确定;倘若气量计算不准确，油管没有下到气层中部以及流动气柱公式中没有考虑动能项等会影响到按流动气柱计算井底流动压力计算精度;井筒平均温度的计算没有考虑大气温度的影响，而平均温度计算的准确性直接影响计算井底压力和天然气偏差系数的精度;井筒气体平均压力的计算方法是按水平输气管推出的，对垂直管流误差大;实际井筒中温度和压缩因子随井深的变化不是线性关系，会影响井底压力计算的精度;不适合高深井的井底压力计算，会造成很大的误差。

目前，常用的计算气井井底压力的方法有：平均参数法[4]、Cullender&Smith方法[1]、Sukkar-Cornell方法[2]、Aziz方法[3]。在我国石油矿场使用最多的是平均参数法。该方法非常简单，但误差较大。公认的精确方法是Cullender&Smith方法，却由于此法比平均参数法复杂且费时，因而在我国矿场较少采用。

鉴于以上其他三种模型所存在的问题，李志平和赵必荣提出了用加权温度、加权压缩系数计算气井井底压力的方法，并用最优化理论对权重进行了研究，得出了权重值。通过大量实测井资料的计算表明，不管是动气柱还是静气柱，此方法与Cullender & Smith方法计算结果具有同等精度，计算速度快于Cullender & Smith方法，这无疑将成倍提高试井解释速度。

李志平干气井井底压力计算模型的适用范围：本模型的算法均适合计算气井井底压力的动气柱和静气柱的计算方法;在应用此模型时，需要井底压力实测数据。

李志平干气井井底压力计算模型的优点：此模型改进的方法在权重=0.55、=0.41时，计算结果具有C-S方法同样的精确度;改进后的模型保持了平均温度平均压缩法计算简单的优点;李志平干气井井底压力计算模型的缺点：实测井底压力资料有限，资料的采集较为困难，只能通过有限的资料，利用C-S法求得井底压力，然后再利用此模型改进、，最终求得精确的井底压力。

2.未来发展方向

通过对Sukkar和Cownell法、Messer法、Cullender和Smith法、Aziz法、李志平和赵必荣法对比得出：（1）以上方法主要通过查数值积分表或图版来得到Z，虽然满足了一定的适用范围，但满足不了更高精度的计算要求，所以，需要对Z做更近一步的研究。（2）上述方法在处理参数T时，主要应用了平均温度或将井筒温度按井深进行线性处理，随着天然气开采向深井、超深井方向发展，这样处理井筒温度时，会造成很大的误差，因此，需要将井筒温度做更精确的研究。

3.参考文献

[1] Sukkar Y K，Cornell D.Direct Calculation of Bottom-Hole Pressures in Natural Gas Wells.Trans AI ME.1955.

[2] Cullender M H，Smith R V.Practical solution of gas-flow e-quations for wells and pipelines with large temperature gradients.Trans AIME，1956：281～287.

[3] Aziz K.Calculation of Bottom-Hole Pressure in Gas Wells. Journal of Petroleum Technology.1967.

[4] 趙必荣.平均温度平均压缩系数法计算气井井底压力的改进[J].西南石油学院

长庆油田分公司第六采气厂，陕西，西安，710000