氣井井底壓力

簡介

在氣井生產系統分析中，氣層壓力和井底流壓是十分重要的數據。取得這些數據的途徑，一是下入井下壓力計實測；二是通過井口壓力計算。

對於一些高壓氣井，有時很難進行下壓力計的操作。關井下壓力計，井口壓力高，防噴管上的密封容易刺壞;生產時氣量太大，壓力計下不下去，甚至造成多種事故。鑒於這些情況，除井下積液非下壓力計實測外，乾氣井一般都是根據井口測壓計算氣層壓力和井底壓力。

計算氣井井底壓力分靜止氣柱和流動氣柱兩種計算方法。

氣井關井時，油管和環形空間內的氣柱都不流動。井口壓力穩定後，錄取井口最大關井壓力，按靜止氣柱公式計算氣層壓力。

氣井生產時，計算井底壓力的方法視氣井生產情況而定。一般而言，只要存在靜止氣柱和油管、套管之間沒有封隔器封隔，儘可能用靜止氣柱公式計算井底壓力，這是一條應該遵循的原則。

例如，如果油管採氣、套管閘門關閉，油管與環形空間連通。通常，這種情況錄取井口套管壓力，仍按靜止氣柱計算井底流動壓力;反之，環形空間採氣而油管生產閘門關閉，油管與環形空間連通，錄取井口油管壓力後仍按靜止氣柱計算井底流動壓力。

如果油管和環形空間同時採氣或者井下有封隔器，這種情況下氣井採氣時找不到靜止氣柱，只能錄取井口流動壓力，按流動氣柱公式計算井底流動壓力。

氣體從井底沿油管流到井口具有以下特點:

（1）從管鞋到井口沒有功的輸出，也沒有功的輸入，即dw=0;

（2）對於氣體流動，動能損失相對於總的能量損失可以忽略不計，即vdv=0;討論垂直管流，θ=90°，sinθ=1，dL=dh。

根據以上特點可以得出氣體穩定流動能量方程式：

式中

p——壓力，MPa;

h——垂向油管長度，m。

對上式分離變數積分可得：

已知井口條件下的諸參數，要計算井底壓力，這實質上就是要對上式進行積分。從式中可以看到，方程左端的積分號有P，T和Z，直接積分是困難的。多少年來為求解這一積分，不少學者提出各自的假設力圖簡化求解，從而發表了許多計算井底壓力的方法。

對於靜止氣柱q_sc=0，上述公式可以進一步化簡為

採用Cullender-smith方法計算出平均溫度、平均偏差係數後，通過運算即可得到靜止氣柱井底壓力。

對於流動氣柱，穩定流動能量方程式可寫為：

同樣採用Cullender-smith方法計算出平均溫度、平均偏差係數後，通過運算即可得到流動氣柱井底壓力。由於解題步驟同靜止氣柱(qsc=0)。顯然，也可用於流動氣柱(qsc≠0)的井底壓力計算。所以可以將Cullender-smith方法合編成一個程式。

一般來說Cullender-smith方法步驟簡單、結果較精確，並特別適合用於地溫梯度變化大，井底壓力高於68.95MPa的高壓氣井。