深层气井井口装置的整体优化设计
深层气井井口装置的整体优化设计
摘 要：通过采用最大关井压力、井口流温的计算模型，以指导分公司高温高压气井井口压力温度级别的选择；通过对深层气井井口装置压力、材质、规范等进行优选，以及“进口+国产”组合实现一次性连接，形成了深井井口装置整体优化设计技术。
关键词：最大关井压力 井口流温 计算模型
川西须家河气藏和河坝飞三气藏具有高温、高压、高产、高含CO2腐蚀气体的特性[1]，恶劣工况对井口装置的可靠性提出了更高要求，若井口装置与气井压力、流体性质不相适应，会导致井口失控或增加地面控制的风险。本文结合深井气藏特征，重点考虑井口压力、温度、材质等级别的选择，形成深井井口装置整体优化设计技术，在保障气井生产作业安全的同时，节约建井成本。
一、最大关井压力和井口流温计算
由于井口装置是在地层实测前安装上，最大关井压力和井口流温等预测参数是否准确，决定了井口装置在后期测试和生产中是否存在安全隐患。
1. 最大关井压力预测
（1）最大关井压力的计算模型
国内外对最高关井压力的预测主要是采用基于平均温度、平均偏差系数的计算模型，可以全面地考虑深度方向的温度分布和气体物性对气柱内压力分布的影响。
式中 ——井口压力，MPa ；——精确井底压力，MPa ；——天然气相对密度；H ——气层中部深度，m ；、——气柱平均温度（K ）、气柱平均偏差系数。
（2）计算方法
该计算模型采用井底压力推算出井口压力，从而对最大关井压力进行预测，为了提高计算精度，可将井筒气柱高度H 平均分为n 段逐段计算。对其中任意气体段均按相应流程进行计算，多次迭代到符合的精度。井筒温度考虑沿井深线性分布，逐步计算各井段的平均温度，将上一节点的值作为下一节点的值即可。基于以上模型和计算方法编制了井筒压力计算程序，通过对部分气井最大关井压力的预测值和实测值进行对比，表明程序计算结果与实际情况较为一致，可以指导分公司高温高压气井井口压力级别的选择。经现场验证，有效杜绝了部分深层气井由于井口装置承压不够，无法关井至稳定的现象。
2. 井口流温预测