一种基于井筒完整性良好环空带压的预测方法

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1.本发明涉及一种预测方法，特别涉及一种基于井筒完整性良好情况下由温度及油井泄压导致环空带压的预测方法。

背景技术：

2.环空带压是指井口处的环空压力经过卸压后又重新恢复到卸压前压力水平的现象，目前现场针对环空持续带压问题，主要采用当环空带压值达到设定安全值时即对环空压力进行释放的办法来保障井筒的安全，但是频繁的压力释放会使管柱和水泥环受到交变载荷的影响从而使管柱和水泥环可能发生疲劳破坏，造成井筒完整性失效。
3.精确预测计算环空带压，对高温高压气井井筒完整性的评估与控制具有指导意义，目前已有的环空压力计算模型只分析了在初期环空压力升高这一单一时间历程中的环空压力计算问题，在后续的泄压-升压这一反复压力变化过程中，由于每次泄压后环空流体的质量、组分等因素都会产生一定的变化，因此每次泄压后环空压力的变化趋势也是不同的，目前泄压升压这一反复过程中环空压力动态变化没有相应计算预测方法，无法对现场环空带压的防治提供相应指导。

技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于井筒完整性良好情况下由温度及油井泄压导致环空带压的预测方法，该预测方法能够为高温高压油气井套管柱设计及圈闭压力防治方案制定提供支持。
5.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于井筒完整性良好情况下由温度及油井泄压导致环空带压的预测方法，包括以下步骤；1)根据现场生产情况明确各个环空温度分布及变化值；2)初步明确环空流体初始pvt；3) 考虑相邻套管温度以及材料热物性变化求解环空套管体积随环空温压变化；4) 考虑流体热物性变化求解环空流体体积随环空温压变化；5)根据密闭环空中，流体与套管变化体积相等，建立环空压力升高预测模型；6)求解对应条件环空压力；7)确定上述状态下环空流体变化体积以及环空流体若未被限制升温变化体积；8)确定环空中流体所被限制的体积(泄压释放体积)；9)确定环空流体剩余体积(即初始体积)，进而求得每次泄压后因温度引起环空带压。
6.所述步骤3)中，考虑相邻套管温度以及材料热物性变化求解环空套管体积随环空温压变化，其过程如下：
7.①
测定不同温压下套管弹性模量与热胀系数，并进行实验统计拟合，确定不同温压下套管的套管弹性模量与热胀系数；
8.②
考虑相邻套管温度引起热应力变化对环空流体膨胀体积影响，推导内层套管由于热膨胀产生的径向位移方程，径向位移推导方程如下：
[0009][0010]
③
确定套管因压力变化而产生的位移，可参照如下公式：
[0011][0012]
④
确定不同温压下套管体积变化，可参照如下公式：
[0013]
δv1＝π[b
2-(b+u
b1-u
b2
)2]δx
[0014]
其中u
b1
为套管受热引起的位移，m；α为钢的热膨胀系数，1/℃；μ为钢的泊松比；r为油层套管体上任意一点到圆心的距离，m；a为内层套管内半径， m；δt1为内层套管内部温度变化量，1/℃；δt2为内层套管外部温度变化量， 1/℃；b为内层套管外半径，m；u
b2
为压力变化引起套管位移，m；δv1不同温压下套管体积变化量，m3；δx为悬空段套管长度微元；e为钢的弹性模量， mpa；δp为环空a压力变化量。
[0015]
所述步骤4)中，考虑流体热物性变化求解环空流体体积随环空温压变化，其过程如下：
[0016]
①
测定不同温压下环空流体密度变化，并进行实验参数拟合；
[0017]
②
对步骤
①
中拟合密度方程求导求得流体热胀系数和压缩系数随温压变化方程，推导方程如下：
[0018][0019][0020]
③
根据步骤
②
中所得方程可得环空流体体积随温度、压力变化方程，方程式如下：
[0021][0022][0023]
δt2＝δt
[0024]
④
根据步骤
③
所得方程可得环空流体(环空满液)体积总变化方程，方程式如下：
[0025]
δv4＝δv
2-δv3[0026]
其中a1为外层套管内径，m3；ρ为泥浆密度，kg/m3，αc为泥浆体膨胀系数， 1/℃；ec为泥浆体积弹性系数，mpa；δv2为环空流体体积受温度变化引起的变化量，m3；δv3为环空流体体积受压力变化引起的变化量，m3；δv4为环空流体体积总变化量，m3；
[0027]
⑤
若环空中液体未充满包含气体时，则环空流体总体积变化方程如下：
[0028]
δv4＝δv
2-δv
3-|δv5|
[0029][0030]
其中p
ni
环空气体的初始压力，mpa；vn环空气体的初始体积，m3；t环空气体的初始
温度，k；δp环空气体的压力增量，mpa；δv5环空气体的体积变化， m3；δt环空气体的温度变化量，k。
[0031]
所述步骤5)中，根据密闭环空中，流体与套管变化体积相等，建立环空压力升高预测模型，其过程如下：
[0032]
①
根据密闭容器中各个组分体积增长值之差为零，相应方程式如下：
[0033]
δv
1-δv4＝0
[0034]
δv1不同温压下套管体积变化量，m3；δv4环空流体不同温压下体积变化量。
[0035]
所述步骤6)中，求解对应条件环空压力，其过程如下：
[0036]
①
求解过程中采用了牛顿迭代法，因其二阶收敛，收敛速度快，求解更快。
[0037]
在所述步骤7)，确定泄压前状态下环空流体变化体积以及环空流体若未被限制升温变化体积，其过程如下：
[0038]
①
根据密闭容器的体积相容性原则可推导环空泄压前状态下环空流体(环空满液)变化体积方程式，方程式如下：
[0039]
δv
ki
＝πδx[((b+u
b1
)
2-(b+u
b1-u
b2
)2)]-πδx[(b+u
bl
)
2-b]
[0040]
②
若环空非满液含气时，根据密闭容器的体积相容性原则可推导环空泄压前状态下环空流体变化体积方程式，方程式如下：
[0041]
δv
ki
＝πδx[((b+u
b1
)
2-(b+u
b1-u
b2
)2)]-πδx[(b+u
b1
)
2-b]-δv5[0042]
③
根据饱和蒸气压测定方法可推导环空流体若未被限制升温变化体积方程式，方程式如下：
[0043]
δv
ni
＝αc×
δt
×vm(i-1)-k
×vm(i-1)
×
p
ni
[0044]vm0
＝v0[0045]
其中δv
ni
环空液体在第i次循环的环空温度下不限制体积下所能变化体积， m3；δv
ki
环空液体在第i次循环的环空温度下有环空限制下所变化的体积，m3； v
m(i-1)
为第i-1次泄压时环空中环空液体所剩余体积，m3；v0为环空体积，m3。
[0046]
所述步骤8)，确定环空中流体所被限制的体积(泄压释放体积)，其过程如下：
[0047]
①
根据密闭容器增压原理，可推导出环空中流体所被限制的体积方程式，方程式如下：
[0048]
δv
ji
＝δv
ni-δv
ki
[0049]
其中δv
ni
环空液体在第i次循环的环空温度下不限制体积下所能变化体积， m3；δv
ki
环空液体在第i次循环的环空温度下有环空限制下所变化的体积，m3；δv
ji
环空液体在第i次循环的环空温度下环空限制限制的体积(释放环空压力时所需要是放体积)，m3。
[0050]
所述步骤9)，确定环空流体剩余体积(即初始体积)，进而求得每次泄压后因温度引起环空带压，其过程如下：
[0051]
①
根据现场实际泄压要求以及步骤6)所求的泄压体积公式可得环空(泄压前满液)泄压后环空初始体积方程式，方程式如下：
[0052]vmi
＝v
m(i-1)-δv
j(i-1)
[0053]
②
根据现场实际泄压要求以及步骤6)所求的泄压体积公式可得环空(泄压前非满液含气)泄压后环空初始体积方程式，方程式如下：
[0054]vmi
＝v
m(i-1)-δv
j(i-1)
[0055]vni
＝v
n(i-1)
+δv
j(i-1)
[0056]
其中v
mi
为第i次泄压时环空中环空液体所剩余体积，m3；v
ni
为第i次泄压时环空中环空气体所剩余体积，m3；
[0057]
③
根据步骤
①
、步骤
②
环空初始体积，结合套管温度分布可求得此次泄压后环空压力值，最终依次循环1-9可求得油井整个生产过程的由温度和泄压引起环空带压的压力值。
[0058]
本发明采用以上技术方案，其具有如下优点：本发明通过在计算套管热膨胀时考虑套管两侧温度分布对套管热膨胀影响，是预测膨胀值更符合实际生产情况，同时在计算过程中考虑环空流体以及套管材料热物性随时间变化，其次饱和蒸气压测定方法的原理以及密闭容器增压原理推导出环空增压后泄压的释放体积体积公式，从而可求得环空压力与温度和泄压次数关系即温度引起环空带压值，该预测方法为高温高压油气井因温度引起环空带压防治提供相应的相应支持，同时也为高温高压油气井管柱安全设计提供相应参数支持。
附图说明
[0059]
图1是本发明的整体流程示意图
具体实施方式
[0060]
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[0061]
如图1所示，本发明提供了一种基于井筒完整性良好情况下由温度及油井泄压导致环空带压的预测方法，其包括以下步骤：
[0062]
1)根据现场生产情况明确各个环空温度分布及变化值
[0063]
高温高压油气井开采过程中，地层中流体由井管流向井口过程中其携带热量会传递到周围套管及套管环空中，并且随着开采深度、开采时间、以及产量的不同，相同位置环空温度也不同，因此可以通过相应数学模型，建立油井环空的模型，以便计算不同位置的环空温度分布以及不同工况下温度变化值。
[0064]
2)初步明确环空流体初始pvt
[0065]
根据高温高压地区油气井生产实际工况进一步明确环空流体的初始压力、温度、以及体积。
[0066]
3)考虑相邻套管温度以及材料热物性变化求解环空套管体积随环空温压变化
[0067]
环空套管升温膨胀过程中，套管材料的热膨胀系数和弹性模量随温度压力变化而变化，因此需对应材料相应不同温压下热膨胀系数和弹性模量变化进行统计，以便在计算过程中将相应温度压力下热膨胀系数和弹性模量放入相应方程式，同时在计算环空套管热膨胀时，应考虑套管内外两侧温差对套管热膨胀的影响；具体过程如下：
[0068]
①
测定不同温压下套管弹性模量与热胀系数，并进行实验统计拟合，确定不同温压下套管的套管弹性模量与热胀系数；
[0069]
②
考虑相邻套管温度引起热应力变化对环空流体膨胀体积影响，推导内层套管由于热膨胀产生的径向位移方程，径向位移推导方程如下：
[0070][0071]
③
确定套管因压力变化而产生的位移，可参照如下公式：
[0072][0073]
④
确定不同温压下套管体积变化，可参照如下公式：
[0074]
δv1＝π[b
2-(b+u
b1-u
b2
)2]δx
[0075]
其中u
b1
为套管受热引起的位移，m；α为钢的热膨胀系数，1/℃；μ为钢的泊松比；r为油层套管体上任意一点到圆心的距离，m；a为内层套管内半径， m；δt1为内层套管内部温度变化量，1/℃；δt2为内层套管外部温度变化量， 1/℃；b为内层套管外半径，m；u
b2
为压力变化引起套管位移，m；δv1不同温压下套管体积变化量，m3；δx为悬空段套管长度微元；e为钢的弹性模量， mpa；δp为环空a压力变化量。
[0076]
4)考虑流体热物性变化求解环空流体体积随环空温压变化
[0077]
环空流体升温膨胀过程中，套管流体的热膨胀系数和压缩系数随温度压力变化而变化，因此需对应流体相应不同温压下热膨胀系数和弹性模量变化数据进行统计拟合，以便在计算过程中将相应温度压力下热膨胀系数和压缩系数放入相应方程式；
[0078]
求解环空流体体积随环空温压变化具体过程如下：
[0079]
①
测定不同温压下环空流体密度变化，并进行实验参数拟合；
[0080]
②
对步骤
①
中拟合密度方程求导求得流体热胀系数和压缩系数随温压变化方程，推导方程如下：
[0081][0082][0083]
③
根据步骤
②
中所得方程可得环空流体体积随温度、压力变化方程，方程式如下：
[0084]
δv2＝αcπ(a
12-b2)δtδx
[0085][0086]
δt2＝δt
[0087]
④
根据步骤
③
所得方程可得环空流体(环空满液)体积总变化方程，方程式如下：
[0088]
δv4＝δv
2-δv3[0089]
其中a1为外层套管内径，m3；ρ为泥浆密度，kg/m3，αc为泥浆体膨胀系数， 1/℃；ec为泥浆体积弹性系数，mpa；δv2为环空流体体积受温度变化引起的变化量，m3；δv3为环空流体体积受压力变化引起的变化量，m3；δv4为环空流体体积总变化量，m3；
[0090]
⑤
若环空中液体未充满包含气体时，则环空流体总体积变化方程如下：
[0091]
δv4＝δv
2-δv
3-|δv5|
[0092][0093]
其中p
ni
环空气体的初始压力，mpa；vn环空气体的初始体积，m3；t环空气体的初始温度，k；δp环空气体的压力增量，mpa；δv5环空气体的体积变化， m3；δt环空气体的温度变化量，k。
[0094]
5)根据密闭环空中，流体与套管变化体积相等，建立环空压力升高预测模型
[0095]
建立环空压力升高预测模型过程如下：
[0096]
①
根据密闭容器中各个组分体积增长值之差为零，相应方程式如下：
[0097]
δv
1-δv4＝0
[0098]
δv1不同温压下套管体积变化量，m3；δv4环空流体不同温压下体积变化量。
[0099]
6)求解对应条件环空压力
[0100]
求解对应条件环空压力过程如下
[0101]
①
求解过程中采用了牛顿迭代法，迭代误差采用0.000001，因其二阶收敛，收敛速度快，求解更快。
[0102]
7)确定泄压前状态下环空流体变化体积以及环空流体若未被限制升温变化体积
[0103]
泄压前状态下环空流体变化体积以及环空流体若未被限制升温变化体积求解过程如下：
[0104]
①
根据密闭容器的体积相容性原则可推导环空泄压前状态下环空流体(环空满液)变化体积方程式，方程式如下：
[0105]
δv
ki
＝πδx[((b+u
b1
)
2-(b+u
b1-u
b2
)2)]-πδx[(b+u
b1
)
2-b]
[0106]
②
若环空非满液含气时，根据密闭容器的体积相容性原则可推导环空泄压前状态下环空流体变化体积方程式，方程式如下：
[0107]
δv
ki
＝πδx[((b+u
b1
)
2-(b+u
b1-u
b2
)2)]-πδx[(b+u
b1
)
2-b]-δv5[0108]
③
根据饱和蒸气压测定方法可推导环空流体若未被限制升温变化体积方程式，方程式如下：
[0109]
δv
ni
＝αc×
δt
×vm(i-1)-k
×vm(i-1)
×
p
ni
[0110]vm0
＝v0[0111]
其中δv
ni
环空液体在第i次循环的环空温度下不限制体积下所能变化体积， m3；δv
ki
环空液体在第i次循环的环空温度下有环空限制下所变化的体积，m3； v
m(i-1)
为第i-1次泄压时环空中环空液体所剩余体积，m3；v0为环空体积，m3。
[0112]
8)确定环空中流体所被限制的体积(泄压释放体积)
[0113]
确定环空中流体所被限制的体积(泄压释放体积)求解过程如下：
[0114]
①
根据密闭容器增压原理，可推导出环空中流体所被限制的体积方程式，方程式如下：
[0115]
δv
ji
＝δv
ni-δv
ki
[0116]
其中δv
ni
环空液体在第i次循环的环空温度下不限制体积下所能变化体积， m3；δv
ki
环空液体在第i次循环的环空温度下有环空限制下所变化的体积，m3；δv
ji
环空液体在第i次循环的环空温度下环空限制限制的体积(释放环空压力时所需要是放体积)，m3。
[0117]
9)确定环空流体剩余体积(即初始体积)，进而求得每次泄压后因温度引起环空带
压
[0118]
求解环空流体剩余体积如下：
[0119]
①
根据现场实际泄压要求以及步骤6)所求的泄压体积公式可得环空(泄压前满液)泄压后环空初始体积方程式，方程式如下：
[0120]vmi
＝v
m(i-1)-δv
j(i-1)
[0121]
②
根据现场实际泄压要求以及步骤6)所求的泄压体积公式可得环空(泄压前非满液含气)泄压后环空初始体积方程式，方程式如下：
[0122]vmi
＝v
m(i-1)-δv
j(i-1)
[0123]vni
＝v
n(i-1)
+δv
j(i-1)
[0124]
其中v
mi
为第i次泄压时环空中环空液体所剩余体积，m3；v
ni
为第i次泄压时环空中环空气体所剩余体积，m3；
[0125]
③
根据步骤
①
、步骤
②
环空初始体积，结合套管温度分布可求得此次泄压后环空压力值，最终依次循环1-9可求得油井整个生产过程的由温度和泄压引起环空带压的压力值。
[0126]
本发明在具体实施过程中，将步骤3)中求解套管体积变形量，步骤4)中求解环空流体体积变形量，分别代入步骤5)；同时对步骤5)各个参数进行合并同类项提取环空压力变化量δp，采用牛顿迭代法，迭代误差选取0.000001，初始值选取1mpa，如上便可求解出井筒单次升压后环空压力高精度值；同时再将步骤6)求解结果代入步骤7)、步骤8)便可计算出确定环空中流体所被限制的体积，再将步骤8)结果代入步骤9)便可求解出环空泄压后环空流体体积，再通过井筒温度传递模型求解井筒温度变化，以及井筒初始压力便可进入下一次循环求解泄压后环空压力值。
[0127]
以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：

1.一种基于井筒完整性良好环空带压的预测方法，其特征在于，包括：1)根据现场生产情况明确各个环空温度分布及变化值；2)初步明确环空流体初始pvt；3)考虑相邻套管温度以及材料热物性变化求解环空套管体积随环空温压变化；4)考虑流体热物性变化求解环空流体体积随环空温压变化；5)根据密闭环空中，流体与套管变化体积相等，建立环空压力升高预测模型；6)求解对应条件环空压力；7)确定上述状态下环空流体变化体积以及环空流体若未被限制升温变化体积；8)确定环空中流体所被限制的体积(泄压释放体积)；9)确定环空流体剩余体积(即初始体积)，进而求得每次泄压后因温度引起环空带压。2.如权利要求1所述的一种基于井筒完整性良好环空带压的预测方法，其特征在于：在所述步骤3)中，考虑相邻套管温度以及材料热物性变化求解环空套管体积随环空温压变化，其过程包括：
①
测定不同温压下套管弹性模量与热胀系数，并进行实验统计拟合，确定不同温压下套管的套管弹性模量与热胀系数；
②
考虑相邻套管温度引起热应力变化对环空流体膨胀体积影响，推导内层套管由于热膨胀产生的径向位移方程，径向位移推导方程如下：
③
确定套管因压力变化而产生的位移，可参照如下公式：
④
确定不同温压下套管体积变化，可参照如下公式：δv1＝π[b
2-(b+u
b1-u
b2
)2]δx其中u
b1
为套管受热引起的位移，m；α为钢的热膨胀系数，1/℃；μ为钢的泊松比；r为油层套管体上任意一点到圆心的距离，m；a为内层套管内半径，m；δt1为内层套管内部温度变化量，1/℃；δt2为内层套管外部温度变化量，1/℃；b为内层套管外半径，m；u
b2
为压力变化引起套管位移，m；δv1不同温压下套管体积变化量，m3；δx为悬空段套管长度微元；e为钢的弹性模量，mpa；δp为环空a压力变化量。3.如权利要求1所述的一种基于井筒完整性良好环空带压的预测方法，其特征在于：在所述步骤4)中，考虑流体热物性变化求解环空流体体积随环空温压变化，其过程包括：
①
测定不同温压下环空流体密度变化，并进行实验参数拟合；
②
对步骤
①
中拟合密度方程求导求得流体热胀系数和压缩系数随温压变化方程，推导方程如下：方程如下：
③
根据步骤
②
中所得方程可得环空流体体积随温度、压力变化方程，方程式如下：
δt2＝δt
④
根据步骤
③
所得方程可得环空流体(环空满液)体积总变化方程，方程式如下：δv4＝δv
2-δv3其中a1为外层套管内径，m3；ρ为泥浆密度，kg/m3，α
c
为泥浆体膨胀系数，1/℃；e
c
为泥浆体积弹性系数，mpa；δv2为环空流体体积受温度变化引起的变化量，m3；δv3为环空流体体积受压力变化引起的变化量，m3；δv4为环空流体体积总变化量，m3；
⑤
若环空中液体未充满包含气体时，则环空流体总体积变化方程如下：δv4＝δv
2-δv
3-|δv5|其中p
ni
环空气体的初始压力，mpa；v
n
环空气体的初始体积，m3；t环空气体的初始温度，k；δp环空气体的压力增量，mpa；δv5环空气体的体积变化，m3；δt环空气体的温度变化量，k。4.如权利要求1所述的一种基于井筒完整性良好环空带压的预测方法，其特征在于：在所述步骤5)中，根据密闭环空中，流体与套管变化体积相等，建立环空压力升高预测模型，其过程包括：
①
根据密闭容器中各个组分体积增长值之差为零，相应方程式如下：δv
1-δv4＝0δv1不同温压下套管体积变化量，m3；δv4环空流体不同温压下体积变化量。5.如权利要求1所述的一种基于井筒完整性良好环空带压的预测方法，其特征在于：在所述步骤6)中，求解对应条件环空压力，其过程包括：
①
求解过程中采用了牛顿迭代法，因其二阶收敛，收敛速度快，求解更快。6.如权利要求1所述的一种基于井筒完整性良好环空带压的预测方法，其特征在于：在所述步骤7)，确定泄压前状态下环空流体变化体积以及环空流体若未被限制升温变化体积，其过程包括：
①
根据密闭容器的体积相容性原则可推导环空泄压前状态下环空流体(环空满液)变化体积方程式，方程式如下：δv
ki
＝πδx[((b+u
b1
)
2-(b+u
b1-u
b2
)2)]-πδx[(b+u
b1
)
2-b]
②
若环空非满液含气时，根据密闭容器的体积相容性原则可推导环空泄压前状态下环空流体变化体积方程式，方程式如下：δv
ki
＝πδx[((b+u
b1
)
2-(b+u
b1-u
b2
)2)]-πδx[(b+u
b1
)
2-b]-δv5③
根据饱和蒸气压测定方法可推导环空流体若未被限制升温变化体积方程式，方程式如下：δv
ni
＝α
c
×
δt
×vm(i-1)-k
×vm(i-1)
×
p
nivm0
＝v0其中δv
ni
环空液体在第i次循环的环空温度下不限制体积下所能变化体积，m3；δv
ki
环
空液体在第i次循环的环空温度下有环空限制下所变化的体积，m3；v
m(i-1)
为第i-1次泄压时环空中环空液体所剩余体积，m3；v0为环空体积，m3。7.如权利要求1所述的一种基于井筒完整性良好环空带压的预测方法，其特征在于：在所述步骤8)，确定环空中流体所被限制的体积(泄压释放体积)，其过程包括：
①
根据密闭容器增压原理，可推导出环空中流体所被限制的体积方程式，方程式如下：δv
ji
＝δv
ni-δv
ki
其中δv
ni
环空液体在第i次循环的环空温度下不限制体积下所能变化体积，m3；δv
ki
环空液体在第i次循环的环空温度下有环空限制下所变化的体积，m3；δv
ji
环空液体在第i次循环的环空温度下环空限制限制的体积(释放环空压力时所需要是放体积)，m3。8.如权利要求1所述的一种基于井筒完整性良好环空带压的预测方法，其特征在于：在所述步骤9)，确定环空流体剩余体积(即初始体积)，进而求得每次泄压后因温度引起环空带压，其过程包括：
①
根据现场实际泄压要求以及权利要求6所求的泄压体积公式可得环空(泄压前满液)泄压后环空初始体积方程式，方程式如下：v
mi
＝v
m(i-1)-δv
j(i-1)
②
根据现场实际泄压要求以及权利要求6所求的泄压体积公式可得环空(泄压前非满液含气)泄压后环空初始体积方程式，方程式如下：v
mi
＝v
m(i-1)-δv
j(i-1)vni
＝v
n(i-1)
+δv
j(i-1)
其中v
mi
为第i次泄压时环空中环空液体所剩余体积，m3；δv
j(i-1)
环空液体在第i-1次循环的环空温度下环空限制限制的体积(释放环空压力时所需要是放体积)，m3；v
ni
为第i次泄压时环空中环空气体所剩余体积，m3；
③
根据步骤
①
、步骤
②
环空初始体积，结合套管温度分布可求得此次泄压后环空压力值，最终依次循环1-9可求得油井整个生产过程的由温度和泄压引起环空带压的压力值。

技术总结

本发明提供了一种基于井筒完整性良好情况下由温度及油井泄压导致环空带压的预测方法；该方法包括以下步骤：1)根据现场生产情况明确各个环空温度分布及变化值；2)初步明确环空流体初始PVT；3)考虑相邻套管温度以及材料热物性变化求解环空套管体积随环空温压变化；4)考虑流体热物性变化求解环空流体体积随环空温压变化；5)根据密闭环空中，流体与套管变化体积相等，建立环空压力升高预测模型；6)求解对应条件环空压力；7)确定上述状态下环空流体变化体积以及环空流体若未被限制升温变化体积；8)确定环空中流体所被限制的体积(泄压释放体积)；9)确定环空流体剩余体积(即初始体积)，进而求得每次泄压后因温度引起环空带压。进而求得每次泄压后因温度引起环空带压。进而求得每次泄压后因温度引起环空带压。