气井生产过程中,水合物的形成妨碍天然气生产和集输工艺的正常运转,可能导致停产甚至引发严重的安全事故。为了防患于未然,必须根据气井资料,科学预测天然气在生产或集输工况下的形成条件和生成位置。预测水合物在井筒内的生成情况之前,必须获取井筒温度、压力分布数据。但一些井况较复杂的气井很难利用压力计或者温度计进行实测,常用的温度、压力模型一般只能用于稳态计算,因此本文广泛调研国内外温度、压力以及水合物预测模型的相关文献,从井筒物理模型和传热学基础理论出发,在已有瞬态模型的基础上,将相关模型参数视为变量,考虑管材导热系数和温度间的实际变化关系,建立了考虑井筒-地层复合介质总热阻与温度的耦合计算过程的瞬态温度模型,将其与井筒压力模型进行温度-压力耦合计算后衔接水合物预测模型,编写程序用于计算井筒的温度剖面、压力剖面、水合物生成条件以及水合物在井筒内的生成位置。对相关计算结果进行模型验证、敏感性分析等研究,结果表明:(1)温度、压力模型中的部分物性参数在不同温度或压力下变化幅度大,若视为定值将会产生较大误差。(2)通过对比验证发现,本文建立的温度-压力耦合模型在瞬态和稳态下的计算结果与商业软件计算结果吻合程度较高,与非温度-压力耦合模型或非总热阻-温度耦合模型计算结果相差较大。(3)水合物在气井生产初期即瞬态生产条件下生成几率较大,本文建立的瞬态温度-压力耦合模型在用于预测水合物生成情况时比常规稳态模型更贴合实际、准确性更高。(4)天然气组分通过影响水合物自身生成条件从而改变水合物在井筒中的生成情况,井身结构参数(油套管材料、油管尺寸)、生产参数(产气量、产水量等)、热物性参数(流体比热、水泥环导热系数等)则主要通过影响井筒温度、压力分布从而影响水合物在井筒内的生成情况。(5)可以通过产量控制、优选油套管、井下节流等方式预防水合物在井筒中的生成。