气井的开采技术一直是实施勘探与开发的关键性难题。在开采过程中,由于井身结构、地层传热等各种原因都可能会使井内温度、压力发生变化。开采过程中对井内温度、压力、流速、密度的掌握和控制,有利于进行气井生产系统动态分析和生产设施的优化设计。特别对于变截面气井来说,井筒压力、温度的预测与其产量是密切相关的。因此,对于变截面气井井筒动态的研究一直受到广泛的关注。通过对井筒压力分布的预测,可以提高井筒压力预测的精度。 由于开采过程中难以用实测方法对井内压力温度进行连续测量,因此,建立适当的数学模型就成为确定井筒内压力温度变化的主要途径。国内外已经有很多学者对此进行了研究,并得出了一些模型,而这些模型或多或少地在某些方面进行了简化,从而使其准确度和适用范围受到了限制,但这些为以后的计算传热学的进一步发展奠定了基础。 本文在分析研究现有的关于井筒内压力温度分布的数学模型的基础上,先运用公式直接求解法,即从基本方程和气体状态方程出发,导出描述气体稳定流动时其压力和温度分布的常微分方程组,采用四阶龙格—库塔法直接数值求解,还编制了相应的计算机程序,并采用混合编程技术对计算程序进行封装,同时结合实际测井数据对计算结果进行验证,得出了井筒内压力和温度分布曲线。再用控制容积积分法对井内的实际压力和温度进行二维计算,并对其结果进行了相应的分析处理,通过实验验证,为变截面气井的压力、温度的预测提供参考。