CN111502638B - 最大环空带压的确定方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种最大环空带压的确定方法、装置及存储介质，属于油田开发领域。所述方法包括：获取气井的地层温度、水泥环渗透率、水泥环深度、水泥环界面压力、环空截面积和井口气室体积。根据所述气井的所述地层温度、所述水泥环渗透率、所述水泥环深度、所述水泥环界面压力、所述环空截面积和所述井口气室体积，确定与多个气窜时间一一对应的多个环空带压。根据所述多个环空带压，确定所述气井的最大环空带压。通过本申请提供的最大环空带压的确定方法，可以为气井的安全生产提供重要的依据。

Description

最大环空带压的确定方法、装置及存储介质

技术领域

本申请涉及油田开发领域，特别涉及一种最大环空带压的确定方法、装置及存储介质。

背景技术

气井中通常会设置有一个生产套管以及位于生产套管外侧的技术套管，且通常通过水泥环将生产套管与技术套管固定在气井中。对于高温高压气井来说，生产过程中气体可能会通过水泥环进入到生产套管与技术套管之间的气井环空中，进而使气井环空具有一定的压力，这个压力可以称为环空带压。由于气井内的环空带压随着时间的延长而增大，因此，当气井内的最大环空带压超过最大允许环空带压时，可能会导致井喷失控，进而威胁气井的安全生产，因而，亟需一种确定气井环空内的最大环空带压的方法，为气井的安全生产提供重要依据。

发明内容

本申请提供了一种最大环空带压的确定方法、装置及存储介质，可以为气井的安全生产提供重要依据。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种最大环空带压的确定方法，所述方法包括：

获取气井的地层温度、水泥环渗透率、水泥环深度、水泥环界面压力、环空截面积和井口气室体积；

根据所述气井的所述地层温度、所述水泥环渗透率、所述水泥环深度、所述水泥环界面压力、所述环空截面积和所述井口气室体积，确定与多个气窜时间一一对应的多个环空带压；

根据所述多个环空带压，确定所述气井的最大环空带压。

可选地，所述获取气井的水泥环界面压力，包括：

获取水泥浆密度；

根据所述水泥浆密度、所述水泥环深度以及重力加速度，确定所述气井的水泥环界面压力。

可选地，所述获取气井的环空截面积，包括：

获取所述气井内的技术套管的横截面积和生产套管的横截面积；

根据所述技术套管的横截面积和所述生产套管的横截面积，确定所述气井的环空截面积。

可选地，所述根据所述多个环空带压，确定所述气井的最大环空带压，包括：

将所述多个环空带压中的最大环空带压确定为所述气井的最大环空带压。

可选地，所述根据所述多个环空带压，确定所述气井的最大环空带压，包括：

将所述多个环空带压划分为第一类环空带压和第二类环空带压，所述第一类环空带压中对应相邻两个气窜时间的环空带压之间的差值小于参考压力，所述第二类环空带压是指所述多个环空带压中除所述第一类环空带压之外的环空带压；

将所述第一类环空带压中的任一环空带压确定为所述气井的最大环空带压。

可选地，所述方法还包括：

获取所述气井内的生产套管的强度、技术套管的强度、表层套管的强度以及套管头的强度；

根据所述生产套管的强度、所述技术套管的强度、所述表层套管的强度以及所述套管头的强度，确定所述生产套管的承压强度、所述技术套管的承压强度、所述表层套管的承压强度以及所述套管头的承压强度；

根据所述生产套管的承压强度、所述技术套管的承压强度、所述表层套管的承压强度以及所述套管头的承压强度，确定所述气井的最大允许环空带压；

根据所述气井的最大允许环空带压以及所述气井的最大环空带压，确定所述气井的环空带压安全系数。

另一方面，提供了一种最大环空带压的确定装置，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取气井的地层温度、水泥环渗透率、水泥环深度、水泥环界面压力、环空截面积和井口气室体积；

第一确定模块，用于根据所述气井的所述地层温度、所述水泥环渗透率、所述水泥环深度、所述水泥环界面压力、所述环空截面积和所述井口气室体积，确定与多个气窜时间一一对应的多个环空带压；

第二确定模块，用于根据所述多个环空带压，确定所述气井的最大环空带压。

可选地，所述第一获取模块包括：

第一获取单元，用于获取水泥浆密度；

第一确定单元，用于根据所述水泥浆密度、所述水泥环深度以及重力加速度，确定所述气井的水泥环界面压力。

可选地，所述第一获取模块还包括：

第二获取单元，用于获取所述气井内的技术套管的横截面积和生产套管的横截面积；

第二确定单元，用于根据所述技术套管的横截面积和所述生产套管的横截面积，确定所述气井的环空截面积。

可选地，所述第二确定模块包括：

第三确定单元，用于将所述多个环空带压中的最大环空带压确定为所述气井的最大环空带压。

可选地，所述第二确定模块还包括：

划分单元，用于将所述多个环空带压划分为第一类环空带压和第二类环空带压，所述第一类环空带压中对应相邻两个气窜时间的环空带压之间的差值小于参考压力，所述第二类环空带压是指所述多个环空带压中除所述第一类环空带压之外的环空带压；

第四确定单元，用于将所述第一类环空带压中的任一环空带压确定为所述气井的最大环空带压。

可选地，所述装置还包括：

第二获取模块，用于获取所述气井内的生产套管的强度、技术套管的强度、表层套管的强度以及套管头的强度；

第三确定模块，用于根据所述生产套管的强度、所述技术套管的强度、所述表层套管的强度以及所述套管头的强度，确定所述生产套管的承压强度、所述技术套管的承压强度、所述表层套管的承压强度以及所述套管头的承压强度；

第四确定模块，用于根据所述生产套管的承压强度、所述技术套管的承压强度、所述表层套管的承压强度以及所述套管头的承压强度，确定所述气井的最大允许环空带压；

第五确定模块，用于根据所述气井的最大允许环空带压以及所述气井的最大环空带压，确定所述气井的环空带压安全系数。

另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述提供的最大环空带压的确定方法中的任一步骤。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少可以包括：

由于首先会获取气井的地层温度、水泥环渗透率、水泥环深度、水泥环界面压力、环空截面积和井口气室体积，也即是，获取了该气井的基础参数。然后，根据气井的基础参数，确定与多个气窜时间一一对应的多个环空带压，也即是，根据气井基础参数和多个气窜时间，通过理论计算，得到多个环空带压。最后，根据多个环空带压，将多个环空带压中最大的环空带压确定为最大环空带压。因此，就可以通过气井内的最大环空带压来判断气井是否安全，为气井的安全生产提供重要依据。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的第一种最大环空带压的确定方法的流程图；

图2是本申请实施例提供的第二种最大环空带压的确定方法的流程图；

图3是本申请实施例提供的一种气井的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种环空带压-时间关系图；

图5是本申请实施例提供的第一种最大环空带压的确定装置的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的第二种最大环空带压的确定装置的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的第三种最大环空带压的确定装置的结构示意图。

附图标记：

1：生产套管；2：技术套管；3：水泥环。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

在对本申请实施例进行详细的解释说明之前，先对本申请实施例中涉及到的应用场景进行解释说明。

对于高温高压气井来说，生产过程中气体可能会通过水泥环进入到生产套管与技术套管之间的气井环空中，进而使气井环空具有环空带压。当气井内的最大环空带压超过最大允许环空带压时，可能会导致井喷失控，进而威胁气井的安全生产，基于上述场景，本申请实施例提供了一种最大环空带压的确定方法，来为气井的安全生产提供重要依据。

图1是本申请实施例提供的一种最大环空带压的确定方法，该方法应用于最大环空带压的确定装置中，该最大环空带压的确定装置可以集成于终端中。参见图1，该方法包括：

步骤101：获取气井的地层温度、水泥环渗透率、水泥环深度、水泥环界面压力、环空截面积和井口气室体积。

步骤102：根据气井的地层温度、水泥环渗透率、水泥环深度、水泥环界面压力、环空截面积和井口气室体积，确定与多个气窜时间一一对应的多个环空带压。

步骤103：根据多个环空带压，确定气井的最大环空带压。

由于首先会获取气井的地层温度、水泥环渗透率、水泥环深度、水泥环界面压力、环空截面积和井口气室体积，也即是，获取了该气井的基础参数。然后，根据气井的基础参数，确定与多个气窜时间一一对应的多个环空带压，也即是，根据气井基础参数和多个气窜时间，通过理论计算，得到多个环空带压。最后，根据多个环空带压，将多个环空带压中最大的环空带压确定为最大环空带压。因此，就可以通过气井内的最大环空带压来判断气井是否安全，为气井的安全生产提供重要依据。

可选地，获取气井的水泥环界面压力，包括：

获取水泥浆密度；

根据水泥浆密度、水泥环深度以及重力加速度，确定气井的水泥环界面压力。

可选地，获取气井的环空截面积，包括：

获取气井内的技术套管的横截面积和生产套管的横截面积；

根据技术套管的横截面积和生产套管的横截面积，确定气井的环空截面积。

可选地，根据多个环空带压，确定气井的最大环空带压，包括：

将多个环空带压中的最大环空带压确定为气井的最大环空带压。

可选地，根据多个环空带压，确定气井的最大环空带压，包括：

将多个环空带压划分为第一类环空带压和第二类环空带压，第一类环空带压中对应相邻两个气窜时间的环空带压之间的差值小于参考压力，第二类环空带压是指多个环空带压中除第一类环空带压之外的环空带压；

将第一类环空带压中的任一环空带压确定为气井的最大环空带压。

可选地，该方法还包括：

获取气井内的生产套管的强度、技术套管的强度、表层套管的强度以及套管头的强度；

根据生产套管的强度、技术套管的强度、表层套管的强度以及套管头的强度，确定生产套管的承压强度、技术套管的承压强度、表层套管的承压强度以及套管头的承压强度；

根据生产套管的承压强度、技术套管的承压强度、表层套管的承压强度以及套管头的承压强度，确定气井的最大允许环空带压；

根据气井的最大允许环空带压以及气井的最大环空带压，确定气井的环空带压安全系数。

上述所有可选技术方案，均可按照任意结合形成本申请的可选实施例，本申请实施例对此不再一一赘述。

图2是本申请实施例提供的一种最大环空带压的确定方法，该方法应用于最大环空带压的确定装置中，该最大环空带压的确定装置可以集成于终端中。参见图2，该方法包括：

步骤201：获取气井的地层温度、水泥环渗透率、水泥环深度、水泥环界面压力、环空截面积和井口气室体积。

其中，获取气井的水泥环界面压力的操作可以为：获取水泥浆密度，根据水泥浆密度、水泥环深度以及重力加速度，确定气井的水泥环界面压力。

在一些实施例中，用户可以在终端上输入水泥浆密度、水泥环深度以及重力加速度，相应地，终端可以接收用户输入的水泥浆密度、水泥环深度以及重力加速度，之后，可以通过下述第一公式，确定气井的水泥环界面压力。

第一公式：

其中，p_c是指水泥环界面压力，MPa；ρ_c是指水泥浆密度，kg/m³；L是指水泥环深度，m；g是指重力加速度，N/kg。

示例性地，假设水泥浆密度为1800kg/m³，水泥环深度为1700m，g为9.8N/kg，那么按照第一公式可知：

也即是，水泥环界面压力约为30MPa。

在另一些实施例中，根据水泥浆密度、水泥环深度以及重力加速度，还可以通过下述第二公式，确定气井的水泥环界面压力。

第二公式：

其中，p_c是指水泥环界面压力，MPa；ρ_c是指水泥浆密度，kg/m³；L是指水泥环深度，m；g是指重力加速度，N/kg。

示例性地，假设水泥浆密度为1800kg/m³，水泥环深度为1700m，g为9.8N/kg，那么按照第二公式可知：

也即是，水泥环界面压力约为27MPa。

值得注意的是，上述第一公式和第二公式只是确定气井的水泥环界面压力的两种可能的公式，当然，根据水泥浆密度、水泥环深度以及重力加速度，确定气井的水泥环界面压力还可以通过其他可能的公式来实现，比如对上述第一方式和第二公式进行其他的变形，本申请实施例对此不再一一赘述。

另外，获取气井的环空截面积的操作可以为：获取气井内的技术套管的横截面积和生产套管的横截面积，然后根据技术套管的横截面积和生产套管的横截面积，确定气井的环空截面积。

在一些实施例中，可以通过下述第三公式，来确定技术套管的横截面积。

第三公式：S_t＝πr_t ²

其中，S_t是指技术套管的横截面积，cm²；r_t是指套管的半径，cm。

示例性地，假设套管的半径为110cm，那么按照第三公式可知：

S_t＝πr_t ²＝3.14×110²＝37994(cm²)

也即是，技术套管的横截面积为37994cm²。

同理，可以通过下述第四公式，来确定生产套管的横截面积。

第四公式：S_s＝πr_s ²

其中，S_s是指生产套管的横截面积，cm²；r_s是指生产套管的半径，cm。

示例性地，假设生产套管的半径为63.5cm，那么按照第四公式可知：

S_s＝πr_s ²＝3.14×63.5²≈12661(cm²)

也即是，生产套管的横截面积约为12661cm²。

之后，根据技术套管的横截面积和生产套管的横截面积，可以通过下述第五方式，确定气井的环空截面积。

第五公式：A_a＝S_t-S_s

其中，A_a是指环空截面积，dm²；S_t是指技术套管的横截面积，cm²；S_s是指生产套管的横截面积，cm²。

示例性地，假设技术套管的横截面积为37994cm²，生产套管的横截面积为12661cm²，那么按照第五公式可知：

A_a＝S_t-S_s＝37994-12661≈253(dm²)

也即是，环空截面积为253dm²。

需要说明的是，参见图3，生产套管1固定在气井中，技术套管2套在生产套管1的外壁上，技术套管2的内壁和生产套管1的外壁之间形成环形空间，水泥环3位于生产套管1与技术套管2之间的环形空间中。

步骤202：根据气井的地层温度、水泥环渗透率、水泥环深度、水泥环界面压力、环空截面积和井口气室体积，确定与多个气窜时间一一对应的多个环空带压。

其中，终端可以接收用户输入的地层温度、水泥环渗透率、水泥环深度、井口气室体积以及第一气窜时间，之后，在一些实施例中，终端可以根据地层温度、水泥环渗透率、水泥环深度、井口气室体积、第一气窜时间以及在步骤201中确定的水泥环界面压力和环空截面积，可以通过下述第六公式，确定第一气窜时间对应的第一环空带压，其中，第一气窜时间为多个气窜时间中的任一气窜时间。

第六公式：

其中，p_h是指第一环空带压，MPa；K_c是指水泥环渗透率，mD；A_a是指环空截面积，dm²；R是指气体常数，J(mol·K)；p_c是指水泥环界面压力，MPa；T_d是指地层温度，K；t_d是指第一气窜时间，s；μ是指气体粘度，mPa·s；L是指水泥环深度，m；V_e是指井口气室体积，m³。

示例性地，假设水泥环渗透率为0.9mD，环空截面积为253dm²，气体常数为8.314J(mol·K)，水泥环界面压力为30MPa，地层温度为425K，气体粘度为0.1mPa·s，水泥环深度为1700m，井口气室体积为25dm³，那么按照第六公式可知：

当第一气窜时间为1000h时，根据上述第六公式可知，第一气窜时间对应的第一环空带压为：

也即是，当第一气窜时间为1000h时，其对应的第一环空带压约为2.9MPa。

在另一些实施例中，终端可以根据地层温度、水泥环渗透率、水泥环深度、井口气室体积、第一气窜时间以及在步骤201中确定的水泥环界面压力和环空截面积，还可以通过下述第七公式，确定第一气窜时间对应的第一环空带压。

第七公式：

其中，p_h是指第一环空带压，MPa；K_c是指水泥环渗透率，mD；A_a是指环空截面积，dm²；R是指气体常数，J(mol·K)；p_c是指水泥环界面压力，MPa；T_d是指地层温度，K；t_d是指第一气窜时间，s；μ是指气体粘度，mPa·s；L是指水泥环深度，m；V_e是指井口气室体积，m³。

示例性地，假设水泥环渗透率为0.9mD，环空截面积为253dm²，气体常数为8.314J(mol·K)，水泥环界面压力为30MPa，地层温度为425K，气体粘度为0.1mPa·s，水泥环深度为1700m，井口气室体积为25dm³，那么按照第七公式可知：

也即是，当第一气窜时间为1000h时，其对应的第一环空带压约为3.19MPa。

值得注意的是，上述第六公式和第七公式只是确定第一气窜时间对应的第一环空带压的两种可能的公式，当然，根据地层温度、水泥环渗透率、水泥环深度、井口气室体积、第一气窜时间以及在步骤201中确定的水泥环界面压力和环空截面积，确定第一气窜时间对应的第一环空带压还可以通过其他可能的公式来实现，比如对上述第六方式和第七公式进行其他的变形，本申请实施例对此不再一一赘述。

另外，由于上述第一气窜时间为多个气窜时间中的任一气窜时间，第一气窜时间对应第一环空带压，因此，确定多个气窜时间对应的多个环空带压的方式和确定第一气窜时间对应的第一环空带压的方式类似，本申请实施例对此也不再一一赘述。

步骤203：根据多个环空带压，确定气井的最大环空带压。

根据多个环空带压，确定气井的最大环空带压，可以通过以下两种方式实现：

第一种可能的实现方式中，将多个环空带压中的最大环空带压确定为气井的最大环空带压。

由于一个气窜时间对应一个环空带压，且气窜时间与环空带压之间呈线性变化，且环空带压增大到一定值之后便不会再增大，因此，当通过多个气窜时间确定对应的多个环空带压之后，可以从多个环空带压中选择一个最大环空带压，将选择的环空带压确定为气井的最大环空带压。示例性地，气窜时间与环空带压之间的关系如图4所示，当气窜时间的取值发生变化时，其对应的环空带压也随着气窜时间的变化而变化，当气窜时间的取值为10000h时，其对应的环空带压为29MPa，而当气窜时间的取值继续增大时，其对应的环空带压便没有随着气窜时间的增大而显著增大，因此，可以将29MPa确定为气井的最大环空带压。

第二种可能的实现方式中，首先可以将多个环空带压划分为第一类环空带压和第二类环空带压，第一类环空带压中对应相邻两个气窜时间的环空带压之间的差值小于参考压力，第二类环空带压是指多个环空带压中除第一类环空带压之外的环空带压。然后可以将第一类环空带压中的任一环空带压确定为气井的最大环空带压。

示例性地，假设参考压力为1MPa，参见图4，当气窜时间为10001h时，对应的环空带压为29MPa，当气窜时间为10002h时，其对应的环空带压也为29MPa，也即是，相邻两个气窜时间的环空带压之间的差值为0。由于10000h之后的相邻两个气窜时间的环空带压之间的差值小于1MPa，也即是，小于参考压力，因此，可以将气窜时间的取值为10000h之后的气窜时间对应的多个环空带压划分为第一类环空带压，并将第一类环空带压中的任一环空带压确定为气井的最大环空带压。显而易见地，10000h之前的多个环空带压即为第二类环空带压。

需要说明的是，上述参考压力为1MPa只是参考压力可能的一个取值，当然，参考压力也可以为其他的数值，本申请实施例对此不做具体的限定。还需要说明的是，上述气窜时间为10001h和气窜时间为10002h只是10000h之后的两个相邻的气窜时间，显而易见地，10000h之后还有无数个相邻的气窜时间，但其对应的环空带压之间的差值与10001h和10002h对应的环空带压的差值类似，也即是，环空带压的差值均小于参考压力，本申请实施例不再一一赘述。

步骤204：获取气井内的生产套管的强度、技术套管的强度、表层套管的强度以及套管头的强度。

在一些实施例中，用户可以在终端上输入生产套管的强度、技术套管的强度、表层套管的强度以及套管头的强度，相应地，终端可以获取用户输入的生产套管的强度、技术套管的强度、表层套管的强度以及套管头的强度。

在另一些实施例中，终端中可以预先存储有气井标识与生产套管的强度、技术套管的强度、表层套管的强度以及套管头的强度之间的对应关系。示例性地，终端可以预先接收用户输入的多组参数值，每组参数值可以包括一个气井标识和生产套管的强度、技术套管的强度、表层套管的强度以及套管头的强度。之后，终端可以根据该多组参数值，生成并存储气井标识与生产套管的强度、技术套管的强度、表层套管的强度以及套管头的强度之间的对应关系。

由于终端中存储有气井标识与生产套管的强度、技术套管的强度、表层套管的强度以及套管头的强度之间的对应关系，因此，在接收到用户输入的气井标识之后，或者检测到用户从当前显示的多个气井标识中选择出一个气井标识之后，终端可以从上述对应关系中获取该气井标识对应的生产套管的强度、技术套管的强度、表层套管的强度以及套管头的强度。

步骤205：根据生产套管的强度、技术套管的强度、表层套管的强度以及套管头的强度，确定生产套管的承压强度、技术套管的承压强度、表层套管的承压强度以及套管头的承压强度。

在一些实施例中，根据生产套管的强度、技术套管的强度、表层套管的强度以及套管头的强度，可以通过下述第八公式，确定生产套管的承压强度、技术套管的承压强度、表层套管的承压强度以及套管头的承压强度。

第八公式：P_c＝aP

其中，P_c是指承压强度，MPa；a是指承压系数，无因次量；P是指强度，MPa。

示例性地，假设生产套管的强度为90MPa，技术套管的强度为68MPa，表层套管的强度为58MPa，套管头的强度为70MPa，生产套管的承压系数为0.75，技术套管的承压系数为0.5，表层套管的承压系数为0.8，套管头的承压系数为0.6，那么按照第八公式可知：

生产套管的承压强度为67.5MPa，技术套管的承压强度为34MPa，表层套管的承压强度为46.4MPa以及套管头的承压强度为42MPa。

需要说明的是，上述生产套管、技术套管、表层套管以及套管头分别对应的承压系数只是承压系数一种可能的取值，当然，承压系数还可以为其他的数值，本申请实施例对此不做具体的限定。

步骤206：根据生产套管的承压强度、技术套管的承压强度、表层套管的承压强度以及套管头的承压强度，确定气井的最大允许环空带压。

在一些实施例中，可以将生产套管的承压强度、技术套管的承压强度、表层套管的承压强度以及套管头的承压强度中最小的承压强度确定为气井的最大允许环空带压。

示例性地，假设生产套管的承压强度为67.5MPa，技术套管的承压强度为34MPa，表层套管的承压强度为46.4MPa以及套管头的承压强度为42MPa，那么即可知：

P_m＝min{67.5，34,46.4,42}＝34(MPa)

其中P_m是指最小的承压强度，MPa。

也即是，将34MPa确定为气井的最大允许环空带压。

步骤207：根据气井的最大允许环空带压以及气井的最大环空带压，确定气井的环空带压安全系数。

在一些实施例中，根据气井的最大允许环空带压以及气井的最大环空带压，可以通过下述第九公式，确定气井的环空带压安全系数。

第九公式：S_p＝P_mm/P_hm

其中，S_p是指环空带压安全系数，无因次量；P_mm是指最大允许环空带压，MPa；P_hm是指最大环空带压，MPa。

示例性地，假设最大允许环空带压为34MPa，最大环空带压为29MPa，那么，按照第九公式可知：

S_p＝P_mm/P_hm＝34/29＝1.17

也即是，环空带压安全系数为1.17。

在一些实施例中，当安全系数大于1时，可以认为该气井安全，不会威胁气井的安全生产。需要说明的是，当安全系数大于1时，认为该气井安全只是一种可能的场景，当然，根据现场复杂的情况，也可以认为当全系数大于1.5时，认为该气井安全，不会威胁气井的安全生产，本申请实施例对此不做具体的限定。

在另一些实施例中，根据气井的最大允许环空带压以及气井的最大环空带压，还可以通过下述第十公式，确定气井的环空带压安全系数。

第十公式：

其中，S_p是指环空带压安全系数，无因次量；P_mm是指最大允许环空带压，MPa；P_hm是指最大环空带压，MPa。

示例性地，假设最大允许环空带压为34MPa，最大环空带压为29MPa，那么，按照第十公式可知：

也即是，环空带压安全系数为5。

在另一些实施例中，当安全系数大于2时，可以认为该气井安全，不会威胁气井的安全生产。需要说明的是，当安全系数大于2时，认为该气井安全只是一种可能的场景，当然，根据现场复杂的情况，也可以认为当安全系数大于3时，认为该气井安全，不会威胁气井的安全生产，本申请实施例对此不做具体的限定。

值的注意的是，上述第九公式和第十公式只是确定气井的环空带压安全系数的两种可能的公式，当然，根据气井的最大允许环空带压以及气井的最大环空带压，确定气井的环空带压安全系数还可以通过其他可能的公式来实现，比如对上述第九方式和第十公式进行其他的变形，本申请实施例对此不再一一赘述。

需要说明的是，上述步骤204-步骤207为可选的步骤，也即是，在一些实施例中，当不执行步骤204-步骤207时，终端可以直接显示气井的最大环空带压，便于用户根据最大环空带压判断气井是否安全。在另一些实施例中，当执行步骤204-步骤207时，终端还可以直接显示气井的环空带压安全系数，这样，便于用户根据该环空带压安全系数更直观的判断气井是否安全。当然，终端还可以同时显示气井的最大环空带压以及气井的环空带压安全系数，本申请实施例对此不做具体的限定。

本申请实施例中，由于首先会获取气井的地层温度、水泥环渗透率、水泥环深度、水泥环界面压力、环空截面积和井口气室体积，也即是，获取了该气井的基础参数。然后，根据气井的基础参数，确定与多个气窜时间一一对应的多个环空带压，也即是，根据气井基础参数和多个气窜时间，通过理论计算，得到多个环空带压。最后，根据多个环空带压，将多个环空带压中最大的环空带压确定为最大环空带压。此外，由于还会获取气井的最大允许环空带压，因此，就可以通过气井内的最大环空带压与最大允许环空带压来判断气井是否安全，为气井的安全生产提供重要依据。

参见图5，本申请实施例提供了一种最大环空带压的确定装置，该装置包括第一获取模块501、第一确定模块502以及第二确定模块503。

第一获取模块501，用于获取气井的地层温度、水泥环渗透率、水泥环深度、水泥环界面压力、环空截面积和井口气室体积；

第一确定模块502，用于根据气井的所述地层温度、水泥环渗透率、水泥环深度、水泥环界面压力、环空截面积和井口气室体积，确定与多个气窜时间一一对应的多个环空带压；

第二确定模块503，用于根据多个环空带压，确定气井的最大环空带压。

可选地，第一获取模块501包括：

第一获取单元，用于获取水泥浆密度；

第一确定单元，用于根据水泥浆密度、水泥环深度以及重力加速度，确定气井的水泥环界面压力。

可选地，第一获取模块501还包括：

第二获取单元，用于获取气井内的技术套管的横截面积和生产套管的横截面积；

第二确定单元，用于根据技术套管的横截面积和生产套管的横截面积，确定气井的环空截面积。

可选地，第二确定模块503包括：

第三确定单元，用于将多个环空带压中的最大环空带压确定为气井的最大环空带压。

可选地，第二确定模块503还包括：

划分单元，用于将多个环空带压划分为第一类环空带压和第二类环空带压，第一类环空带压中对应相邻两个气窜时间的环空带压之间的差值小于参考压力，第二类环空带压是指多个环空带压中除第一类环空带压之外的环空带压；

第四确定单元，用于将第一类环空带压中的任一环空带压确定为气井的最大环空带压。

可选地，参见图6，该装置还包括：

第二获取模505，用于获取气井内的生产套管的强度、技术套管的强度、表层套管的强度以及套管头的强度；

第三确定模块505，用于根据生产套管的强度、技术套管的强度、表层套管的强度以及套管头的强度，确定生产套管的承压强度、技术套管的承压强度、表层套管的承压强度以及套管头的承压强度；

第四确定模块506，用于根据生产套管的承压强度、技术套管的承压强度、表层套管的承压强度以及套管头的承压强度，确定气井的最大允许环空带压；

第五确定模块507，用于根据气井的最大允许环空带压以及气井的最大环空带压，确定气井的环空带压安全系数。

综上所述，本申请实施例中，由于首先会获取气井的地层温度、水泥环渗透率、水泥环深度、水泥环界面压力、环空截面积和井口气室体积，也即是，获取了该气井的基础参数。然后，根据气井的基础参数，确定与多个气窜时间一一对应的多个环空带压，也即是，根据气井基础参数和多个气窜时间，通过理论计算，得到多个环空带压。最后，根据多个环空带压，将多个环空带压中最大的环空带压确定为最大环空带压。此外，由于还会获取气井的最大允许环空带压，因此，就可以通过气井内的最大环空带压与最大允许环空带压来判断气井是否安全，为气井的安全生产提供重要依据。

需要说明的是：上述实施例提供的最大环空带压的确定装置在确定最大环空带压时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的最大环空带压的确定装置与最大环空带压的确定方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

图7是本申请实施例提供的一种最大环空带压的确定装置的结构示意图，该最大环空带压的确定装置700可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processing units，CPU)701和一个或一个以上的存储器702，其中，存储器702中存储有至少一条指令，至少一条指令由该处理器701加载并执行。当然，该最大环空带压的确定装置700还可以具有有线或无线网络接口、键盘以及输入输出接口等部件，以便进行输入输出，该最大环空带压的确定装置还可以包括其他用于实现设备功能的部件，在此不做赘述。

在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器，上述指令可由上述计算机设备中的处理器执行以完成上述实施例中最大环空带压的确定方法。例如，所述计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种最大环空带压的确定方法，其特征在于，所述方法包括：

获取气井的地层温度、水泥环渗透率、水泥环深度、水泥环界面压力、环空截面积和井口气室体积；

根据所述气井的所述地层温度、所述水泥环渗透率、所述水泥环深度、所述水泥环界面压力、所述环空截面积和所述井口气室体积，确定与多个气窜时间一一对应的多个环空带压；其中，第一气窜时间对应的第一环空带压通过如下公式确定得到，第一气窜时间为所述多个气窜时间中的任一气窜时间；

在上述公式中，

是指所述第一环空带压；/>

是指所述水泥环渗透率；/>

是指所述环空截面积；/>

是指气体常数；/>

是指所述水泥环界面压力；/>

是指所述地层温度；/>

是指所述第一气窜时间；μ是指气体粘度；/>

是指所述水泥环深度；/>

是指所述井口气室体积；

根据所述多个环空带压，确定所述气井的最大环空带压。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取气井的水泥环界面压力，包括：

获取水泥浆密度；

根据所述水泥浆密度、所述水泥环深度以及重力加速度，确定所述气井的水泥环界面压力。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取气井的环空截面积，包括：

获取所述气井内的技术套管的横截面积和生产套管的横截面积；

根据所述技术套管的横截面积和所述生产套管的横截面积，确定所述气井的环空截面积。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个环空带压，确定所述气井的最大环空带压，包括：

将所述多个环空带压中的最大环空带压确定为所述气井的最大环空带压。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个环空带压，确定所述气井的最大环空带压，包括：

将所述多个环空带压划分为第一类环空带压和第二类环空带压，所述第一类环空带压中对应相邻两个气窜时间的环空带压之间的差值小于参考压力，所述第二类环空带压是指所述多个环空带压中除所述第一类环空带压之外的环空带压；

将所述第一类环空带压中的任一环空带压确定为所述气井的最大环空带压。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述气井内的生产套管的强度、技术套管的强度、表层套管的强度以及套管头的强度；

根据所述生产套管的强度、所述技术套管的强度、所述表层套管的强度以及所述套管头的强度，确定所述生产套管的承压强度、所述技术套管的承压强度、所述表层套管的承压强度以及所述套管头的承压强度；

根据所述生产套管的承压强度、所述技术套管的承压强度、所述表层套管的承压强度以及所述套管头的承压强度，确定所述气井的最大允许环空带压；

根据所述气井的最大允许环空带压以及所述气井的最大环空带压，确定所述气井的环空带压安全系数。

7.一种最大环空带压的确定装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取气井的地层温度、水泥环渗透率、水泥环深度、水泥环界面压力、环空截面积和井口气室体积；

第一确定模块，用于根据所述气井的所述地层温度、所述水泥环渗透率、所述水泥环深度、所述水泥环界面压力、所述环空截面积和所述井口气室体积，确定与多个气窜时间一一对应的多个环空带压；其中，第一气窜时间对应的第一环空带压通过如下公式确定得到，第一气窜时间为所述多个气窜时间中的任一气窜时间；

在上述公式中，

是指所述第一环空带压；/>

是指所述水泥环渗透率；/>

是指所述环空截面积；/>

是指气体常数；/>

是指所述水泥环界面压力；/>

是指所述地层温度；/>

是指所述第一气窜时间；μ是指气体粘度；/>

是指所述水泥环深度；/>

是指所述井口气室体积；

第二确定模块，用于根据所述多个环空带压，确定所述气井的最大环空带压。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块包括：

第一获取单元，用于获取水泥浆密度；

第一确定单元，用于根据所述水泥浆密度、所述水泥环深度以及重力加速度，确定所述气井的水泥环界面压力。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块还包括：

第二获取单元，用于获取所述气井内的技术套管的横截面积和生产套管的横截面积；

第二确定单元，用于根据所述技术套管的横截面积和所述生产套管的横截面积，确定所述气井的环空截面积。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块包括：

第三确定单元，用于将所述多个环空带压中的最大环空带压确定为所述气井的最大环空带压。

11.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块包括：

划分单元，用于将所述多个环空带压划分为第一类环空带压和第二类环空带压，所述第一类环空带压中对应相邻两个气窜时间的环空带压之间的差值小于参考压力，所述第二类环空带压是指所述多个环空带压中除所述第一类环空带压之外的环空带压；

第四确定单元，用于将所述第一类环空带压中的任一环空带压确定为所述气井的最大环空带压。

12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二获取模块，用于获取所述气井内的生产套管的强度、技术套管的强度、表层套管的强度以及套管头的强度；

第三确定模块，用于根据所述生产套管的强度、所述技术套管的强度、所述表层套管的强度以及所述套管头的强度，确定所述生产套管的承压强度、所述技术套管的承压强度、所述表层套管的承压强度以及所述套管头的承压强度；

第四确定模块，用于根据所述生产套管的承压强度、所述技术套管的承压强度、所述表层套管的承压强度以及所述套管头的承压强度，确定所述气井的最大允许环空带压；

第五确定模块，用于根据所述气井的最大允许环空带压以及所述气井的最大环空带压，确定所述气井的环空带压安全系数。

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一所述的方法。

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