东北石油大学石油工程课程设计采油工程部分井筒压力分布计算(编辑修改稿)

东北石油大学石油工程课程设计采油工程部分井筒压力分布计算(编辑修改稿)内容摘要：

  式中， gs —— 表压下的天然气相对密度，无因次； gp ——压力 p （绝对）和温度 t 下的天然气相对密度，无因次； t ——温度， ℃ ； p ——压力（绝对）， kPa； o ——标准状态下，原油的相对密度，无因次。 求得天然气的在 表压下的相对密度后，再利用下式即可求得溶解油气比： 213 1 4 1 . 5 1 3 1 . 50 . 1 7 8 1 (0 . 1 4 5 0 ) e x p [ ]( 1 . 8 4 9 2 )C os g soS C p C t     式中 C C C3——系数，其值见 表； P ——压力（绝对）， kPa。 系数 o o C1 C2 C3 原油体积系数 当 bpp 时 1 2 31 4 1 . 5 1 3 1 . 5 1 4 1 . 5 1 3 1 . 51 5 . 6 1 5 ( 1 . 8 2 8 ) ( ) 5 . 6 1 5 ( 1 . 8 2 8 ) ( )ooo s so g s o g sB C S C t C S t        系数 C C C3的值如下表所示： 系数 o o C1 C2 C3 104 105 108 104 105 109 当 bpp 时 0e xp [ ( ) ]o o b bB B C p p   东北石油大学石油工程课程设计（报告） 14 其中，0 1 2 3 4 5 61 4 1 . 5 1 3 1 . 56 . 8 9 5 [ 5 . 6 1 5 ( 1 . 8 3 2 ) ( ) ] /os g s oC a a S a t a a a p       式中 obB ——泡点压力 bp 下的原油体积系数， m3/m3； a1=； a2=； a3=； a4=； a5=； a6=105。 天然气压缩系数 当天然气的压力低于 35MPa 时，它的压缩系数可以按下式计算： 2331 . 0 4 6 7 0 . 5 7 8 3 0 . 6 1 2 3 0 . 6 3 1 51 ( 0 . 3 1 5 0 6 ) ( 0 . 5 3 5 3 )rrr r r rZ T T T T       其中， rcrrrrcTTTpZTppp 式中 Z——天然气的压缩系数，无因次； rT ——对比温度，无因次； T——温度， K； cT——天然气的假临界温度， K r ——天然气的对比度，无因次； rp ——天然气的对比压力，无因次； cp ——天然气的假临界压力， kPa。 天然气的假临界温度 cT 和假临界压力 cp ，可以根据不同情况按下列公式计算： 富气 当天然气的相对密度   （空气为 1）时 132 ngT  5 1 0 2 6 8 9 .4 8c n gp  当   时 106 ngT  东北石油大学石油工程课程设计（报告） 15 4 7 7 8 2 4 8 .2 1c n gp  贫气 当   时 92 ngT  4 8 8 1 3 8 6 .1 1c n gp  当   时 92 ngT  4 7 7 8 2 4 8 .2 1c n gp  按上式计算 Z 值时，需要使用迭代法。 一般从设 Z=1 开始，迭代五次即可。 原油粘度 地面脱气原油的粘度 10 1xon  其中 (1 .8 3 2 )101 4 1 .5 1 3 1 .53 .0 3 2 4 0 .0 2 0 2 3 ( )zoox y tyz  饱和原油的粘度 Bo onA 其中 1 0 .7 1 5 ( 5 .6 1 5 1 0 0 )5 .4 4 ( 5 .6 1 5 1 5 0 )ssASBS  天然气的粘度 31 0 e x p ( )yggCx 其中 东北石油大学石油工程课程设计（报告） 16 (1 .2 6 0 .0 7 8 )1 1 6 3 0 65483 .5 0 .2 92 .4 0 .2ngngngTCTxTyx   式中， g ——管道条件下天然气的黏度， mPas； g ——管道条件下天然气的密度， 103 Kg /m3。 水的粘度  2 5 2e x p 1 . 0 0 3 [ 1 . 4 7 9 1 0 ( 1 . 8 3 2 ) ] [ 1 . 9 8 2 1 0 ( 1 . 8 3 2 ) ]w tt        式中 w ——水的粘度， 井温分布计算 方法 由地面到油层温度是按地温梯度逐渐增加的。 所谓地温梯度，即深度每增加100m 地层温度的升高值。 而在井筒中，由于地层流体不断地向上流动，地层流体便作为热载体将热量也不断地携带上来。 通过套管、水泥环向地层传导。 因此，井温总是比地温要高。 流体的物性参数随温度 变化，因此，计算应采用井温来进行流体参数计算。 计算常规采油和井筒加热时沿井深温度分布的基本方程为： )(e x p1 0111 mLtLWKK qW m    对于常规采油来说，可取 01q 式中  ——油管中 L 位置处原油的温度， ℃； 1K ——总传热系数， W/(m•℃ )； 0t ——井底原 油温度，℃； m ——地层温度梯度，℃ /m； g ——重力加速度， m/s2； 1q ——内热源， W/m； L ——计算段起点高度 (井底为 0)， m； 东北石油大学石油工程课程设计（报告） 17 W ——水当量， W/℃。 水当量 W 可如下计算： ggwW CMCMCMW  00 式中 oM ——原油的质量流量， kg/s； wM ——水的质量流量， kg/s； gM ——井筒中气体质量流量， kg/s； oC ——产出原油的比热， J/(kg•℃ )； wC ——产出水的比热， J/(kg•℃ )； gC——产出天然气的比热， J/(kg•℃ )。 在同一口油井，地温梯度 m 和井底温度 0t 都是不变的，传热系数 1K 则受地层物性和地层热阻、 油管环形空间介质及其物性和油井的产量等多种因素的影响，而产量对 1K 的影响较小。 故在一定的地层条件及井筒状况下，也可近似地认为 1K 为一常数。 这样，整个井筒的温度分布就只受与油井产量有关的水当量 W和距井底的距离 L 的影响。 实例计算 某含水自喷井产油量 o  , 产气量 gq 3= /d，油压whP ，内径 D=62mm，油井深 1082m，试求井底压力。 解：用深度增量迭代方法计算。 P =500KPa，假设对应的深度增量 1h =50m, ： 平均压力  wh1 ( 2 ( +21 2 ( 0. 64 10 00 10 0) 50 02 = 99 0 KP aP P P   绝 对 ） ） = 根据井口温度、地温梯度及假定的Δ h1 算得的平均温度 T = 东北石油大学石油工程课程设计（报告） 18 (即 ℃ )。 PT、 下的流体性质参数： 溶解油气比 Rs=，天然气粘度 μ g=•s,气体压缩因子Z=，原油体积系数 Bo=，原油粘度 μ o=•s,原油密度 ρo=841Kg/m3, ρg= Kg/m3水的粘度 μw=•s m 计总质量 Wt （ 1） PT、 下的气体体积 Vg 生产油气比 p 244 m3/m3 P0=100KPa,T0=20℃ 0g p s03V ( )1 0 0 ( 2 9 .3 4 2 7 3 .1 5 ) 0 .9 7 3 3 ( 5 4 .3 3 3 .6 0 7 )9 9 0 ( 2 0 2 7 3 .1 5 )5 .1 5 mP T Z RRPT   （ 2） PT、 下的混合物总体积 Vt 31 . 0 2 5 6 5 . 1 5 0 . 1 6 . 2 7 1 2 mt o g wV B V V       （ 3）混合物的总质量 Wt 8 4 1 5 4 . 3 3 0 . 9 2 9 0 . 1 1 0 0 0 9 9 8 . 1 6 0 9K gt o p g w wW R V          (4)计算混合物的平均密度 m 39 9 8 . 1 6 0 91 6 7 . 2 1 5 9 K g / m6 . 2 7 1 2tm tWV    损失系数 λ ′ （ 1）气相雷诺数 3() 4 0 . 5 ( 5 4 . 3 3 3 . 6 0 7) 0 . 9 2 9( ) 4 1 3 1 8 . 0 70 . 7 8 5 0 . 7 8 5 0 . 0 6 2 0 . 0 1 0 9 8 4 1 0 8 6 4 0 0o p s gR e g gq R RN D          （ 2）液相雷诺数 东北石油大学石油工程课程设计（报告） 19 Re 3() 4 0 . 5 ( 8 4 1 5 4 . 3 3 0 . 9 2 9 0 . 1 1 0 0 0 )( ) 4 5 90 . 7 8 5 0 . 7 8 5 0 . 0 6 2 2 0 . 9 4 5 1 0 8 6 4 0 0o o g s w wl lq R VN D              （ 3）气、液质量比 () ( 5 4 . 3 3 3 . 6 0 7 ) 0 . 9 2 9 0 . 0 4 7 28 4 1 5 4 . 3 3 0 . 9 2 9 0 . 1 1 0 0 0p s go g s w wRRK RV            （ 4）两相雷诺数 0 . 0 4 7 21 0 1 0 0 . 0 4 7 21 0 1 1 0 0 . 0 4 7 2 12 4 1 3 1 8 . 0 7 4 5 9 1 0 6 8 2 . 6 2KK eeKe e g e lR R R        20 1 2 3 2l g ( l g ) 22 7 . 6 5 4 ( 1 0 . 7 5 2 8 l g1 0 6 8 2 . 6 2 1 . 0 0 7 7 ( l g1 0 6 8 2 . 6 2)1 0 1 0eea a R a R        = 其中： 20 19 19 36 .38 60 6 50 44 ( 10 0 ) 12 00 ( 10 0 ) 27 .65 4( 10 0 ) 23 78a K KK     21 4. ( 100 ) ( 100 ) ( 100 ) K KK      22 56 04 83 04 58 57 ( 10 0 ) 15 49 ( 10 0 ) 07 7( 10 0 ) 07 32a K KK     225225240. 5 998 .16 K P a / m 33 62 167 .21 59 864 00otmmqWP gh D         / ( ) 9 9 0 7 . 3 1 0 9 1 3 5 . 4 1 mPhP h      0hh   假 设 计 算 如果取 0 =，则 05 0 1 3 5 . 4 1 8 5 . 4 1   所以，将 作为新的假设值，从第 2 步 重新 开始计算，即第二次迭代 ，直东北石油大学石油工程课程设计（报告） 20 到满足要求后再开始计算第二段。 东北石油大学石油工程课程设计（报告）。