東北石油大學(xué)石油工程課程設(shè)計(jì)采油工程部分井筒壓力分布計(jì)算

1、. . . . 東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程 石油工程課程設(shè)計(jì) 題目 井筒壓力分布計(jì)算 專業(yè)石油工程二猛學(xué)號(hào) 5 主要容、基本要求、主要參考資料等1. 設(shè)計(jì)主要容：根據(jù)已有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，完成自噴井系統(tǒng)從井口到井底的所有相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，最終計(jì)算井筒的壓力分布。 計(jì)算出油井溫度分布； 確定平均溫度壓力條件下的參數(shù)； 確定出摩擦阻力系數(shù)； 確定井筒的壓力分布；2. 設(shè)計(jì)基本要求：要求學(xué)生選擇一組基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在教師的指導(dǎo)下獨(dú)立地完成設(shè)計(jì)任務(wù)，最終以設(shè)計(jì)報(bào)告的形式完成本專題設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)報(bào)告的具體容如下： 概述； 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)； 能量方程理論； 氣液多相垂直管流壓力梯度的摩擦損失系數(shù)法； 設(shè)計(jì)

2、框圖與結(jié)果； 結(jié)束語； 參考文獻(xiàn)。設(shè)計(jì)報(bào)告采用統(tǒng)一格式打印，要求圖表清晰、語言流暢、書寫規(guī)，論據(jù)充分、說服力強(qiáng)，達(dá)到工程設(shè)計(jì)的基本要求。3. 主要參考資料：王鴻勛，琪等，采油工藝原理，石油工業(yè)，1997濤平等，石油工程，石油工業(yè)，2000萬仁溥等，采油技術(shù)手冊(cè)第四分冊(cè)機(jī)械采油技術(shù)，石油工業(yè)，1993完成期限 2013年7月1日2013年7月20日指導(dǎo)教師 文專業(yè)負(fù)責(zé)人 王立軍 2013年6月25日39 / 49目 錄第1章概述11.1 設(shè)計(jì)的目的和意義11.2 設(shè)計(jì)的主要容1第2章基礎(chǔ)數(shù)據(jù)2第3章能量方程理論33.1 能量方程的推導(dǎo)33.2多相垂直管流壓力分布計(jì)算步驟6第4章氣液多相垂直管流壓

3、力梯度的摩擦損失系數(shù)法84.1 基本壓力方程84.2 平均密度平均流速的確定方法84.3 摩擦損失系數(shù)的確定114.4 油氣水高壓物性參數(shù)的計(jì)算方法124.5井溫分布的的計(jì)算方法164.6實(shí)例計(jì)算17第5章設(shè)計(jì)框圖與結(jié)果215.1 設(shè)計(jì)框圖215.2 設(shè)計(jì)結(jié)果22結(jié)束語29參考文獻(xiàn)30附錄31第1章 概 述1.1 設(shè)計(jì)的目的和意義目的：確定井筒沿程壓力損失的流動(dòng)規(guī)律，完成自噴井系統(tǒng)從井口到井底的所有相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，運(yùn)用深度迭代方法計(jì)算多相垂直管流的壓力分布。意義：利用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，結(jié)合已有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，最終計(jì)算井筒的壓力分布。對(duì)于油氣井的優(yōu)化設(shè)計(jì)、穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)與測試技術(shù)的預(yù)測性與精確性具有重要的現(xiàn)

4、實(shí)意義。1.2 設(shè)計(jì)的主要容根據(jù)已有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，完成自噴井系統(tǒng)從井口到井底的所有相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，最終計(jì)算井筒的壓力分布。 計(jì)算出油井溫度分布； 確定平均溫度壓力條件下的參數(shù)； 確定出摩擦阻力系數(shù)； 確定井筒的壓力分布；詳見第四章。第2章 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表見下表（表2-1）表2-1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表地面脫氣原油密度（kg/m3）841地層水比熱（J/kg）4400天然氣密度（kg/m3）0.929天然氣比熱（J/kg）2227水密度（kg/m3）1000天然氣分類（貧氣或富氣）富氣水油比（m3/m3）0.1井號(hào)B1-112-P56井口溫度（）15井深（m）1082地溫梯度（/100m

5、）3.15油管徑（mm）62傳熱系數(shù)（W/m）2.75油壓（MPa）0.64飽和壓力（MPa）6.28日產(chǎn)油量（t/d）40.5原油比熱（J/kg）2200日產(chǎn)氣量（m3/d）2444.7第3章 能量方程理論3.1 能量方程的推導(dǎo)流體流動(dòng)系統(tǒng)都可根據(jù)能量守恒定律寫出兩個(gè)流動(dòng)斷面間的能量平衡關(guān)系：進(jìn)入斷面1的流體能量+在斷面1和2之間對(duì)流體額外所做的功-在斷面1和2之間耗失的能量=從斷面2流出的流體的能量 根據(jù)流體力學(xué)與熱力學(xué),對(duì)質(zhì)量為m的任何流動(dòng)的流體，在某一狀態(tài)參數(shù)下（P、T）和某一位置上所具有的能量包括：能U；位能mgh；動(dòng)能；壓縮或膨脹能。 據(jù)此，就可以寫出多相管流通過斷面1和斷面2的流

6、體的能量平衡關(guān)系。為了得到各種管流能量平衡的普遍關(guān)系，選用傾斜管流。 （3-1）式中 流體質(zhì)量，公斤；流體體積，；壓力，帕；重力加速度， ；管子中心線與參考水平面之間的夾角，度； 液流斷面沿管子中心線到參考水平面的距離，米； 圖1-1 流體流動(dòng)示意圖流體的能，包括分子運(yùn)動(dòng)所具有的部動(dòng)能與分子間引力引起的部位能以與化學(xué)能、電能等，焦?fàn)?；流體通過斷面的平均流速，米/秒。（3-1）式中，除了能外，其他參數(shù)可用測量的辦法求得。能雖然不能直接測量和計(jì)算其絕對(duì)值，但可求得兩種狀態(tài)下的相對(duì)變化。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，對(duì)于可逆過程：或式中 dq為系統(tǒng)與外界交換的熱量；dU和pdV分別為系統(tǒng)進(jìn)行熱交換時(shí)，在系統(tǒng)所

7、引起的流體能的變化和由于流體體積改變dV后克服外部壓力所做的功。對(duì)于像我們這里所研究的這種不可逆過程來講：式中 dqr摩擦產(chǎn)生的熱量。若以dlw表示摩擦消耗的功，則由上式可得：或 （3-2）改寫（3-1）式，可得到兩個(gè)流動(dòng)斷面之間的能量平衡方程：（3-1a）將（3-1a）式寫成微分形式：（3-1b）將（3-2）式代入（3-1b）式，并簡化后得：（3-3）積分上式我們就可得到壓力為P1和P2兩個(gè)流動(dòng)斷面的能量平衡方程： （3-3a）取單位質(zhì)量的流體m=1，將代入（3-3）式后得： （3-3b）式中 流體密度，。用壓力梯度表示，則可寫為： （3-4）由此可得： 式中 單位管長上的總壓力損失（總壓力

8、降）；由于動(dòng)能變化而損失的壓力或稱加速度引起的壓力損失；克服流體重力所消耗的壓力；克服各種摩擦阻力而消耗的壓力。令則 根據(jù)流體力學(xué)管流計(jì)算公式式中 f摩擦阻力系數(shù)；d管徑，米。在Z的方向?yàn)橛上露系淖鴺?biāo)系中為負(fù)值，如果我們?nèi)檎?，則 （3-5）（3-5）式是適合于各種管流的通用壓力梯度方程。對(duì)于水平管流，因=0，。若用x表示水平流動(dòng)方向的坐標(biāo)，則 （3-6）對(duì)于垂直管流，,sin=1 ，若以h表示高度，則 （3-7）為了強(qiáng)調(diào)多相混合物流動(dòng)，將方程中的各項(xiàng)流動(dòng)參數(shù)加下角標(biāo)“m”,則式中 m多相混合物的密度；vm多相混合物的流速；fm多相混合物流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力系數(shù)。單相垂直管液流的；單相水平管液

9、流的與均為零。對(duì)于氣-液多相管流，如果流速不大，則很小，可以忽略不計(jì)。只要求得m、vm與fm就可計(jì)算出壓力梯度。但是，如前所述，多相管流中這些參數(shù)沿程是變化的，而且在不同流動(dòng)型態(tài)下的變化規(guī)律也各不一樣。所以，研究這些參數(shù)在流動(dòng)過程中的變化規(guī)律與計(jì)算方法是多相管流研究的中心問題。不同研究者通過實(shí)驗(yàn)研究提出了各自計(jì)算這些參數(shù)的方法。3.2 多相垂直管流壓力分布計(jì)算步驟 按氣液兩相管流的壓力梯度公式計(jì)算沿程壓力分布時(shí)，影響流體流動(dòng)規(guī)律的各相物理參數(shù)(密度、粘度等)與混合物的密度、流速都隨壓力和溫度而變，而沿程壓力梯并不是常數(shù)，因此氣液兩相管流要分段計(jì)算以提高計(jì)算精度。同時(shí)計(jì)算壓力分布時(shí)要先給出相應(yīng)管

10、段的流體物性參數(shù)，而這些參數(shù)又是壓力和溫度的函數(shù)，壓力卻又是計(jì)算中要求的未知數(shù)。因此，通常每一管段的壓力梯度均需采用迭代法進(jìn)行。有兩種迭代方法：用壓差分段、按長度增量迭代和用長度分段、按壓力增量迭代。 用壓差分段、按長度增量迭代的步驟是： 1) 已知任一點(diǎn)(井口或井底)的壓力作為起點(diǎn)，任選一個(gè)合適的壓力降作為計(jì)算的壓力間隔； 2) 估計(jì)一個(gè)對(duì)應(yīng)的長度增量,以便根據(jù)溫度梯度估算該段下端的溫度； 3) 計(jì)算該管段的平均溫度與平均壓力，并確定在該和下的全部流體性質(zhì)參數(shù)；4) 計(jì)算該管段的壓力梯度5) 計(jì)算對(duì)應(yīng)于的該段管長 ； 6) 將第5)步計(jì)算得的與第2)步估計(jì)的進(jìn)行比較，兩者之差超過允許圍，則以

11、計(jì)算的作為估計(jì)值，重復(fù)2)5)的計(jì)算，直至兩者之差在允許圍為止； 7) 計(jì)算該管段下端對(duì)應(yīng)的長度與壓力=,(i=1,2,3,n) 8) 以處的壓力為起點(diǎn)，重復(fù)第2)7)步，計(jì)算下一管段的長度和壓力，直到各段的累加長度等于或大于管長(L)時(shí)為止。第4章 氣液多相垂直管流壓力梯度的摩擦損失系數(shù)法4.1 基本壓力方程摩擦損失系數(shù)法計(jì)算壓力梯度的基本方程：式中計(jì)算段的混合物平均密度，kg/m3；計(jì)算段的混合物平均流速，m/s；計(jì)算段的摩擦損失系數(shù)，無因次；D管徑，m；g重力加速度，9.807m/s2；計(jì)算管段的平均壓力梯度，Pa/m。如果用混合物流量表示流速，則上式可寫成：式中q0地面脫氣原油的產(chǎn)量，

12、m3/s；Wt隨1 m3地面脫氣原油同時(shí)產(chǎn)出的油、水、氣混合物的總質(zhì)量，Kg/m3；其他符號(hào)與單位同前。4.2平均密度、平均流速的確定方法自噴井沿井筒自下而上各個(gè)流過斷面處油、氣、水混合物質(zhì)量是始終不變的，而體積流量Qmt和平均流速逐漸增大，所以油、氣、水混合物的重度逐漸減小。但是，油井穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)，單位時(shí)間生產(chǎn)的地面（脫氣）原油體積是不變的，并從生產(chǎn)日?qǐng)?bào)表中直接查到。為了找出油、氣、水混合物的體積流量Qmt沿井筒的變化規(guī)律，取固定值1m3地面脫氣原油的體積，作為研究混合液流的參考值，則有：式中 q0產(chǎn)油量，m3/s；Vt在某壓力和溫度下，伴隨每生產(chǎn)1m3地面脫氣原油的油、水、氣總體積m3，/m

13、3,即：地面每生產(chǎn)1m3脫氣原油，在壓力P和溫度T下油應(yīng)具有的體積，等于1m3脫氣原油乘以該壓力、溫度條件下的體積系數(shù)。Bo隨壓力P和溫度T的變化關(guān)系，可由高壓物性資料得出。當(dāng)?shù)孛婷可a(chǎn)1m3脫氣原油時(shí)，在壓力P和溫度T下，水應(yīng)具有的體積可通過生產(chǎn)油水比Vw來表示。生產(chǎn)油水比等于產(chǎn)油量比產(chǎn)油量，單位為m3/ m3。由于水壓縮性很小，可以認(rèn)為井筒各流過斷面處水的體積是不變的。當(dāng)?shù)孛婷可a(chǎn)1m3脫氣原油時(shí)，在壓力P和溫度T下天然氣應(yīng)具有的體積Vg可作如下分析，并通過氣體狀態(tài)方程式求得。設(shè)Rp生產(chǎn)油氣比，等于產(chǎn)氣量比產(chǎn)油量，m3/ m3；Rs溶解油氣比，m3/ m3。即在壓力P和溫度T下，溶解在相當(dāng)

14、于1m3地面脫氣原油中的天然氣量。所以原來在壓力P和溫度T時(shí)，伴隨每生產(chǎn)1m3地面脫氣原油的天然在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所占有的體積為：但是，還需要?dú)庑轄顟B(tài)方程式將Vg0換算到某壓力P與溫度T下的體積。根據(jù)氣體狀態(tài)方程式，知：式中 P0標(biāo)況壓力（絕對(duì)），100KPa；T0標(biāo)況溫度，293K；Vg0在標(biāo)準(zhǔn)壓力和溫度下的天然氣的體積，m3；P壓力（絕對(duì)），Pa；T溫度，K；Vg在壓力P和溫度T下的天然氣的體積，m3；Z0、Z氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)與某壓力、溫度下的壓縮因子、無因次。所以，當(dāng)Z0=1時(shí)，由上式可整理得：由上面兩式可得出當(dāng)?shù)孛婷可a(chǎn)1m3脫氣原油時(shí)，在壓力P和溫度T下，天然氣（自由氣）應(yīng)具有的體積為：綜合

15、以上的分析，當(dāng)?shù)孛婷可a(chǎn)1m3脫氣時(shí)，在某流過斷面處油、氣、水混合物在壓力P和溫度T下的體積為：當(dāng)P1和P2相差不大時(shí)，可以用上式來計(jì)算某壓力（P1和P2）和溫度（T1和T2）圍Vt的平均值。只是上式中P應(yīng)該采用P1和P2的平均值Pavg，T應(yīng)該采用該溫度圍的平均值Tavg。其它隨壓力和溫度而變化的各值如Bo、Z、Rs等也應(yīng)該采用Pavg和Tavg下的值。于是得：平均密度為：式中在平均壓力和平均溫度下，油、氣、水混合物的密度，Kg/m3；Wt與1m3地面脫氣原油同時(shí)產(chǎn)出的油、氣、水混合物總質(zhì)量，Kg/m3；與1m3地面脫氣原油同時(shí)產(chǎn)出的油、氣、水混合物在平均壓力和平均溫度下的總體積，m3/ m

16、3?？傎|(zhì)量Wt為：式中o地面脫氣原油密度，Kg/m3；g天然氣密度（標(biāo)準(zhǔn)條件下），Kg/m3；w水的密度，Kg/m3；Vw水油比，m3/ m3?；旌衔锲骄魉伲菏街性谄骄鶋毫蜏囟认拢从?jì)算管段）油、氣、水混合物的平均流速，m/s。4.3摩擦損失系數(shù)的確定 摩擦損失系數(shù)是利用由礦場資料相關(guān)的關(guān)系確定。 兩相雷諾數(shù)與單相雷諾數(shù)的關(guān)系為： =式中 氣相雷諾數(shù)（純氣體流動(dòng)的雷諾數(shù)）液相雷諾數(shù)（純液體流動(dòng)的雷諾數(shù)）平均溫度和平均壓力下氣體的粘度，Pa·s；平均溫度和平均壓力下液體的粘度，Pa·s；與氣液質(zhì)量比有關(guān)的常數(shù)。 油、水、氣三相混合物的液相粘度在未發(fā)生乳化的情況下，可根據(jù)相

17、應(yīng)條件下油的粘度。和水的粘度按體積加權(quán)平均求得，式中含水（體積比），小數(shù)； 常數(shù)a和b的選取，應(yīng)當(dāng)使兩相流在任一極端情況下，即只單相流時(shí)，兩相雷諾數(shù)也應(yīng)隨著成為相應(yīng)的單相雷諾數(shù)，一般取a、b為：式中K氣、液質(zhì)量比，無因次； 根據(jù)礦場資料繪制相關(guān)曲線時(shí)選定的常數(shù)。 利用油田自噴井資料做的曲線，在取=10、=1時(shí)有較好的相關(guān)性。則兩相雷諾數(shù)為：再利用下式求取摩擦損失系數(shù)其中：4.4油氣水高壓物性參數(shù)的計(jì)算方法4.4.1 溶解油氣比需要先計(jì)算天然氣在689.5kPa表壓下的相對(duì)密度：式中，689.5kPa表壓下的天然氣相對(duì)密度，無因次；壓力（絕對(duì)）和溫度下的天然氣相對(duì)密度，無因次；溫度，；壓力（絕對(duì)

18、），kPa；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，原油的相對(duì)密度，無因次。求得天然氣的在689.5kPa表壓下的相對(duì)密度后，再利用下式即可求得溶解油氣比：式中C1、C2、C3系數(shù)，其值見表； P 壓力（絕對(duì)），kPa。系數(shù)0.87620.8762C1C2C30.03621.093725.72400.01781.187023.93104.4.2 原油體積系數(shù)1、當(dāng)時(shí)系數(shù)C1、C2、C3的值如下表所示：系數(shù)0.87620.8762C1C2C34.677×10-41.751×10-5-1.811×10-84.670×10-41.100×10-51.337×10-92

19、、當(dāng)時(shí)其中，式中 泡點(diǎn)壓力下的原油體積系數(shù)，m3/m3；a1=-1433.0；a2=5.0；a3=17.2；a4=-1180.0；a5=12.61；a6=105。4.4.3 天然氣壓縮系數(shù)當(dāng)天然氣的壓力低于35MPa時(shí)，它的壓縮系數(shù)可以按下式計(jì)算：其中，式中 Z天然氣的壓縮系數(shù)，無因次；對(duì)比溫度，無因次； T溫度，K；天然氣的假臨界溫度，K天然氣的對(duì)比度，無因次；天然氣的對(duì)比壓力，無因次；天然氣的假臨界壓力，kPa。天然氣的假臨界溫度和假臨界壓力，可以根據(jù)不同情況按下列公式計(jì)算：1、富氣當(dāng)天然氣的相對(duì)密度（空氣為1）時(shí)當(dāng)時(shí)2、貧氣當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)按上式計(jì)算Z值時(shí)，需要使用迭代法。一般從設(shè)Z=1開始，迭

20、代五次即可。4.4.4 原油粘度1、地面脫氣原油的粘度其中2、飽和原油的粘度其中4.4.5 天然氣的粘度其中式中，管道條件下天然氣的黏度，mPa·s；管道條件下天然氣的密度，103 Kg /m3。4.4.6 水的粘度式中水的粘度，mPa.s4.5 井溫分布計(jì)算方法 由地面到油層溫度是按地溫梯度逐漸增加的。所謂地溫梯度，即深度每增加100m地層溫度的升高值。而在井筒中，由于地層流體不斷地向上流動(dòng)，地層流體便作為熱載體將熱量也不斷地?cái)y帶上來。通過套管、水泥環(huán)向地層傳導(dǎo)。因此，井溫總是比地溫要高。 流體的物性參數(shù)隨溫度變化，因此，計(jì)算應(yīng)采用井溫來進(jìn)行流體參數(shù)計(jì)算。 計(jì)算常規(guī)采油和井筒加熱時(shí)

21、沿井深溫度分布的基本方程為：對(duì)于常規(guī)采油來說，可取式中油管中L位置處原油的溫度，；總傳熱系數(shù)，W/(m)；井底原油溫度，；地層溫度梯度，/m；重力加速度，m/s2；熱源，W/m；計(jì)算段起點(diǎn)高度(井底為0)，m；水當(dāng)量，W/。水當(dāng)量可如下計(jì)算：式中原油的質(zhì)量流量，kg/s；水的質(zhì)量流量，kg/s；井筒中氣體質(zhì)量流量，kg/s；產(chǎn)出原油的比熱，J/(kg)；產(chǎn)出水的比熱，J/(kg)；產(chǎn)出天然氣的比熱，J/(kg)。在同一口油井，地溫梯度m和井底溫度都是不變的，傳熱系數(shù)則受地層物性和地層熱阻、油管環(huán)形空間介質(zhì)與其物性和油井的產(chǎn)量等多種因素的影響，而產(chǎn)量對(duì)的影響較小。故在一定的地層條件與井筒狀況下，

22、也可近似地認(rèn)為為一常數(shù)。這樣，整個(gè)井筒的溫度分布就只受與油井產(chǎn)量有關(guān)的水當(dāng)量W和距井底的距離L的影響。4.6 實(shí)例計(jì)算 某含水自噴井產(chǎn)油量,產(chǎn)氣量，油壓，徑D=62mm，油井深1082m，試求井底壓力。解：用深度增量迭代方法計(jì)算。1.選取壓力間隔=500KPa，假設(shè)對(duì)應(yīng)的深度增量=50m,2.從井口起計(jì)算第一段的平均壓力與溫度：平均壓力根據(jù)井口溫度、地溫梯度與假定的h1算得的平均溫度=302.49K(即29.34)。3.確定下的流體性質(zhì)參數(shù)：溶解油氣比Rs=3.607m3/m3，天然氣粘度g=0.010984mPas,氣體壓縮因子Z=0.9733，原油體積系數(shù)Bo=1.0256，原油粘度o=2

23、0.945mPas,原油密度o=841Kg/m3, g=0.929 Kg/m3水的粘度w=0.8968mPas4.計(jì)算混合物平均密度計(jì)總質(zhì)量Wt（1）下的氣體體積Vg 生產(chǎn)油氣比 m3/m3 P0=100KPa,T0=20（2）下的混合物總體積Vt（3）混合物的總質(zhì)量Wt(4) 計(jì)算混合物的平均密度5.計(jì)算摩擦損失系數(shù)（1）氣相雷諾數(shù)（2）液相雷諾數(shù)（3）氣、液質(zhì)量比（4）兩相雷諾數(shù)其中：6.計(jì)算壓力梯度與深度增量7.比較深度增量的假設(shè)值和計(jì)算值如果取=0.01m，則所以，將135.41作為新的假設(shè)值，從第2步重新開始計(jì)算，即第二次迭代，直到滿足要求后再開始計(jì)算第二段。第5章 設(shè)計(jì)框圖與結(jié)果開

24、始輸入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)5.1 設(shè)計(jì)框圖確定起點(diǎn)壓力與計(jì)算濃度Z和分段數(shù)假設(shè)溫度梯度k=1初設(shè)計(jì)算段壓降P，并計(jì)算下端壓力根據(jù)相關(guān)公式求出平均溫度與平均壓力下流體物性參數(shù)確定平均溫度與平均壓力根據(jù)流體物性參數(shù)求出氣液混合物壓力梯度NoP21=P22|P22-P11 |0Yes以下端為起點(diǎn)YesNok=k+1結(jié)束5.2 運(yùn)行界面5.2.1 程序進(jìn)入主界面.5.2.2 程序運(yùn)行主界面5.2.3 數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果顯示界面5.3 設(shè)計(jì)結(jié)果表5-3-1 計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)表井深壓力溫度平均密度原油粘度溶解油氣比原油體積系數(shù)天然氣壓縮系數(shù)天然氣粘度水的粘度(m)(MPa)()(Kg/m3)(mPas)(m3/m3)(m3/m

25、3)(mPas)（mPa·s)00.74 28.65 128.45 22.31 2.56 1.0220 0.980 0.0109 0.91 200.90 29.21 154.02 21.41 3.24 1.0240 0.976 0.0110 0.90 401.04 29.76 175.15 20.67 3.83 1.0270 0.972 0.0110 0.89 601.17 30.32 193.59 20.03 4.38 1.0290 0.969 0.0110 0.88 801.29 30.87 210.20 19.46 4.89 1.0310 0.966 0.0111 0.87 1

26、001.40 31.42 225.48 18.95 5.37 1.0330 0.963 0.0111 0.86 1201.50 31.96 239.74 18.47 5.84 1.0350 0.960 0.0112 0.85 1401.61 32.51 253.22 18.03 6.30 1.0360 0.958 0.0112 0.84 1601.71 33.04 266.05 17.61 6.75 1.0380 0.956 0.0113 0.83 1801.80 33.58 278.35 17.22 7.19 1.0400 0.953 0.0113 0.82 續(xù)表井深壓力溫度平均密度原油粘度

27、溶解油氣比原油體積系數(shù)天然氣壓縮系數(shù)天然氣粘度水的粘度(m)(MPa)()(Kg/m3)(mPas)(m3/m3)(m3/m3)(mPas)（mPa·s)2001.90 34.11 290.21 16.84 7.63 1.0420 0.951 0.0113 0.81 2202.00 34.63 301.70 16.49 8.06 1.0440 0.949 0.0114 0.81 2402.09 35.15 312.86 16.14 8.50 1.0450 0.947 0.0114 0.80 2602.19 35.67 323.75 15.81 8.93 1.0470 0.945 0.

28、0115 0.79 2802.28 36.18 334.38 15.49 9.37 1.0490 0.943 0.0115 0.78 3002.37 36.69 344.80 15.18 9.80 1.0510 0.941 0.0115 0.77 3202.47 37.19 355.02 14.88 10.24 1.0520 0.938 0.0116 0.77 3402.56 37.69 365.06 14.59 10.68 1.0540 0.936 0.0116 0.76 3602.66 38.18 374.94 14.30 11.13 1.0560 0.934 0.0117 0.75 38

29、02.75 38.66 384.67 14.03 11.58 1.0580 0.932 0.0117 0.74 4002.85 39.14 394.26 13.76 12.03 1.0590 0.930 0.0117 0.74 4202.95 39.61 403.73 13.49 12.49 1.0610 0.928 0.0118 0.73 4403.05 40.08 413.07 13.24 12.95 1.0630 0.927 0.0118 0.72 4603.14 40.54 422.30 12.99 13.42 1.0650 0.925 0.0119 0.72 4803.24 40.9

30、9 431.43 12.74 13.89 1.0660 0.923 0.0119 0.71 5003.34 41.43 440.45 12.50 14.37 1.0680 0.921 0.0120 0.71 5203.44 41.87 449.37 12.27 14.86 1.0700 0.919 0.0120 0.70 5403.55 42.29 458.19 12.04 15.35 1.0720 0.917 0.0121 0.69 5603.65 42.71 466.92 11.81 15.85 1.0740 0.915 0.0121 0.69 5803.75 43.12 475.56 1

31、1.59 16.36 1.0750 0.913 0.0121 0.68 6003.86 43.53 484.11 11.38 16.87 1.0770 0.911 0.0122 0.68 6203.97 43.92 492.57 11.17 17.39 1.0790 0.909 0.0122 0.67 6404.07 44.30 500.94 10.96 17.92 1.0810 0.906 0.0123 0.67 6604.18 44.67 509.23 10.75 18.45 1.0830 0.904 0.0123 0.66 6804.29 45.03 517.43 10.56 19.00

32、 1.0850 0.902 0.0124 0.66 7004.40 45.38 525.55 10.36 19.55 1.0870 0.900 0.0124 0.66 7204.51 45.72 533.58 10.17 20.11 1.0880 0.898 0.0125 0.65 7404.63 46.04 541.52 9.98 20.68 1.0900 0.896 0.0125 0.65 7604.74 46.35 549.38 9.80 21.25 1.0920 0.894 0.0126 0.64 7804.86 46.65 557.16 9.61 21.84 1.0940 0.892

33、 0.0126 0.64 8004.97 46.94 564.86 9.44 22.43 1.0960 0.890 0.0127 0.64 8205.09 47.21 572.47 9.26 23.03 1.0980 0.888 0.0127 0.63 8405.21 47.46 579.99 9.09 23.65 1.1000 0.885 0.0128 0.63 8605.33 47.70 587.44 8.92 24.27 1.1020 0.883 0.0128 0.63 8805.45 47.93 594.79 8.76 24.90 1.1040 0.881 0.0129 0.63 90

34、05.58 48.13 602.07 8.60 25.54 1.1060 0.879 0.0129 0.62 9205.70 48.32 609.27 8.44 26.20 1.1080 0.876 0.0130 0.62 續(xù)表井深壓力溫度平均密度原油粘度溶解油氣比原油體積系數(shù)天然氣壓縮系數(shù)天然氣粘度水的粘度(m)(MPa)()(Kg/m3)(mPas)(m3/m3)(m3/m3)(mPas)（mPa·s)9405.83 48.49 616.38 8.28 26.86 1.1100 0.874 0.0130 0.62 9605.95 48.64 623.40 8.13 27.53 1

35、.1120 0.872 0.0131 0.62 9806.08 48.77 630.35 7.98 28.22 1.1140 0.869 0.0132 0.62 10006.21 48.88 637.22 7.83 28.91 1.1150 0.867 0.0132 0.61 10206.34 48.96 644.74 7.69 29.62 1.1160 0.865 0.0133 0.61 10406.47 49.03 653.15 7.55 30.34 1.1140 0.862 0.0133 0.61 10606.60 49.07 661.58 7.41 31.08 1.1120 0.860

36、 0.0134 0.61 10806.74 49.08 670.03 7.27 31.83 1.1100 0.857 0.0135 0.61 10826.75 49.08 670.88 7.25 31.91 1.1100 0.857 0.0135 0.61 10406.47 49.03 653.15 7.55 30.34 1.1140 0.862 0.0133 0.61 10606.60 49.07 661.58 7.41 31.08 1.1120 0.860 0.0134 0.61 10806.74 49.08 670.03 7.27 31.83 1.1100 0.857 0.0135 0.

37、61 5.4 結(jié)果圖表（1） 壓力井深曲線：圖5-4-1壓力-井深曲線 壓力井深曲線表現(xiàn)為一段初始階段向上凹其最終接近于一條直線的曲線段，這說明總體上壓力隨井深的增加而增加，但是壓力梯度是不一樣的，在井深小于800m時(shí)，壓力梯度隨井深的增加而增加，而當(dāng)井深大于800m時(shí)，壓力梯度幾乎不隨井深的變化而變化。這是由于混合物平均密井深小于800m時(shí)，平均密度逐隨井深的增加而增大，而油管壓力梯度與混合物的密度成正比，所以在井深小于800m時(shí)，曲線的斜率隨井深的增大而增大；當(dāng)井深大于800m時(shí)，曲線的斜率幾乎不變，曲線接近于一條直線。（2）溫度井深曲線圖5-4-2 溫度-井深曲線由井溫曲線分布圖可看出隨

38、著井深增加井溫變化斜率逐漸減小，并在井底處斜率趨近于零。由地面到油層溫度是按地溫梯度逐漸增加的。所謂地溫梯度，即深度每增加100m地層溫度的升高值。而在井筒中，由于地層流體不斷地向上流動(dòng)，地層流體便作為熱載體將熱量也不斷地?cái)y帶上來。通過套管、水泥環(huán)向地層傳導(dǎo)。因此，井溫總是比地溫要高。由于井底壓力等于油層壓力，而井口油管流體溫度大于地面溫度，所以油管溫度梯度小于地層地溫梯度。所以油管液體隨著流體的不斷向上流動(dòng)溫度降低速率小于地層溫度降低速率，管溫度與地層溫度差在井底處為0，并隨著井深的減小不斷增加，管流體與地層的傳熱量逐漸增加，所以管流體溫度降低的速率逐漸增大，即表現(xiàn)為井溫分布曲線圖中隨著井深

39、增加，曲線斜率逐漸減小，并在接近井底處曲線斜率趨近于零。（3）混合物平均密度井深曲線：圖5-4-3 密度-井深曲線 由密度井深曲線可知，當(dāng)井深小于1000m時(shí)，密度隨著井深的增加而增加，當(dāng)井深大于1000m時(shí)，混合物的平均密度變化幅度比較小。由壓力與深度曲線可知，隨著井深增加管壓力增大。井深小于1000m時(shí)，隨著井深增加，溶解油氣比逐漸增加，直至等于生產(chǎn)油氣比，即天然氣全部溶于原油中。而氣液混合物平均密度（其中為原油密度，為天然氣在標(biāo)況下的密度，為水的密度，Rp為生產(chǎn)油氣比，Rs為溶解油氣比，Bo為原油體積系數(shù)，Vw為水油比），可知隨著井深增大，（(Rp-Rs）逐漸減小，混合物平均密度隨之增大

40、，即表現(xiàn)為密度曲線圖中斜率逐漸增大。井深達(dá)到1000m時(shí)，隨著井深增加，溶解油氣比不再發(fā)生變化，恒等于生產(chǎn)油氣比。這時(shí)由氣液混合物平均密度公式可知?dú)庖夯旌衔锲骄芏戎慌c生產(chǎn)油氣比有關(guān)，而生產(chǎn)油氣比隨井深增加變化不大，所以混合物平均密度隨井深增加變化不大，即表現(xiàn)為混合物平均密度曲線中曲線斜率變化較小。結(jié)束語進(jìn)入卓越工們程師班，我覺得收獲頗多。在這三周里，雖然比較辛苦，但是我學(xué)到了許許多多課堂上學(xué)不到的東西。首先，我在C語言的基礎(chǔ)上，有學(xué)習(xí)了一種新的語言，經(jīng)過使用這兩種語言，發(fā)現(xiàn)它們各有特色，C語言由于指針的存在而特別靈活，但是VB卻有比較好的界面，更方便我們編制小軟件，通俗易懂。另外，VB看似簡

41、單，但是有許多技巧可言，在這幾周里，在文老師的指導(dǎo)下，學(xué)到了非常多的知識(shí)，實(shí)際在編寫代碼和運(yùn)行程序的過程中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，需要把各個(gè)窗體、模塊聯(lián)系起來，稍有差錯(cuò)，就不會(huì)得到正確的結(jié)果。此外，在老師的指導(dǎo)下，學(xué)會(huì)了導(dǎo)出數(shù)據(jù)、畫圖表，雖然說EXCEL可能也會(huì)做成這些事，但是，它又有自己獨(dú)特的功能。通過這次課程設(shè)計(jì)，對(duì)我來說是一次能力的提升，綜合的挑戰(zhàn)。 與此同時(shí)，我也掌握了相關(guān)的主要容，如：油氣物性參數(shù)的計(jì)算、能量方程的推導(dǎo)、按深度增量迭代的步驟方法等等。切實(shí)體會(huì)到了把課堂所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際資料來解決實(shí)際問題，從而把理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來。在這一段時(shí)間里，同學(xué)之間也是不斷探討、搜集相關(guān)信息

42、、上網(wǎng)查閱資料，經(jīng)歷一翻波折終于完成了這次課程設(shè)計(jì)。 但是在本次課程設(shè)計(jì)中我也暴露出來了一些問題，比如說VB使用還不夠靈活，這也許是自己剛剛接觸VB，練得還是不夠的緣故。最后，真誠地感文老師以與所有對(duì)同學(xué)們的知道，在今后的學(xué)習(xí)生活中，我一定會(huì)更加注重專業(yè)素養(yǎng)的提高，為祖國石油事業(yè)貢獻(xiàn)自己的力量。參考文獻(xiàn)1 王鴻勛，琪. 采油工藝原理M. 石油工業(yè)，2000，74-85.2 衣治安，吳雅娟主編. 實(shí)用計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教程M. 石油工業(yè)，2002.3 濤平等. 石油工程M. 石油工業(yè)，2000.4 加伏，林峰.Visual Basic程序設(shè)計(jì)教程.郵電大學(xué)，2009.附錄程序容：（1） . 模塊中的程序

43、：Public jinghao As String '井號(hào)Public H As Single '井深Public d As Single '油管徑Public Pwh As Single '油壓Public qo As Single '日產(chǎn)油量Public qg As Single '日產(chǎn)氣量Public miduo As Single '地面脫氣原油密度Public midug As Single '天然氣密度Public miduw As Single '水密度Public miduor As Single '

44、;地面脫氣原油相對(duì)密度Public midugr As Single '天然氣相對(duì)密度Public miduwr As Single '水相對(duì)密度Public WO As Single '水油比Public gt As Single '井口溫度Public gr As Single '地溫梯度Public gC As Single '傳熱系數(shù)Public Pb As Single '飽和壓力Public Co As Single '原油比熱Public Cw As Single '地層水比熱Public Cg As Sin

45、gle '天然氣比熱Public Flag As Integer '天然氣分類 富氣賦值為1 貧氣賦值為0Public fw As Single '含水率 不變量在調(diào)用時(shí)需賦值Public Wt As Single '1m3地面脫氣原油同時(shí)產(chǎn)出的油、水、氣混合物的總質(zhì)量 Kg/m3Public Vt As Single '井筒條件下產(chǎn)出Wt油氣水混合物所對(duì)應(yīng)的體積Public dgr689 As Single '689.5kPa表壓下的天然氣相對(duì)密度Public tpb As Single '飽合壓力對(duì)應(yīng)的溫度Public p0 As S

46、ingle '標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下壓力KPa 常量在調(diào)用時(shí)需賦值Public gd0 As Single '空氣密度Kg/m3 常量在調(diào)用時(shí)需賦值Public t0 As Single '標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度 常量在調(diào)用時(shí)需賦值Public g As Single '重力加速度m/s2 常量在調(diào)用時(shí)需賦值Public Rp As Single '生產(chǎn)油氣比 不變量在調(diào)用時(shí)需賦值Public AP As Single '油管截面積m2 不變量在調(diào)用時(shí)需賦值Public NN As Single '計(jì)算點(diǎn)的個(gè)數(shù)'數(shù)組的定義Public SHUZUH(

47、2000) As Single '計(jì)算點(diǎn)深度mPublic SHUZUP(2000) As Single '計(jì)算點(diǎn)壓力MPaPublic SHUZUT(2000) As Single '計(jì)算點(diǎn)溫度Public SHUZUd(2000) As Single '計(jì)算點(diǎn)混合物平均密度Kg/m3Public SHUZUuo(2000) As Single '計(jì)算點(diǎn)原油粘度mPasPublic SHUZURs(2000) As Single '計(jì)算溶解油氣比Public SHUZUBo(2000) As Single '計(jì)算點(diǎn)原油體積系數(shù)Publi

48、c SHUZUZ(2000) As Single '計(jì)算點(diǎn)天然氣壓縮系數(shù)Public SHUZUug(2000) As Single '計(jì)算點(diǎn)天然氣粘度mPasPublic SHUZUuw(2000) As Single '水的粘度mPas'求溶解油氣比Rs（p,t)函數(shù)Public Function Rs(P As Single, t As Single) As SingleDim c1 As Single, c2 As Single If miduor >= 0.8762 Then c1 = 0.0362: c2 = 1.0937: c3 = 25.724 Else c1 = 0.0178: c2 = 1.187: c3 = 23.931 End If Rs = 0.1781 * c1 * dgr689 * (0.145 * P) (c2) * Exp(c3 * (141.5 - 131.5 * miduor) / (miduor * (1.8 * t + 492) If Rs > Rp Then Rs = RpEnd Function'求原油體積系數(shù)Bo(p,t)函數(shù)Public Function Bo(P As Single, t As Sing