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

1、.PAGE ：.；東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)義務(wù)書課程 石油工程課程設(shè)計(jì) 標(biāo)題 井筒壓力分布計(jì)算 專業(yè) 石油工程 姓名 趙二猛 學(xué)號(hào) 主要內(nèi)容、根本要求、主要參考資料等設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：根據(jù)已有的根底數(shù)據(jù)，利用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，完成自噴井系統(tǒng)從井口到井底的一切相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，最終計(jì)算井筒內(nèi)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)； 確定井筒內(nèi)的壓力分布；. 設(shè)計(jì)根本要求：要求學(xué)生選擇一組根底數(shù)據(jù)，在教師的指點(diǎn)下獨(dú)立地完成設(shè)計(jì)義務(wù)，最終以設(shè)計(jì)報(bào)告的方式完本錢專題設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)報(bào)告的詳細(xì)內(nèi)容如下： 概述； 根底數(shù)據(jù)； 能量方程實(shí)際； 氣液多相垂直管流壓力梯度的摩擦損失

2、系數(shù)法； 設(shè)計(jì)框圖及結(jié)果； 終了語(yǔ)； 參考文獻(xiàn)。設(shè)計(jì)報(bào)告采用一致格式打印，要求圖表明晰、言語(yǔ)流暢、書寫規(guī)范，論據(jù)充分、壓服力強(qiáng)，到達(dá)工程設(shè)計(jì)的根本要求。. 主要參考資料：王鴻勛，張琪等，石油工業(yè)，陳濤平等，石油工業(yè)，萬(wàn)仁溥等，石油工業(yè)，完成期限 年月日年月日指點(diǎn)教師 張文 專業(yè)擔(dān)任人 王立軍 年月日東北石油大學(xué)石油工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告 PAGE 目 錄 TOC o - h z u HYPERLINK l _Toc 第章 概 述 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 設(shè)計(jì)的目的和意義 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 P

3、AGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第章 根底數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第章 能量方程實(shí)際 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 能量方程的推導(dǎo) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .多相垂直管流壓力分布計(jì)算步驟 HYPERLINK l _Toc 第章 氣液多相垂直管流壓力梯度的摩擦損失系數(shù)法 HYPERLINK l _Toc . 根本壓力方程 HYPERLINK l _Toc . 平均密度平均流速確實(shí)定方法 HYPERLINK l _Toc . 摩擦損失系數(shù)確實(shí)定

4、HYPERLINK l _Toc . 油氣水高壓物性參數(shù)的計(jì)算方法 HYPERLINK l _Toc . 井溫分布的的計(jì)算方法 HYPERLINK l _Toc . 實(shí)例計(jì)算 HYPERLINK l _Toc 第章 設(shè)計(jì)框圖及結(jié)果 HYPERLINK l _Toc . 設(shè)計(jì)框圖 HYPERLINK l _Toc . 設(shè)計(jì)結(jié)果 HYPERLINK l _Toc 終了語(yǔ) HYPERLINK l _Toc 參考文獻(xiàn) HYPERLINK l _Toc 附 錄 PAGE 6第章 概 述. 設(shè)計(jì)的目的和意義目的：確定井筒內(nèi)沿程壓力損失的流動(dòng)規(guī)律，完成自噴井系統(tǒng)從井口到井底的一切相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，運(yùn)用深度迭代

5、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)合已有的根底數(shù)據(jù)，最終計(jì)算井筒內(nèi)的壓力分布。對(duì)于 HYPERLINK chemyq/xz/xz/ukvng.htm t _blank 油氣井的優(yōu)化設(shè)計(jì)、穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)及測(cè)試技術(shù)的預(yù)測(cè)性與準(zhǔn)確性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。. 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容根據(jù)已有的根底數(shù)據(jù)，利用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，完成自噴井系統(tǒng)從井口到井底的一切相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，最終計(jì)算井筒內(nèi)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)； 確定井筒內(nèi)的壓力分布； 詳見(jiàn)第四章。第章 根底數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表見(jiàn)下表表-表- 根底數(shù)據(jù)表地面脫氣原油密度kg/m地層水比熱J/kg

6、天然氣密度kg/m.天然氣比熱J/kg水密度kg/m天然氣分類貧氣或富氣富氣水油比m/m.井號(hào)B-P井口溫度井深m地溫梯度/m.油管內(nèi)徑mm傳熱系數(shù)W/m.油壓MPa.飽和壓力MPa.日產(chǎn)油量t/d.原油比熱J/kg日產(chǎn)氣量m/d.第章 能量方程實(shí)際. 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)入斷面的流體能量+在斷面和之間對(duì)流體額外所做的功-在斷面和之間耗失的能量=從斷面流出的流體的能量 根據(jù)流膂力學(xué)及熱力學(xué),對(duì)質(zhì)量為m的任何流動(dòng)的流體，在某一形狀參數(shù)下P、T和某一位置上所具有的能量包括：內(nèi)能U；位能mgh；動(dòng)能；緊縮或膨脹能。 據(jù)此，就可以寫出多相

7、管流經(jīng)過(guò)斷面和斷面的流體的能量平衡關(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。 -式中 流體質(zhì)量，公斤； 流體體積，； 壓力，帕； 重力加速度， ； 管子中心線與參考程度面之間的夾角，度； 液流斷面沿管子中心線到參考程度面的間隔 ，米； 圖- 流體流動(dòng)表示圖 流體的內(nèi)能，包括分子運(yùn)動(dòng)所具有的內(nèi)部動(dòng)能及分子間引力引起的內(nèi)部位能以及化學(xué)能、電能等，焦?fàn)枺?流體經(jīng)過(guò)斷面的平均流速，米/秒。-式中，除了內(nèi)能外，其他參數(shù)可用丈量的方法求得。內(nèi)能雖然不能直接丈量和計(jì)算其絕對(duì)值，但可求得兩種形狀下的相對(duì)變化。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，對(duì)于可逆過(guò)程：或式中 dq為系統(tǒng)與外界交換的熱量；dU和pdV分別為

8、系統(tǒng)進(jìn)展熱交換時(shí)，在系統(tǒng)內(nèi)所引起的流體內(nèi)能的變化和由于流體體積改動(dòng)dV后抑制外部壓力所做的功。對(duì)于像他們這里所研討的這種不可逆過(guò)程來(lái)講：式中 dqr摩擦產(chǎn)生的熱量。假設(shè)以dlw表示摩擦耗費(fèi)的功，那么由上式可得：或 -改寫-式，可得到兩個(gè)流動(dòng)斷面之間的能量平衡方程： -a將-a式寫成微分方式： -b將-式代入-b式，并簡(jiǎn)化后得： -積分上式他們就可得到壓力為P和P兩個(gè)流動(dòng)斷面的能量平衡方程： -a取單位質(zhì)量的流體m=，將代入-式后得： -b式中 流體密度，。用壓力梯度表示，那么可寫為： -由此可得： 式中 單位管長(zhǎng)上的總壓力損失總壓力降；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；抑制流體

9、重力所耗費(fèi)的壓力；抑制各種摩擦阻力而耗費(fèi)的壓力。令 那么 根據(jù)流膂力學(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，假設(shè)他們?nèi)檎担敲?-式是適宜于各種管流的通用壓力梯度方程。 對(duì)于程度管流，因=，。假設(shè)用x表示程度流動(dòng)方向的坐標(biāo)，那么 -對(duì)于垂直管流，,sin= ，假設(shè)以h表示高度，那么 - 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,那么式中 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；單相程度管液流的及均為零。對(duì)于氣-液多相管流，假設(shè)流速不大，那么很小，可以忽略不計(jì)。只需求

10、得m、vm及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，研討這些參數(shù)在流動(dòng)過(guò)程中的變化規(guī)律及計(jì)算方法是多相管流研討的中心問(wèn)題。不同研討者經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研討提出了各自計(jì)算這些參數(shù)的方法。. 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)及混合物的密度、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)。

11、因此，通常每一管段的壓力梯度均需采用迭代法進(jìn)展。有兩種迭代方法：用壓差分段、按長(zhǎng)度增量迭代和用長(zhǎng)度分段、按壓力增量迭代。 用壓差分段、按長(zhǎng)度增量迭代的步驟是： ) 知任一點(diǎn)(井口或井底)的壓力作為起點(diǎn)，任選一個(gè)適宜的壓力降作為計(jì)算的壓力間隔； ) 估計(jì)一個(gè)對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度增量,以便根據(jù)溫度梯度估算該段下端的溫度； ) 計(jì)算該管段的平均溫度及平均壓力，并確定在該和下的全部流體性質(zhì)參數(shù)；) 計(jì)算該管段的壓力梯度) 計(jì)算對(duì)應(yīng)于的該段管長(zhǎng) ； ) 將第)步計(jì)算得的與第)步估計(jì)的進(jìn)展比較，兩者之差超越允許范圍，那么以計(jì)算的作為估計(jì)值，反復(fù))的計(jì)算，直至兩者之差在允許范圍內(nèi)為止； ) 計(jì)算該管段下端對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度及

12、壓力=,(i=,n) ) 以處的壓力為起點(diǎn)，反復(fù)第)步，計(jì)算下一管段的長(zhǎng)度和壓力，直到各段的累加長(zhǎng)度等于或大于管長(zhǎng)(L)時(shí)為止。 氣液多相垂直管流壓力梯度的摩擦損失系數(shù)法. 根本壓力方程摩擦損失系數(shù)法計(jì)算壓力梯度的根本方程： 式中計(jì)算段的混合物平均密度，kg/m；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(wú)因次；D管徑，m；g重力加速度，.m/s；計(jì)算管段的平均壓力梯度，Pa/m。假設(shè)用混合物流量表示流速，那么上式可寫成：式中q地面脫氣原油的產(chǎn)量，m/s； Wt隨 m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/m；其他符號(hào)及單位同前。.平均密度、平均流速確實(shí)定方法 自噴井

13、沿井筒自下而上各個(gè)流過(guò)斷面處油、氣、水混合物質(zhì)量是一直不變的，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)定消費(fèi)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)消費(fèi)的地面脫氣原油體積是不變的，并從消費(fèi)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m地面脫氣原油的體積，作為研討混合液流的參考值，那么有：式中 q產(chǎn)油量，m/s；Vt在某壓力和溫度下，伴隨每消費(fèi)m地面脫氣原油的油、水、氣總體積m，/m,即：地面每消費(fèi)m脫氣原油，在壓力P和溫度T下油應(yīng)具有的體積，等于m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

14、得出。當(dāng)?shù)孛婷肯M(fèi)m脫氣原油時(shí)，在壓力P和溫度T下，水應(yīng)具有的體積可經(jīng)過(guò)消費(fèi)油水比Vw來(lái)表示。消費(fèi)油水比等于產(chǎn)油量比產(chǎn)油量，單位為m/ m。由于水緊縮性很小，可以以為井筒內(nèi)各流過(guò)斷面處水的體積是不變的。當(dāng)?shù)孛婷肯M(fèi)m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，并經(jīng)過(guò)氣體形狀方程式求得。設(shè)Rp消費(fèi)油氣比，等于產(chǎn)氣量比產(chǎn)油量，m/ m；Rs溶解油氣比，m/ m。即在壓力P和溫度T下，溶解在相當(dāng)于m地面脫氣原油中的天然氣量。所以原來(lái)在壓力P和溫度T時(shí)，伴隨每消費(fèi)m地面脫氣原油的天然在規(guī)范形狀下所占有的體積為：但是，還需求氣休形狀方程式將Vg換算到某壓力P與溫度T下的體積。根據(jù)氣

15、體形狀方程式，知：式中 P標(biāo)況壓力絕對(duì)，KPa；T標(biāo)況溫度，K；Vg在規(guī)范壓力和溫度下的天然氣的體積，m；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，m；Z、Z氣體在規(guī)范形狀與某壓力、溫度下的緊縮因子、無(wú)因次。所以，當(dāng)Z=時(shí)，由上式可整理得：由上面兩式可得出當(dāng)?shù)孛婷肯M(fèi)m脫氣原油時(shí)，在壓力P和溫度T下，天然氣自在氣應(yīng)具有的體積為：綜合以上的分析，當(dāng)?shù)孛婷肯M(fèi)m脫氣時(shí)，在某流過(guò)斷面處油、氣、水混合物在壓力P和溫度T下的體積為：當(dāng)P和P相差不大時(shí)，可以用上式來(lái)計(jì)算某壓力P和P和溫度T和T范圍內(nèi)Vt的平均值。只是上式中P應(yīng)該采用P和P的平均值Pavg，T應(yīng)該采用該溫度范圍的平

16、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/m；Wt與m地面脫氣原油同時(shí)產(chǎn)出的油、氣、水混合物總質(zhì)量，Kg/m；與m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，m/ m?？傎|(zhì)量Wt為：式中 o地面脫氣原油密度，Kg/m；g天然氣密度規(guī)范條件下，Kg/m；w水的密度，Kg/m；Vw水油比，m/ m?；旌衔锲骄魉伲菏街?在平均壓力和溫度下即計(jì)算管段油、氣、水混合物的平均流速，m/s。.摩擦損失系數(shù)確實(shí)定 摩擦損失系數(shù)是利用由礦場(chǎng)資料相關(guān)的關(guān)

17、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，Pas； 平均溫度和平均壓力下液體的粘度，Pas； 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，該當(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)，普通取a、b為：式中K氣、液質(zhì)量比，無(wú)因次； 根據(jù)礦場(chǎng)資料繪制相關(guān)曲線時(shí)選定的常數(shù)。 利用大慶油田自噴井資料做的曲線，在取=、=時(shí)有較好的相關(guān)性

18、。那么兩相雷諾數(shù)為：再利用下式求取摩擦損失系數(shù)其中：.油氣水高壓物性參數(shù)的計(jì)算方法. 溶解油氣比需求先計(jì)算天然氣在.kPa表壓下的相對(duì)密度：式中，.kPa表壓下的天然氣相對(duì)密度，無(wú)因次； 壓力絕對(duì)和溫度下的天然氣相對(duì)密度，無(wú)因次； 溫度，； 壓力絕對(duì)，kPa； 規(guī)范形狀下，原油的相對(duì)密度，無(wú)因次。求得天然氣的在.kPa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C、C、C系數(shù)，其值見(jiàn)表； P 壓力絕對(duì)，kPa。系數(shù).CCC. 原油體積系數(shù)、當(dāng)時(shí)系數(shù)C、C、C的值如下表所示：系數(shù).CCC.-.-.-.-.-.-、當(dāng)時(shí)其中，式中 泡點(diǎn)壓力下的原油體積系數(shù)，m/m；a=-.；a=.；a=.

19、；a=-.；a=.；a=。. 天然氣緊縮系數(shù)當(dāng)天然氣的壓力低于MPa時(shí)，它的緊縮系數(shù)可以按下式計(jì)算：其中，式中 Z天然氣的緊縮系數(shù)，無(wú)因次； 對(duì)比溫度，無(wú)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(wú)因次； 天然氣的對(duì)比壓力，無(wú)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)不同情況按以下公式計(jì)算：、富氣當(dāng)天然氣的相對(duì)密度空氣為時(shí)當(dāng)時(shí)、貧氣當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)按上式計(jì)算Z值時(shí)，需求運(yùn)用迭代法。普通從設(shè)Z=開(kāi)場(chǎng)，迭代五次即可。. 原油粘度、地面脫氣原油的粘度其中、飽和原油的粘度其中. 天然氣的粘度其中式中，管道條件下天然氣的黏度，mPas； 管道條件下天然氣的密

20、度， Kg /m。. 水的粘度式中水的粘度，mPa.s. 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添加的。所謂地溫梯度，即深度每添加m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(lái)。經(jīng)過(guò)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(lái)進(jìn)展流體參數(shù)計(jì)算。 計(jì)算常規(guī)采油和井筒加熱時(shí)沿井深溫度分布的根本方程為：對(duì)于常規(guī)采油來(lái)說(shuō)，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/s； 內(nèi)熱源，W/m； 計(jì)算段起點(diǎn)高度(

21、井底為)，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)那么受地層物性和地層熱阻、油管環(huán)形空間介質(zhì)及其物性和油井的產(chǎn)量等多種要素的影響，而產(chǎn)量對(duì)的影響較小。故在一定的地層條件及井筒情況下，也可近似地以為為一常數(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和距井底的間隔 L的影響。. 實(shí)例計(jì)算 某含水自噴井產(chǎn)油量,產(chǎn)氣量，油壓，內(nèi)徑D=mm，油井深m，試求井底

22、壓力。解：用深度增量迭代方法計(jì)算。.選取壓力間隔=KPa，假設(shè)對(duì)應(yīng)的深度增量=m,.從井口起計(jì)算第一段的平均壓力及溫度：平均壓力根據(jù)井口溫度、地溫梯度及假定的h算得的平均溫度=.K(即.)。.確定下的流體性質(zhì)參數(shù)： 溶解油氣比Rs=.m/m，天然氣粘度g=.mPas,氣體緊縮因子Z=.，原油體積系數(shù)Bo=.，原油粘度o=.mPas,原油密度o=Kg/m, g=. Kg/m水的粘度w=.mPas.計(jì)算混合物平均密度計(jì)總質(zhì)量Wt 下的氣體體積Vg 消費(fèi)油氣比 m/m P=KPa,T=下的混合物總體積Vt 混合物的總質(zhì)量Wt 計(jì)算混合物的平均密度 .計(jì)算摩擦損失系數(shù)氣相雷諾數(shù)液相雷諾數(shù)氣、液質(zhì)量比兩

23、相雷諾數(shù) 其中：.計(jì)算壓力梯度及深度增量 .比較深度增量的假設(shè)值和計(jì)算值假設(shè)取=.m，那么 所以，將.作為新的假設(shè)值，從第步重新開(kāi)場(chǎng)計(jì)算，即第二次迭代，直到滿足要求后再開(kāi)場(chǎng)計(jì)算第二段。第章 設(shè)計(jì)框圖及結(jié)果開(kāi)場(chǎng)輸入根底數(shù)據(jù). 設(shè)計(jì)框圖確定起點(diǎn)壓力及計(jì)算濃度Z和分段數(shù)假設(shè)溫度梯度k=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)確定平均溫度及平均壓力根據(jù)流體物性參數(shù)求出氣液混合物壓力梯度NoP=P|P-P |Yes以下端為起點(diǎn)YesNok=k+終了. 運(yùn)轉(zhuǎn)界面. 程序進(jìn)入主界面. 程序運(yùn)轉(zhuǎn)主界面. 數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果顯示界面. 設(shè)計(jì)結(jié)果表- 計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)表井深壓力溫度平

24、均密度原油粘度溶解油氣比原油體積系數(shù)天然氣緊縮系數(shù)天然氣粘度水的粘度(m)(MPa)()(Kg/m)(mPas)(m/m)(m/m)(mPas)mPas). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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)天然氣緊縮系數(shù)天然氣粘度水的粘度

25、(m)(MPa)()(Kg/m)(mPas)(m/m)(m/m)(mPas)mPas). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

27、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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)天然氣緊縮系數(shù)天然氣粘度水的粘度(m)(MPa)()(Kg/m)(mPas)(m/m)(m/m)(mPas)mPas). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 結(jié)果圖表壓力井深曲線：圖-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，這闡明總體上壓力隨井深的添加而添加，但是壓力梯度是不一樣的，在井深小于m時(shí)，壓力梯度隨井深的添加而添加，而當(dāng)井深大于m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m時(shí)，平均密度逐隨井深的添加而增大，而油管內(nèi)壓力梯度與混合物的密度成正比，所以在

29、井深小于m時(shí)，曲線的斜率隨井深的增大而增大；當(dāng)井深大于m時(shí)，曲線的斜率幾乎不變，曲線接近于一條直線。溫度井深曲線圖- 溫度-井深曲線 由井溫曲線分布圖可看出隨著井深添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添加的。所謂地溫梯度，即深度每添加m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(lái)。經(jīng)過(guò)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，所以油管內(nèi)溫度梯度小于地層地溫梯度。所以油管內(nèi)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

30、，管內(nèi)溫度與地層溫度差在井底處為，并隨著井深的減小不斷添加，管內(nèi)流體與地層的傳熱量逐漸添加，所以管內(nèi)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添加，曲線斜率逐漸減小，并在接近井底處曲線斜率趨近于零。混合物平均密度井深曲線：圖- 密度-井深曲線 由密度井深曲線可知，當(dāng)井深小于m時(shí)，密度隨著井深的添加而添加，當(dāng)井深大于m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，隨著井深添加管內(nèi)壓力增大。井深小于m時(shí)，隨著井深添加，溶解油氣比逐漸添加，直至等于消費(fèi)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為消費(fèi)油

31、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，即表現(xiàn)為密度曲線圖中斜率逐漸增大。井深到達(dá)m時(shí)，隨著井深添加，溶解油氣比不再發(fā)生變化，恒等于消費(fèi)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消費(fèi)油氣比有關(guān)，而消費(fèi)油氣比隨井深添加變化不大，所以混合物平均密度隨井深添加變化不大，即表現(xiàn)為混合物平均密度曲線中曲線斜率變化較小。終了語(yǔ) 進(jìn)入杰出工們程師班，我覺(jué)得收獲頗多。在這三周里，雖然比較辛勞，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言語(yǔ)的根底上，有學(xué)習(xí)了一種新的言語(yǔ)，經(jīng)過(guò)運(yùn)用這兩種言語(yǔ)，發(fā)現(xiàn)它們各

32、有特征，C言語(yǔ)由于指針的存在而特別靈敏，但是VB卻有比較好的界面，更方便他們編制小軟件，通俗易懂。另外，VB看似簡(jiǎn)單，但是有許多技巧可言，在這幾周里，在張文教師的指點(diǎn)下，學(xué)到了非常多的知識(shí)，實(shí)踐在編寫代碼和運(yùn)轉(zhuǎn)程序的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，需求把各個(gè)窗體、模塊聯(lián)絡(luò)起來(lái)，稍有過(guò)失，就不會(huì)得到正確的結(jié)果。此外，在張教師的指點(diǎn)下，學(xué)會(huì)了導(dǎo)出數(shù)據(jù)、畫圖表，雖然說(shuō)EXCEL能夠也會(huì)做成這些事，但是，它又有本人獨(dú)特的功能。經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，對(duì)我來(lái)說(shuō)是一次才干的提升，綜合的挑戰(zhàn)。 與此同時(shí)，我也掌握了相關(guān)的主要內(nèi)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。真實(shí)領(lǐng)會(huì)到了把課堂

33、所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐資料來(lái)處理實(shí)踐問(wèn)題，從而把實(shí)際與實(shí)際有機(jī)結(jié)合起來(lái)。在這一段時(shí)間里，同窗之間也是不斷討論、搜集相關(guān)信息、上網(wǎng)查閱資料，閱歷一翻曲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)中我也暴顯露來(lái)了一些問(wèn)題，比如說(shuō)VB運(yùn)用還不夠靈敏，這也許是本人剛剛接觸VB，練得還是不夠的緣故。最后，真誠(chéng)地贊賞張文教師以及一切對(duì)同窗們的知道，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(guó)石油事業(yè)奉獻(xiàn)本人的力量。參考文獻(xiàn) 王鴻勛，張琪. 采油工藝原理M. 石油工業(yè)，北京，-. 衣治安，吳雅娟主編. 適用計(jì)算機(jī)根底教程M. 石油工業(yè)，. 陳濤平等. 石油工程M. 石油工業(yè)，. 蔣加伏，張林峰

34、.Visual Basic程序設(shè)計(jì)教程. 北京郵電大學(xué)，.附錄程序內(nèi)容：. 模塊中的程序：Public jinghao As String 井號(hào)Public H As Single 井深Public d As Single 油管內(nèi)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 地面脫氣

35、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 Single 天然氣比熱Public Flag As Integer 天然氣分類 富氣賦值為 貧氣賦值為P

36、ublic fw As Single 含水率 不變量在調(diào)用時(shí)需賦值Public Wt As Single m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/mPublic 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 dgr As Single .kPa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 p As Single 規(guī)范形狀下壓力KPa 常量在調(diào)用時(shí)需賦值Public gd As Single 空氣密度Kg/m 常量在調(diào)用時(shí)需賦值Public t As Single 規(guī)范形狀下溫度 常量在調(diào)用時(shí)需

37、賦值Public g As Single 重力加速度m/s 常量在調(diào)用時(shí)需賦值Public Rp As Single 消費(fèi)油氣比 不變量在調(diào)用時(shí)需賦值Public AP As Single 油管截面積m 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() As Single 計(jì)算點(diǎn)深度mPublic SHUZUP() As Single 計(jì)算點(diǎn)壓力MPaPublic SHUZUT() As Single 計(jì)算點(diǎn)溫度Public SHUZUd() As Single 計(jì)算點(diǎn)混合物平均密度Kg/mPublic SHUZUuo() As

38、Single 計(jì)算點(diǎn)原油粘度mPasPublic SHUZURs() As Single 計(jì)算溶解油氣比Public SHUZUBo() As Single 計(jì)算點(diǎn)原油體積系數(shù)Public SHUZUZ() As Single 計(jì)算點(diǎn)天然氣緊縮系數(shù)Public SHUZUug() As Single 計(jì)算點(diǎn)天然氣粘度mPasPublic SHUZUuw() As Single 水的粘度mPas求溶解油氣比Rsp,t)函數(shù)Public Function Rs(P As Single, t As Single) As SingleDim c As Single, c As Single If mi

39、duor = . Then c = .: c = .: c = . Else c = .: c = .: c = . End If Rs = . * c * dgr * (. * P) (c) * Exp(c * (. - . * miduor) / (miduor * (. * t + ) 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 Single) As SingleDim Bob As Double, c As Single, c As Single, c As

40、SingleDim a As Single, a As Single, a As Single, a As Single, a As Single, a As SingleDim c As Single If P = . Then c = . * (-): c = . * (-): c = -. * (-) Else c = . * (-): c = . * (-): c = . * (-) End If Bo = + . * c * Rs(P, t) + c * (. * t - ) * (. - . * miduor) / (miduor * dgr) + . * c * Rs(P, t)

41、 * (. * t - ) * (. - . * miduor) / (miduor * dgr) Else Bob = Bo(Pb, tpb) a = -: a = : a = .: a = -: a = .: a = c = . * (a + . * a * Rs(P, t) + a * (. * t + ) + a * dgr + a * (. - . * miduor) / miduor) / (a * P) Bo = Bob * Exp(-c * (P - Pb) End IfEnd Function求天然氣緊縮系數(shù)Z(p,t)函數(shù)富氣為,貧氣為Public Function Z(P

42、 As Single, t As Single) As Single Dim Tc As Single, Pc As Single Dim Tr As Single, Pr As Single, dr As Single dr為天然氣的對(duì)比度 Dim i As Integer If Flag = Then If midugr = . Then Tc = + . * midugr Pc = - . * midugr Else Tc = + . * midugr Pc = - . * midugr End If Else If midugr = . Then Tc = + . * midugr P

43、c = - . * midugr Else Tc = + . * midugr Pc = - . * midugr End If End If Z = Tr = ( + t) / Tc: Pr = P / Pc For i = To dr = . * Pr / (Z * Tr) Z = + (. - . / Tr - . / Tr ) * dr + (. - . / Tr + . / Tr ) * dr Next iEnd Function求原油粘度uo函數(shù)Public Function uo(P As Single, t As Single) As Single Dim uon As Sin

44、gle Dim x As Single, y As Single, zz As Single, a As Single, b As Single zz = . - . * (. - . * miduor) / miduor): y = zz: x = y * (. * + ) (-.) 地面脫氣原油溫度取 ，對(duì)結(jié)果影響較大 uon = x - a = . * (. * Rs(P, t) + ) (-.) b = . * (. * Rs(P, t) + ) (-.) uo = a * uon bEnd Function求管道條件下天然氣密度dg(p,t)函數(shù)Public Function dg(

45、P As Single, t As Single) As Single dg = midug * P * (. + t) / (Z(P, t) * p * (. + t) 根據(jù)氣體形狀方程推導(dǎo),地面規(guī)范條件下Z=End Function求管道條件下天然氣相對(duì)密度dgr(p,t)函數(shù)Public Function dgr(P As Single, t As Single) As Single dgr = dg(P, t) / gdEnd Function求天然氣粘度ug(t)函數(shù)Public Function ug(P As Single, t As Single) As SingleDim x

46、 As Single, y As Single, c As Singlex = . + / (t + .) + . * midugry = . - . * xc = (. + . * midugr) * ( + t) . / ( + * midugr + ( + t)ug = c * (-) * Exp(x * (dg(P, t) * (-) y)End Function求水粘度uw(t)函數(shù)Public Function uw(t As Single) As Single uw = Exp(. - (. * (-) * (. * t + ) + (. * (-) * (. * t + ) )

47、End Function求以為底的對(duì)數(shù)log(x)的函數(shù)Public Function Log(x As Single) As Single Log = Log(x) / Log()End Function求混合物的密度dm(p,t)函數(shù)Public Function dm(P As Single, t As Single) As Single Vt = Bo(P, t) + WO + Z(P, t) * p * ( + t) / (P * ( + t) * Abs(Rp - Rs(P, t) dm = Wt / Vt 混合物的平均密度End Function求壓力梯度函數(shù)Public Fun

48、ction r(P As Single, t As Single) As SingleDim m As Integer, n As IntegerDim K As Single, a As Single, b As SingleDim a As Single, a As Single, a As SingleDim Reg As Single, Rel As Single, Re As SingleDim f As Single 摩擦阻力損失系數(shù)Dim ul As Single 平均溫度和平均壓力下的液體粘度Dim AP As Single 求氣相、液相雷諾數(shù) ul = uo(P, t) *

49、( - fw) + uw(t) * fw AP = . * d / Reg = d * qo * Abs(Rp - Rs(P, t) * midug / AP / (ug(P, t) / ) (天然氣粘度為mPa.s因此要除以) Rel = d * qo * (miduo + gdg * Rs(P, t) + miduw * WO) / AP / (ul / ) 求兩相雷諾數(shù) K = Abs(Rp - Rs(P, t) * midug / (miduo + gdg * Rs(P, t) + miduw * WO) m = : n = a = m * K / (m * K + ): b = /

50、Exp(n * K) Re = Reg a * Rel b 求摩擦損失系數(shù)f a = -. / ( * K) + .) + . - . * ( * K) + . * ( * K) a = . / ( * K) . + .) - . + . * ( * K) - . * ( * K) a = -. / ( * K) + .) + . - . * ( * K) + . * ( * K) f = (a + a * Log(Re) + a * (Log(Re) ) r = dm(P, t) * g + f * qo * Wt / (. * d * dm(P, t)End Function井溫分布計(jì)算P

51、ublic Function t(l As Single) As SingleDim W As Single 水當(dāng)量Dim q As Single 內(nèi)熱源，對(duì)于常規(guī)采油，q=Dim Mo As Single, Mw As Single, Mg As SingleDim twf As Single 井底溫度q = Mo = qo * miduo: Mw = qo * WO * miduw: Mg = qg * midugW = Mo * Co + Mw * Cw + Mg * Cgtwf = gt + gr * H 油層溫度等于井口溫度加上井深與地溫梯度的乘積l = H - l 以井底為零點(diǎn)的深

52、度t = (W * gr + q) / gC * ( - Exp(-gC / W * l) + (twf - gr * l) 井底為零點(diǎn)深度l處的溫度l = H - lEnd Function窗體中的程序Private Sub Command_Click()Form.HideForm.ShowEnd SubPrivate Sub Command_Click()EndEnd SubPrivate Sub Form_Load()Picture.Picture = LoadPicture(C:Documents and SettingsAdministrator桌面井筒壓力分布picture.jpg

53、)End Sub窗體中的程序Private Sub midu_Click()Form.ShowEnd SubPrivate Sub open_Click()CD.Filter = 數(shù)據(jù)文件*.txt)|*.txtCD.InitDir = App.PathCD.ShowOpenOpen CD.FileName For Input As #Dim a As String For i = To Input #, a If a Then Text(i).Text = a Next i Input #, a If a = Then Option.Value = True Else Option.Valu

54、e = True End IfClose #End SubPrivate Sub print_Click()CD.ShowOpenCD.Action = 翻開(kāi)打印機(jī)對(duì)話框End SubPrivate Sub quit_Click()EndEnd SubPrivate Sub saveyuanshi_Click()Dim aa As StringDim fname As StringDim responsefname = Replace(Text().Text, Chr() & Chr(), ) & 號(hào)井原始數(shù)據(jù).txtfname = App.Path & & fname Open fname

55、For Output As # For i = To aa = Text(i).Text Write #, aa Next i If Option.Value = True Then Write #, ElseIf Option.Value = True Then Write #, Else Write #, End If Close # response = MsgBox(保管原始數(shù)據(jù)?, , 提示) If response = vbOK Then MsgBox 原始數(shù)據(jù)已保管在程序所在文件夾，文件名為： & Text().Text & 號(hào)井原始數(shù)據(jù).txt, vbOKOnly, 提示End

56、 IfEnd SubPrivate Sub shuju_Click()MsgBox 需求協(xié)助 請(qǐng)與趙二猛聯(lián)絡(luò), vbOKOnly, 提示End SubPrivate Sub wenduquxian_Click()Form.ShowEnd SubPrivate Sub yali_Click()Form.ShowEnd SubPrivate Sub yijian_Click()MsgBox 有建議請(qǐng)與趙二猛聯(lián)絡(luò), vbOKOnly, 提示End Sub窗體中的程序Private Sub Form_Load()With MFG.Cols = .Rows = NN + .TextMatrix(, )

57、= 計(jì)算點(diǎn): .TextMatrix(, ) = 井深m): .TextMatrix(, ) = 壓力(MPa): .TextMatrix(, ) = 溫度() .TextMatrix(, ) = 混合物密度(Kg/m): .TextMatrix(, ) = 原油粘度(mPas): .TextMatrix(, ) = 溶解油氣比(m/m): .TextMatrix(, ) = 原油體積系數(shù).TextMatrix(, ) = 天然氣緊縮系數(shù) : .TextMatrix(, ) = 天然氣粘度(mPas): .TextMatrix(, ) = 水的粘度(mPas)For i = To (NN) .

58、TextMatrix(i, ) = (i) .TextMatrix(i, ) = SHUZUH(i) .TextMatrix(i, ) = Format(SHUZUP(i), .) 保管小數(shù)點(diǎn)位數(shù) .TextMatrix(i, ) = Format(SHUZUT(i), .) .TextMatrix(i, ) = Format(SHUZUd(i), .) .TextMatrix(i, ) = Format(SHUZUuo(i), .) .TextMatrix(i, ) = Format(SHUZURs(i), .) .TextMatrix(i, ) = Format(SHUZUBo(i), .

59、) .TextMatrix(i, ) = Format(SHUZUZ(i), .) .TextMatrix(i, ) = Format(SHUZUug(i), .) .TextMatrix(i, ) = Format(SHUZUuw(i), .)Next iFor i = To .ColAlignment(i) = 設(shè)置每一列的單元格內(nèi)容居中Next i.ColWidth() = .ColWidth() = .ColWidth() = .ColWidth() = .ColWidth() = .ColWidth() = .ColWidth() = .ColWidth() = .ColWidth(

60、) = .ColWidth() = .ColWidth() = End WithEnd SubPrivate Sub yalijingshen_Click()Form.HideForm.ShowEnd SubPrivate Sub yalijingwen_Click()Form.HideForm.ShowEnd SubPrivate Sub yalimiduquxian_Click()Form.HideForm.ShowEnd Sub窗體中的程序Private Sub Form_Load()With MFG.Cols = .Rows = NN + .TextMatrix(, ) = 計(jì)算點(diǎn):