東北石油大學石油工程課程設計采油工程部分井筒壓力分

1、.PAGE ：.；東北石油大學課程設計義務書課程 石油工程課程設計 標題 井筒壓力分布計算 專業(yè) 石油工程 姓名 趙二猛 學號 主要內(nèi)容、根本要求、主要參考資料等設計主要內(nèi)容：根據(jù)已有的根底數(shù)據(jù)，利用所學的專業(yè)知識，完成自噴井系統(tǒng)從井口到井底的一切相關參數(shù)的計算，最終計算井筒內(nèi)的壓力分布。 計算出油井溫度分布； 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；. 設計根本要求：要求學生選擇一組根底數(shù)據(jù)，在教師的指點下獨立地完成設計義務，最終以設計報告的方式完本錢專題設計，設計報告的詳細內(nèi)容如下： 概述； 根底數(shù)據(jù)； 能量方程實際； 氣液多相垂直管流壓力梯度的摩擦損失

2、系數(shù)法； 設計框圖及結(jié)果； 終了語； 參考文獻。設計報告采用一致格式打印，要求圖表明晰、言語流暢、書寫規(guī)范，論據(jù)充分、壓服力強，到達工程設計的根本要求。. 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)，萬仁溥等，石油工業(yè)，完成期限 年月日年月日指點教師 張文 專業(yè)擔任人 王立軍 年月日東北石油大學石油工程課程設計報告 PAGE 目 錄 TOC o - h z u HYPERLINK l _Toc 第章 概 述 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 設計的目的和意義 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 設計的主要內(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 能量方程實際 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 能量方程的推導 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .多相垂直管流壓力分布計算步驟 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定方法 HYPERLINK l _Toc . 摩擦損失系數(shù)確實定

4、HYPERLINK l _Toc . 油氣水高壓物性參數(shù)的計算方法 HYPERLINK l _Toc . 井溫分布的的計算方法 HYPERLINK l _Toc . 實例計算 HYPERLINK l _Toc 第章 設計框圖及結(jié)果 HYPERLINK l _Toc . 設計框圖 HYPERLINK l _Toc . 設計結(jié)果 HYPERLINK l _Toc 終了語 HYPERLINK l _Toc 參考文獻 HYPERLINK l _Toc 附 錄 PAGE 6第章 概 述. 設計的目的和意義目的：確定井筒內(nèi)沿程壓力損失的流動規(guī)律，完成自噴井系統(tǒng)從井口到井底的一切相關參數(shù)的計算，運用深度迭代

5、方法計算多相垂直管流的壓力分布。意義：利用所學的專業(yè)知識，結(jié)合已有的根底數(shù)據(jù)，最終計算井筒內(nèi)的壓力分布。對于 HYPERLINK chemyq/xz/xz/ukvng.htm t _blank 油氣井的優(yōu)化設計、穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)及測試技術(shù)的預測性與準確性具有重要的現(xiàn)實意義。. 設計的主要內(nèi)容根據(jù)已有的根底數(shù)據(jù)，利用所學的專業(yè)知識，完成自噴井系統(tǒng)從井口到井底的一切相關參數(shù)的計算，最終計算井筒內(nèi)的壓力分布。 計算出油井溫度分布； 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； 詳見第四章。第章 根底數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表見下表表-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 能量方程實際. 能量方程的推導 流體流動系統(tǒng)都可根據(jù)能量守恒定律寫出兩個流動斷面間的能量平衡關系：進入斷面的流體能量+在斷面和之間對流體額外所做的功-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)流膂力學及熱力學,對質(zhì)量為m的任何流動的流體，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；動能；緊縮或膨脹能。 據(jù)此，就可以寫出多相

7、管流經(jīng)過斷面和斷面的流體的能量平衡關系。為了得到各種管流能量平衡的普遍關系，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- 流體流動表示圖 流體的內(nèi)能，包括分子運動所具有的內(nèi)部動能及分子間引力引起的內(nèi)部位能以及化學能、電能等，焦爾； 流體經(jīng)過斷面的平均流速，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算其絕對值，但可求得兩種形狀下的相對變化。根據(jù)熱力學第一定律，對于可逆過程：或式中 dq為系統(tǒng)與外界交換的熱量；dU和pdV分別為

8、系統(tǒng)進展熱交換時，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dV后抑制外部壓力所做的功。對于像他們這里所研討的這種不可逆過程來講：式中 dqr摩擦產(chǎn)生的熱量。假設以dlw表示摩擦耗費的功，那么由上式可得：或 -改寫-式，可得到兩個流動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，并簡化后得： -積分上式他們就可得到壓力為P和P兩個流動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 單位管長上的總壓力損失總壓力降；由于動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、重力所耗費的壓力；抑制各種摩擦阻力而耗費的壓力。令 那么 根據(jù)流膂力學管流計算公式式中 f摩擦阻力系數(shù)； d管徑，米。在Z的方向為由下而上的坐標系中為負值，假設他們?nèi)檎?，那?-式是適宜于各種管流的通用壓力梯度方程。 對于程度管流，因=，。假設用x表示程度流動方向的坐標，那么 -對于垂直管流，,sin= ，假設以h表示高度，那么 - 為了強調(diào)多相混合物流動，將方程中的各項流動參數(shù)加下角標“m,那么式中 m多相混合物的密度； vm多相混合物的流速； fm多相混合物流動時的摩擦阻力系數(shù)。單相垂直管液流的；單相程度管液流的及均為零。對于氣-液多相管流，假設流速不大，那么很小，可以忽略不計。只需求

10、得m、vm及fm就可計算出壓力梯度。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)在流動過程中的變化規(guī)律及計算方法是多相管流研討的中心問題。不同研討者經(jīng)過實驗研討提出了各自計算這些參數(shù)的方法。. 多相垂直管流壓力分布計算步驟 按氣液兩相管流的壓力梯度公式計算沿程壓力分布時，影響流體流動規(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算以提高計算精度。同時計算壓力分布時要先給出相應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展。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： ) 知任一點(井口或井底)的壓力作為起點，任選一個適宜的壓力降作為計算的壓力間隔； ) 估計一個對應的長度增量,以便根據(jù)溫度梯度估算該段下端的溫度； ) 計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)；) 計算該管段的壓力梯度) 計算對應于的該段管長 ； ) 將第)步計算得的與第)步估計的進展比較，兩者之差超越允許范圍，那么以計算的作為估計值，反復)的計算，直至兩者之差在允許范圍內(nèi)為止； ) 計算該管段下端對應的長度及

12、壓力=,(i=,n) ) 以處的壓力為起點，反復第)步，計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)法計算壓力梯度的根本方程： 式中計算段的混合物平均密度，kg/m；計算段的混合物平均流速，m/s；計算段的摩擦損失系數(shù)，無因次；D管徑，m；g重力加速度，.m/s；計算管段的平均壓力梯度，Pa/m。假設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地面脫氣原油同時產(chǎn)出的油、水、氣混合物的總質(zhì)量，Kg/m；其他符號及單位同前。.平均密度、平均流速確實定方法 自噴井

13、沿井筒自下而上各個流過斷面處油、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)定消費時，單位時間內(nèi)消費的地面脫氣原油體積是不變的，并從消費日報表中直接查到。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m地面脫氣原油的油、水、氣總體積m，/m,即：地面每消費m脫氣原油，在壓力P和溫度T下油應具有的體積，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的變化關系，可由高壓物性資料

14、得出。當?shù)孛婷肯Mm脫氣原油時，在壓力P和溫度T下，水應具有的體積可經(jīng)過消費油水比Vw來表示。消費油水比等于產(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)各流過斷面處水的體積是不變的。當?shù)孛婷肯Mm脫氣原油時，在壓力P和溫度T下天然氣應具有的體積Vg可作如下分析，并經(jīng)過氣體形狀方程式求得。設Rp消費油氣比，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，溶解在相當于m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，伴隨每消費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標況壓力絕對，KPa；T標況溫度，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，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、無因次。所以，當Z=時，由上式可整理得：由上面兩式可得出當?shù)孛婷肯Mm脫氣原油時，在壓力P和溫度T下，天然氣自在氣應具有的體積為：綜合以上的分析，當?shù)孛婷肯Mm脫氣時，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P和P相差不大時，可以用上式來計算某壓力P和P和溫度T和T范圍內(nèi)Vt的平均值。只是上式中P應該采用P和P的平均值Pavg，T應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。總質(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)確實定 摩擦損失系數(shù)是利用由礦場資料相關的關

17、系確定。 兩相雷諾數(shù)與單相雷諾數(shù)的關系為： =式中 氣相雷諾數(shù)純氣體流動的雷諾數(shù) 液相雷諾數(shù)純液體流動的雷諾數(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，該當使兩相流在任一極端情況下，即只單相流時，兩相雷諾數(shù)也應隨著成為相應的單相雷諾數(shù)，普通取a、b為：式中K氣、液質(zhì)量比，無因次； 根據(jù)礦場資料繪制相關曲線時選定的常數(shù)。 利用大慶油田自噴井資料做的曲線，在取=、=時有較好的相關性

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)的計算方法. 溶解油氣比需求先計算天然氣在.kPa表壓下的相對密度：式中，.kPa表壓下的天然氣相對密度，無因次； 壓力絕對和溫度下的天然氣相對密度，無因次； 溫度，； 壓力絕對，kPa； 規(guī)范形狀下，原油的相對密度，無因次。求得天然氣的在.kPa表壓下的相對密度后，再利用下式即可求得溶解油氣比：式中C、C、C系數(shù)，其值見表； P 壓力絕對，kPa。系數(shù).CCC. 原油體積系數(shù)、當時系數(shù)C、C、C的值如下表所示：系數(shù).CCC.-.-.-.-.-.-、當時其中，式中 泡點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)當天然氣的壓力低于MPa時，它的緊縮系數(shù)可以按下式計算：其中，式中 Z天然氣的緊縮系數(shù)，無因次； 對比溫度，無因次； T溫度，K； 天然氣的假臨界溫度，K 天然氣的對比度，無因次； 天然氣的對比壓力，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)不同情況按以下公式計算：、富氣當天然氣的相對密度空氣為時當時、貧氣當時當時按上式計算Z值時，需求運用迭代法。普通從設Z=開場，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，地層流體便作為熱載體將熱量也不斷地攜帶上來。經(jīng)過套管、水泥環(huán)向地層傳導。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，計算應采用井溫來進展流體參數(shù)計算。 計算常規(guī)采油和井筒加熱時沿井深溫度分布的根本方程為：對于常規(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/s； 內(nèi)熱源，W/m； 計算段起點高度(

21、井底為)，m； 水當量，W/。水當量可如下計算：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，整個井筒的溫度分布就只受與油井產(chǎn)量有關的水當量W和距井底的間隔 L的影響。. 實例計算 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算。.選取壓力間隔=KPa，假設對應的深度增量=m,.從井口起計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.計算混合物平均密度計總質(zhì)量Wt 下的氣體體積Vg 消費油氣比 m/m P=KPa,T=下的混合物總體積Vt 混合物的總質(zhì)量Wt 計算混合物的平均密度 .計算摩擦損失系數(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：.計算壓力梯度及深度增量 .比較深度增量的假設值和計算值假設取=.m，那么 所以，將.作為新的假設值，從第步重新開場計算，即第二次迭代，直到滿足要求后再開場計算第二段。第章 設計框圖及結(jié)果開場輸入根底數(shù)據(jù). 設計框圖確定起點壓力及計算濃度Z和分段數(shù)假設溫度梯度k=初設計算段壓降P，并計算下端壓力根據(jù)相關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YesNok=k+終了. 運轉(zhuǎn)界面. 程序進入主界面. 程序運轉(zhuǎn)主界面. 數(shù)據(jù)計算結(jié)果顯示界面. 設計結(jié)果表- 計算結(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，壓力梯度隨井深的添加而添加，而當井深大于m時，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，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，曲線的斜率隨井深的增大而增大；當井深大于m時，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，地層流體便作為熱載體將熱量也不斷地攜帶上來。經(jīng)過套管、水泥環(huán)向地層傳導。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，當井深小于m時，密度隨著井深的添加而添加，當井深大于m時，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，隨著井深添加，溶解油氣比逐漸添加，直至等于消費油氣比，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，為天然氣在標況下的密度， 為水的密度，Rp為消費油

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m時，隨著井深添加，溶解油氣比不再發(fā)生變化，恒等于消費油氣比。這時由氣液混合物平均密度公式可知氣液混合物平均密度只與消費油氣比有關，而消費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 進入杰出工們程師班，我覺得收獲頗多。在這三周里，雖然比較辛勞，但是我學到了許許多多課堂上學不到的東西。首先，我在C言語的根底上，有學習了一種新的言語，經(jīng)過運用這兩種言語，發(fā)現(xiàn)它們各

32、有特征，C言語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看似簡單，但是有許多技巧可言，在這幾周里，在張文教師的指點下，學到了非常多的知識，實踐在編寫代碼和運轉(zhuǎn)程序的過程中會出現(xiàn)各種各樣的問題，需求把各個窗體、模塊聯(lián)絡起來，稍有過失，就不會得到正確的結(jié)果。此外，在張教師的指點下，學會了導出數(shù)據(jù)、畫圖表，雖然說EXCEL能夠也會做成這些事，但是，它又有本人獨特的功能。經(jīng)過這次課程設計，對我來說是一次才干的提升，綜合的挑戰(zhàn)。 與此同時，我也掌握了相關的主要內(nèi)容，如：油氣物性參數(shù)的計算、能量方程的推導、按深度增量迭代的步驟方法等等。真實領會到了把課堂

33、所學的知識運用于實踐資料來處理實踐問題，從而把實際與實際有機結(jié)合起來。在這一段時間里，同窗之間也是不斷討論、搜集相關信息、上網(wǎng)查閱資料，閱歷一翻曲折終于完成了這次課程設計。 但是在本次課程設計中我也暴顯露來了一些問題，比如說VB運用還不夠靈敏，這也許是本人剛剛接觸VB，練得還是不夠的緣故。最后，真誠地贊賞張文教師以及一切對同窗們的知道，在今后的學習生活中，我一定會更加注重專業(yè)素養(yǎng)的提高，為祖國石油事業(yè)奉獻本人的力量。參考文獻 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. 適用計算機根底教程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程序設計教程. 北京郵電大學，.附錄程序內(nèi)容：. 模塊中的程序：Public jinghao As String 井號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、原油相對密度Public midugr As Single 天然氣相對密度Public miduwr As Single 水相對密度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)用時需賦值Public Wt As Single m地面脫氣原油同時產(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油氣水混合物所對應的體積Public dgr As Single .kPa表壓下的天然氣相對密度Public tpb As Single 飽合壓力對應的溫度Public p As Single 規(guī)范形狀下壓力KPa 常量在調(diào)用時需賦值Public gd As Single 空氣密度Kg/m 常量在調(diào)用時需賦值Public t As Single 規(guī)范形狀下溫度 常量在調(diào)用時需

37、賦值Public g As Single 重力加速度m/s 常量在調(diào)用時需賦值Public Rp As Single 消費油氣比 不變量在調(diào)用時需賦值Public AP As Single 油管截面積m 不變量在調(diào)用時需賦值Public NN As Single 計算點的個數(shù)數(shù)組的定義Public SHUZUH() As Single 計算點深度mPublic SHUZUP() As Single 計算點壓力MPaPublic SHUZUT() As Single 計算點溫度Public SHUZUd() As Single 計算點混合物平均密度Kg/mPublic SHUZUuo() As

38、Single 計算點原油粘度mPasPublic SHUZURs() As Single 計算溶解油氣比Public SHUZUBo() As Single 計算點原油體積系數(shù)Public SHUZUZ() As Single 計算點天然氣緊縮系數(shù)Public SHUZUug() As Single 計算點天然氣粘度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,地面規(guī)范條件下Z=End Function求管道條件下天然氣相對密度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井溫分布計算P

51、ublic Function t(l As Single) As SingleDim W As Single 水當量Dim q As Single 內(nèi)熱源，對于常規(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 以井底為零點的深

52、度t = (W * gr + q) / gC * ( - Exp(-gC / W * l) + (twf - gr * l) 井底為零點深度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 = 翻開打印機對話框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 請與趙二猛聯(lián)絡, vbOKOnly, 提示End SubPrivate Sub wenduquxian_Click()Form.ShowEnd SubPrivate Sub yali_Click()Form.ShowEnd SubPrivate Sub yijian_Click()MsgBox 有建議請與趙二猛聯(lián)絡, vbOKOnly, 提示End Sub窗體中的程序Private Sub Form_Load()With MFG.Cols = .Rows = NN + .TextMatrix(, )

57、= 計算點: .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(, ) = 計算點: