《采油工程》考試改革課堂考核環(huán)節(jié)試題第一次采油大作業(yè)答案

千里之行，始于足下。第2頁(yè)/共2頁(yè)精品文檔推薦《采油工程》考試改革課堂考核環(huán)節(jié)試題第一次采油大作業(yè)答案.第一題

生產(chǎn)初期假設(shè)該井能夠自噴生產(chǎn)，井筒中的流淌能夠分為兩段。下部分泡點(diǎn)壓力以下為純液流，上端低于泡點(diǎn)壓力之后為氣液兩相流。忽略加速度壓力梯度部分。

為了簡(jiǎn)化計(jì)算，似乎確定摩阻壓力梯度的比例，說(shuō)井筒管流分為兩部分，純液流和藹液兩相流。以第一組數(shù)據(jù)為例，依照混合液的密度能夠得到液柱高600.92m，氣液混合物高度899.08m。

（1）純液柱段摩阻壓落和總壓落計(jì)算：油藏條件下的原油密度：

oasg

oio

RBρργρ+=

依照油層物理第一章的內(nèi)容，我們能夠得到油藏條件下的溶解氣油比

33

25.94/sRmm=

于是可得油藏條件下的原油密度：

3

831.88/oikgmρ=

原油析出氣體前可忽略壓力所引起的密度變化，所以該段原油密度可近似取原始條件下的原油密度。于是該段的平均密度：

3(110%)10%848.7/moiwkgmρρρ=-+?=

重力壓力梯度：

/hmdpdhg

ρ=?

原油流速：

()/86400

moowwqqBqB=+

雷諾數(shù)：

Remm

m

DvNρμ=

其中粘度為油水的體積加權(quán)平均值，原油的粘度依照油層物理學(xué)中相關(guān)公式得到。依照雷諾數(shù)的大小，所給四組生產(chǎn)條件下的流淌皆為水力光滑區(qū)。故有：

14

Re

0.3164

fN=

摩擦損失梯度：

2

/2mm

fvdpdhf

Dρ=

（2）氣液共存段摩阻壓落及總壓落計(jì)算：為簡(jiǎn)化運(yùn)算，氣液共存段別分段，使用Orkiszewski辦法舉行計(jì)算。該段平均壓力為：（9+0.1）/2=4.505MPa，按照溫度梯度計(jì)算中點(diǎn)溫度值作為該段平均溫度。

氣，液的就地流量：

00()86400pso

gpTZRRqqpT-=

86400ooww

lqBqBq+=

按照Orkiszewski辦法流型劃分原則，分不計(jì)算LB（泡流界限），LS（段塞流界限）等等，并分析別同產(chǎn)量下的流型。四種產(chǎn)量下的流型都為泡流，其摩擦損失梯度能夠按照液相舉行計(jì)算。然而液相流速需要計(jì)算持氣率Hg，泡流持氣率計(jì)算參見(jiàn)《采油工程原理與設(shè)計(jì)》。液相真實(shí)流速：

l(1)

l

hpgqvAH=

-

按照相同的辦法可得到摩擦阻力系數(shù)，從而計(jì)算該段的摩擦阻力損失。依照持氣率亦可計(jì)算該段平均密度，從而得到氣液共存段的重力壓力梯度。

（3）依照各段的壓力梯度和高度，可分不計(jì)算總的重力壓差和摩阻壓差，從而得到摩阻壓力梯度所占的比例。結(jié)果見(jiàn)附表

產(chǎn)液摩阻壓落/Pa重力壓落/Pa摩阻壓落占比/%11299.478651112635962.980.002419.81265.84591712444729.220.010225.42378.9115612331780.590.019331.3

4039.60687912218334.340.0331

摩阻與產(chǎn)量關(guān)系

0.0000

0.00500.01000.01500.02000.0250

0.03000.03500

5

10

1520253035

產(chǎn)液量

摩阻占比

第二題

一、計(jì)算地層壓力：P=1.15x1000x9.8x1500=16.905MPa；挑選合適的產(chǎn)量和壓力(可自個(gè)兒挑選):流壓(12.9MPa)—流量(19.8m3/d)。

二、依照題目相應(yīng)地層和流體參數(shù)計(jì)算某一油管直徑的井筒壓力梯度損失。（可利用matlab編程來(lái)實(shí)現(xiàn)）

已知參數(shù)：油層厚度5m；中深1500m；地層壓力系數(shù)1.15；原油飽和壓力9.0MPa；含水率為10%；生產(chǎn)氣油比20m3/t；原油相對(duì)密度0.85；天然氣相對(duì)密度0.7；50℃脫

氣原油粘度30mPa.s

處理參數(shù)：假設(shè)地層溫度梯度為每100米3攝氏度，地表溫度為20攝氏度，結(jié)合地層的厚度就可知地層的溫度分布。利用飽和壓力將井筒分為別同的兩段，依照別同氣

液流型計(jì)算相應(yīng)狀態(tài)下的流體參數(shù)。

計(jì)算辦法：參考助教復(fù)印的壓力梯度計(jì)算辦法。

采納兩項(xiàng)垂直管流的Orkiszewski辦法：用壓力增量迭代法計(jì)算1）確定起始點(diǎn)壓力p1，計(jì)算深度增量ΔZ和分段數(shù)N：

2）初始計(jì)算段的壓力落為Δp設(shè)，并計(jì)算下端壓力：

3)計(jì)算該段的平均壓力和平均溫度：

4)計(jì)算和下的流體性質(zhì)參數(shù)及流淌參數(shù)：

（1）原油的API度

（2）溶解氣油比：因?yàn)棣肁PI＞30

（3）原油的體積系數(shù)

（4）原油密度

（5）油水混合液體的密度

（6）液體的粘度

死油的粘度

活油的粘度

水的粘度：

液體的粘度：

（7）油、天然氣的表面張力：

（8）水、天然氣的表面張力：

（9）油、水混合物和天然氣的表面張力：

（10）天然氣的粘度：

其中：

（11）天然氣的壓縮因子

其中

條件計(jì)算公式（12）天然氣密度

5）推斷流態(tài)

計(jì)算流量：

氣體體積流量：

氣體質(zhì)量流量：

液體體積流量：

液體體積流量：

無(wú)因次氣體流速：

5）計(jì)算平均密度與摩擦損失梯度

代入可求出平均密度

依照相對(duì)粗糙度和雷諾數(shù)查表的摩擦阻力系數(shù)f=0.04，可得摩擦梯度：

6）計(jì)算壓落

7）計(jì)算誤差

8）利用編制的程序計(jì)算井筒的壓力分布并繪圖。

三、計(jì)算別同油管直徑下井筒壓力梯度，選出最優(yōu)解（對(duì)應(yīng)現(xiàn)有油管尺寸）。

四、Matlab編程產(chǎn)生的計(jì)算結(jié)果。

表1別同油管半徑下的壓力梯度

油管半徑壓力梯度油管半徑壓力梯度

0.0250.00886620.0430.007337

0.0260.00839370.0440.0073XXX

0.0270.00807620.0450.0073608

0.0280.00791080.0460.007373

0.0290.00780510.0470.0073855

0.030.00772860.0480.0073983

0.0310.007670.0490.007411

0.0320.00762290.050.0074238

0.0330.00758350.0510.0074366

0.0340.00755030.0520.0074494

0.0350.00752040.0530.0074623

0.0360.00749390.0540.007475

0.0370.00746880.0550.0074876

0.0380.00744420.0560.0075001

0.0390.00742070.0570.0075124

0.040.00739640.0580.0075247

0.0410.00737120.0590.0075367

0.0420.00734560.060.0075487

圖1別同油管半徑對(duì)應(yīng)的壓力梯度

3（即最優(yōu)油管半徑）。圖中的最低點(diǎn)對(duì)應(yīng)最小的壓力梯度，對(duì)應(yīng)的油管尺寸:21

第三題（思路）

多相流計(jì)算只思考重力和摩擦損失，故井筒壓力損失由重力損失和摩擦損失組成。有題目1可知摩擦損失，進(jìn)而可得摩擦梯度f(wàn)

dpdL??

???。

以井口為求解節(jié)點(diǎn)，關(guān)系式為：P2=P1+P12f+P12g

式中，P12f為摩擦損失，P12g為重力損失。P2=Pwf；

P12f=f

dphdL?

???

??；

12[(1)]gmowwwPghffghρρρ==-+

依照題目所給的流量與流壓數(shù)據(jù)，計(jì)算出P1值

1

2

，填入下表。液量Q(m3/d)11.019.825.430.3流

壓Pwf(MPa)

14.1

12.9

12.49

12.1

P1(MPa)

把結(jié)果畫到圖2中得到曲線A（曲線A別一定是直線），與曲線B的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)量即為該井對(duì)應(yīng)的最大產(chǎn)量。若產(chǎn)量可觀，則以為投產(chǎn)初期油藏能量充腳，為充分利用地層能量，挑選自噴生產(chǎn)，若產(chǎn)量別可觀，挑選氣舉生產(chǎn)。

Q(m3/d)1MPa

P1（MPa）

B

A

第四題（思路）

1、ρgsinθ+ρvρ/d*

式中ρ為多相混合物的密度;v為多相混合物的流速;f為多相混合物流淌時(shí)的摩擦阻力系數(shù);d為管徑;p為壓力;h為深度;g為重力加速度;θ為井歪角的余角。

f=0.1，ρ=874.14kg/m3，d=0.065m，h=1500m，

（1）利用Beggs-Brill辦法計(jì)算井筒內(nèi)的壓力梯度。設(shè)定一系列的產(chǎn)量，求出對(duì)應(yīng)的井底流壓，在每一具壓力下運(yùn)用壓力增量迭代法從井底向上計(jì)算，為簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，將整個(gè)井筒作為一段舉行計(jì)算，依照平均壓力和平均溫度計(jì)算Rs，Bo，Z，μo,μg，原油密度，天然氣密度，氣液的就地流量、表觀流速、質(zhì)量流量等流體的性質(zhì)參數(shù)，依照Beggs-Brill辦法的