【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在沖擊流和環(huán)狀流、氣泡流、氣團(tuán)流都可以得到滿意的結(jié)果；而對(duì)于層狀流則偏小，這是因?yàn)閷訝盍鲿r(shí)液相的過流斷面直徑小于D的原因。（1）當(dāng)給定管路工況參數(shù)后，利用輸送溫度來判別液相屬于牛頓流體或非牛流體。（2）當(dāng)液相屬于牛頓流體時(shí)，由溫度t查出此溫度下的液相粘度，利用式（22）判別流態(tài)，在表中查出、值，代入式（21）即可得出所要求的壓降值。（3）當(dāng)液相屬于非牛流時(shí)，利用式（25）、式（26）計(jì)算液相剪切速率，再由溫度和查粘溫曲線找出此工況下的粘度，繼而利用式（22）、式（23）、式（21）判別流態(tài)，計(jì)算壓降。第3章 原油、天然氣和水的物性參數(shù)石油與天然氣在不同的狀態(tài)下性質(zhì)會(huì)不同，特別是石油和天然氣在油氣層及開采過程中都處于較高的溫度和壓力條件下，與地面脫氣原油相比，不僅相態(tài)有變化，而且其物理性質(zhì)也有很大的差別。因此，在油氣兩相管流的計(jì)算中，我們必須掌握石油和天然氣的高壓物性特點(diǎn)、變化規(guī)律及影響因素，這對(duì)油田開發(fā)、滲流計(jì)算、儲(chǔ)存和加工等工藝都有必不可少的參數(shù)和資料。 對(duì)于高壓物性參數(shù)的計(jì)算，本文涉及到的是較常用的國(guó)內(nèi)外計(jì)算石油、天然氣物性參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式和曲線。 原油在開采過程中與地面脫氣油相比，最大的特點(diǎn)就是在較高的溫度和壓力條件下溶有一定量的氣體。所以，影響原油高壓物性的一個(gè)重要因素就是油中溶解氣量的大小，通常用溶解油氣比來表示，它定義為：?jiǎn)挝惑w積的地面原油在一定的溫度和壓力條件下所溶解的天然氣的標(biāo)準(zhǔn)體積。 本文采用的是國(guó)內(nèi)外常用計(jì)算體積系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式，瓦茲奎茲—貝格斯公式。瓦茲奎茲和貝克斯考慮到早期的相關(guān)規(guī)律多是基于一定油田的為數(shù)不多的數(shù)據(jù)得出的，于是他們?cè)谑占耸澜缟显S多油田的600多個(gè)實(shí)驗(yàn)室的PVT分析結(jié)果，分析了6000多組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)天然氣的相對(duì)密度是一個(gè)很重要的影響因素。，因此他們采用表壓作為參照壓力。 (31)式中 ——，無(wú)因次；——，無(wú)因次；——溫度，℃；P`——絕對(duì)壓力，KPa。1980年瓦茲奎茲和貝格斯給出了四種計(jì)算流體物性參數(shù)的相關(guān)規(guī)律。其中，計(jì)算溶解油比的公式如下： （32）其中： （33）式中——溶解油氣比，無(wú)因次 ——，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； ——原油相對(duì)密度，無(wú)因次。 、——系數(shù)，其值見表31； p——壓力（絕對(duì)）。 表31 系數(shù)、系數(shù)≥＜ 原油體積系數(shù) 原油體積系數(shù)是指原油在一定的溫度和壓力條件下的體積同其在地面標(biāo)準(zhǔn)狀況下脫氣后的體積之比。 從定義可以看出，原油體積系數(shù)表示了單位體積的地面脫氣原油在該溫度以及壓力下的體積。本文采用的是國(guó)內(nèi)外常用的計(jì)算體積系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式，瓦茲奎茲—貝格斯公式。（1）≤時(shí) （34）式中 ——體積系數(shù)，無(wú)因次、——系數(shù)，其值見表32表32 系數(shù)、系數(shù)≥（2）時(shí) （35）其中 （36） 式中 ——泡點(diǎn)壓力下的原油體積系數(shù)，；， ， ， ， ， 。 天然氣的壓縮系數(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： （37）其中 （38） （39） (310)式中 ——天然氣的壓縮系數(shù)，無(wú)因次； ——對(duì)比溫度，無(wú)因次； ——溫度，； ——天然氣的假臨界溫度，K?？梢愿鶕?jù)不同條件，按式（311）、（313）或（315）計(jì)算； r——天然氣的對(duì)比密度，無(wú)因次； ——天然氣的對(duì)比壓力，無(wú)因次； ——天然氣的臨界壓力，KPa?？梢愿鶕?jù)不同條件，按式（311）、（313）、(315)或（317）計(jì)算。天然氣的假臨界溫度和假臨界壓力，可以根據(jù)不同情況按下面的公式計(jì)算。 富氣（1） 當(dāng)天然氣的相對(duì)密度≥(空氣為1)時(shí) (310) (311)（2） 當(dāng)時(shí) （312） （313） 貧氣(1) 當(dāng)dng≥ (314) (315)(2) 當(dāng)dng (316) (317)當(dāng)按（37）計(jì)算值時(shí)，需要使用迭代法。一般從設(shè)=1開始，迭代5次即可。 原油和氣相的密度因?yàn)檠毓苈犯鱾€(gè)斷面上兩相流的體積流量是逐漸增大的，而質(zhì)量流量始終不變，所以兩相流的密度是逐漸減小的。在壓力和溫度下，伴隨1立方米地面脫氣原油的液相總質(zhì)量應(yīng)是原油密度o溶于原油中的水的質(zhì)量的之和，其體積為，故其液相密度為∶ =（+ ） （318）式中 ——液相密度（原油的密度），；——油的密度，860；——水的密度，1000；——管道條件下，伴隨1立方米地面脫氣原油的水體積。 氣相的密度對(duì)于油水混合物中，氣相密度為： 原油、水、天然氣間的表面張力原油—天然氣的表面張力可按照下式計(jì)算： （320） 式中 —— 原油—天然氣的表面張力。—天然氣的表面張力卡茨等總結(jié)了霍科特和霍夫等的工作，給出了預(yù)計(jì)水—天然氣的表面張力的曲線圖。該圖可以回歸為下式： + （321） 式中 ——水—天然氣的表面張力。 當(dāng)需要計(jì)算油、水混合物—天然氣的表面張力時(shí)，可以取 （322）式中 ——油、水混合物—天然氣的表面張力，； ——油、水混合物的體積含油率，無(wú)因次； ——油、水混合物的體積含水率，無(wú)因次。 （323） （324） （325） （326）式中 ——平均溫度，℃；第4章 軟件編制及計(jì)算結(jié)果分析 計(jì)算一口井的過程在軟件編制之前，根據(jù)大慶油田現(xiàn)狀以及油田中某一口自噴井的實(shí)測(cè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)一口井及對(duì)應(yīng)的站進(jìn)行了手算。基本過程是：根據(jù)第一章、二章相應(yīng)的計(jì)算公式以及對(duì)應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，判斷出流態(tài)，得出相應(yīng)的m和值，算出計(jì)算壓降。把計(jì)算壓降與于真實(shí)壓降進(jìn)行比較，得出其百分比誤差。由于程序內(nèi)字母表達(dá)所限，本計(jì)算過程的代表符號(hào)不完全符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。例：，產(chǎn)氣量為2208m3/d，含水率80%,井口溫度39℃，站內(nèi)溫度38℃，(表壓)，，管長(zhǎng)470米，油管直徑為82mm，彎頭數(shù)7，閥門數(shù)2。解：（1）求總管長(zhǎng)∑L：據(jù)水力學(xué)查得彎頭當(dāng)量為10，閥門當(dāng)量為18。所以有： = （2）求管線平均壓力：=（）/2=50 （3）求管線平均溫度tp： tp=(t1+t2)/2 =（39+38）/2 = ℃（4）求天然氣在表壓標(biāo)況下的相對(duì)密度： = =（5)求原油的溶解油氣比： = ()/[(20+32)] =（6）求原油的體積系數(shù)Bo:=1++(28)()/(+(28)()/() =1+104+105()()/()+109()()/() =（7）氣液相密度：臨界溫度: =132+。臨界壓力: =。對(duì)比溫度: =(+)/。對(duì)比壓力: =。假設(shè)=1代入 天然氣的對(duì)比密度：=()/()天然氣的壓縮系數(shù)：=1+()+(+)經(jīng)過循環(huán)迭代 =氣體的密度： =氣相相對(duì)密度：=氣相重度：=液相密度：=860液相相對(duì)密度：=液相重度：rl=(8）流變指數(shù)：== = = (9）剪切速率的視粘度:產(chǎn)液量: ==120640= 生產(chǎn)油氣比:==兩相混合流速Vp: =剪切速率Dr: =剪切速率的視粘度 = = = =剪切速率的視粘度: =(10）判別流態(tài):原油天然氣的表面張力： =水天然氣的表面張力: =油水混合物天然氣的表面張力: =用貝克分流法判別流態(tài) = = （11）取m,值計(jì)算壓降和誤差：由以上數(shù)據(jù)可得為氣泡流，~，=。所以這里我們?nèi)?；