【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ； p? ——壓力（絕對(duì)）， kPa； o? ——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，原油的相對(duì)密度，無(wú)因次。 求得天然氣的在 表壓下的相對(duì)密度后，再利用下式即可求得溶解油氣比： 213 1 4 1 . 5 1 3 1 . 50 . 1 7 8 1 ( 0 . 1 4 5 0 ) e x p [ ]( 1 . 8 4 9 2 )C os g soS C p C t ?? ????? ?? ??? 式中 C C C3——系數(shù)，其值見(jiàn) 表； P ——壓力（絕對(duì)）， kPa。 系數(shù) o?? o?? C1 C2 C3 原油體積系數(shù) 當(dāng) bpp? 時(shí) 1 2 31 4 1 . 5 1 3 1 . 5 1 4 1 . 5 1 3 1 . 51 5 . 6 1 5 ( 1 . 8 2 8 ) ( ) 5 . 6 1 5 ( 1 . 8 2 8 ) ( )ooo s so g s o g sB C S C t C S t??? ? ? ???? ? ? ? ? ?系數(shù) C C C3的值如下表所示： 系數(shù) o?? o?? C1 C2 C3 104 105 108 104 105 109 當(dāng) bpp? 時(shí) 0e xp[ ( ) ]o ob bB B C p p? ? ? 東北石油大學(xué)石油工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 14 其中，0 1 2 3 4 5 61 4 1 . 5 1 3 1 . 56 . 8 9 5 [ 5 . 6 1 5 ( 1 . 8 3 2 ) ( ) ] /os g s oC a a S a t a a a p?? ??? ? ? ? ? ? 式中 obB ——泡點(diǎn)壓力 bp 下的原油體積系數(shù)， m3/m3； a1=； a2=； a3=； a4=； a5=； a6=105。 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： 2331 . 0 4 6 7 0 . 5 7 8 3 0 . 6 1 2 3 0 . 6 3 1 51 ( 0 . 3 1 5 0 6 ) ( 0 . 5 3 5 3 )rrr r r rZ T T T T??? ? ? ? ? ? ? 其中， rcrrrrcTTTpZTppp???? 式中 Z——天然氣的壓縮系數(shù)，無(wú)因次； rT ——對(duì)比溫度，無(wú)因次； T——溫度， K； cT——天然氣的假臨界溫度， K r? ——天然氣的對(duì)比度，無(wú)因次； rp ——天然氣的對(duì)比壓力，無(wú)因次； cp ——天然氣的假臨界壓力， kPa。 天然氣的假臨界溫度 cT 和假臨界壓力 cp ，可以根據(jù)不同情況按下列公式計(jì)算： 富氣 當(dāng)天然氣的相對(duì)密度 ? ? （空氣為 1）時(shí) 1 3 2 1 1 6 .6 7c n gT ??? 5102 ngp ??? 當(dāng) ? ? 時(shí) 1 0 6 1 5 2 .2 2c n gT ??? 東北石油大學(xué)石油工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 15 4778 ngp ??? 貧氣 當(dāng) ng? ?時(shí) 92 ngT ??? 4881 ngp ??? 當(dāng) ? ? 時(shí) 92 ngT ??? 4778 ngp ??? 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(kāi)始，迭代五次即可。 原油粘度 地面脫氣原油的粘度 10 1xon? ?? 其中 ( 32)10 ( )zoox y tyz ????????? 飽和原油的粘度 Bo onA??? 其中 1 0 .7 1 5 ( 5 .6 1 5 1 0 0 )5 .4 4 ( 5 .6 1 5 1 5 0 )ssASBS ???? 天然氣的粘度 31 0 e x p ( )yggCx????? 其中 東北石油大學(xué)石油工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 16 1. 5( 6 78 )116 306 9 ngngngTCTxTyx???????? ? ??? 式中， g? ——管道條件下天然氣的黏度， mPas； g? ——管道條件下天然氣的密度， 103 Kg /m3。 水的粘度 ? ?2 5 2e x p 1 .0 0 3 [ 1 .4 7 9 1 0 ( 1 .8 3 2 ) ] [ 1 .9 8 2 1 0 ( 1 .8 3 2 ) ]w tt? ??? ? ? ? ? ? ? 式中 w? ——水的粘度， 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(lái)。通過(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)行流體參數(shù)計(jì)算。 計(jì)算常規(guī)采油和井筒加熱時(shí)沿井深溫度分布的基本方程為： )(e xp1 0111 mLtLWKK qW m ????????? ?????? ????? 對(duì)于常規(guī)采油來(lái)說(shuō)，可取 01?q 式中 ? ——油管中 L 位置處原油的溫度， ℃； 1K ——總傳熱系數(shù)， W/(m?℃ )； 0t? ——井底原 油溫度，℃； m ——地層溫度梯度，℃ /m； g ——重力加速度， m/s2； 1q ——內(nèi)熱源， W/m； L ——計(jì)算段起點(diǎn)高度 (井底為 0)， m； 東北石油大學(xué)石油工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 17 W ——水當(dāng)量， W/℃。 水當(dāng)量 W 可如下計(jì)算： ggwW CMCMCMW ??? 00 式中 oM ——原油的質(zhì)量流量， kg/s； wM ——水的質(zhì)量流量， kg/s； gM ——井筒中氣體質(zhì)量流量， kg/s； oC ——產(chǎn)出原油的比熱， J/(kg?℃ )； wC ——產(chǎn)出水的比熱， J/(kg?℃ )； gC——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 0t? 都是不變的，傳熱系數(shù) 1K 則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)量等多種因素的影響，而產(chǎn)量對(duì) 1K 的影響較小。故在一定的地層條件及井筒狀況下，也可近似地認(rèn)為 1K 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。 實(shí)例計(jì)算 某含水自噴井產(chǎn)油量 o ? , 產(chǎn)氣量 gq 3= /d，油壓whP? ，內(nèi)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。 P? =500KPa，假設(shè)對(duì)應(yīng)的深度增量 1h? =50m, ： 平均壓力 ? ?wh1 ( 2 ( +21 2 ( 4 100 0 100 ) 5002 = 990 KP aP P P??? ? ? ?絕 對(duì) ） ） = 根據(jù)井口溫度、地溫梯度及假定的Δ h1 算得的平均溫度 T = 東北石油大學(xué)石油工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 18 (即 ℃ )。 PT、 下的流體性質(zhì)參數(shù)： 溶解油氣比 Rs=，天然氣粘度 μ g=?s,氣體壓縮因子Z=，原油體積系數(shù) Bo=，原油粘度 μ o=?s,原油密度 ρo=841Kg/m3, ρg= Kg/m3水的粘度 μw=?s m? 計(jì)總質(zhì)量 Wt （ 1） PT、 下的氣體體積 Vg 生產(chǎn)油氣比 p 2 4 4 4 .75 4 .3 34 0 .5R ??m3/m3 P0=100KPa,T0=20℃ 0g p s03V ( )100 ( 29. 34 273 .15 ) 733 ( 54. 33 07 )990 ( 20 273 .15 )P T Z RRPT??? ? ???? （ 2） PT、 下的混合物總體積 Vt 31. 02 56 5. 15 0. 1 6. 27 12 mt o g wV B V V? ? ? ? ? ? ? （ 3）混合物的總質(zhì)量 Wt 8 4 1 5 4 . 3 3 0 . 9 2 9 0 . 1 1 0 0 0 9 9 8 . 1 6 0 9 K gt o p g w wW R V? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? (4)計(jì)算混合物的平均密度 m? 39 9 8 . 1 6 0 91 6 7 . 2 1 5 9 K g /m6 . 2 7 1 2tm tWV? ? ? ? 損失系數(shù) λ ′ （ 1）氣相雷諾數(shù) 3() 4 0 . 5 ( 5 4 . 3 3 3 . 6 0 7 ) 0 . 9 2 9( ) 4 1 3 1 8 . 0 70 . 7 8 5 0 . 7 8 5 0 . 0 6 2 0 . 0 1 0 9 8 4 1 0 8 6 4 0 0o p s gR e g gq R RN D ???? ? ? ?? ? ?? ? ? ? （ 2）液相雷諾數(shù) 東北石油大學(xué)石油工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 19 Re 3() 4 0 . 5 ( 8 4 1 5 4 . 3 3 0 . 9 2 9 0 . 1 1 0 0 0 )( ) 4 5 90 . 7 8 5 0 . 7 8 5 0 . 0 6 2 2 0 . 9 4 5 1 0 8 6 4 0 0o o g s w wl lq R VN D? ? ?? ??? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? （ 3）氣、液質(zhì)量比 () ( 5 4 . 3 3 3 . 6 0 7 ) 0 . 9 2 9 0 . 0 4 7 28 4 1 5 4 . 3 3 0 . 9 2 9 0 . 1 1 0 0 0p s go g s w wRRK RV ?? ? ?? ??? ? ?? ? ? ? ? ? （ 4）兩相雷諾數(shù) 0 . 0 4 7 21 0 1 0 0 . 0 4 7 21 0 1 1 0 0 . 0 4 7 2 12 4 1 3 1 8 . 0 7 4 5 9 1 0 6 8 2 . 6 2KK eeKe e g e lR R R ?? ?? ? ?? ? ? ? 20 1 2 3 2l g ( l g ) 227 .6 54 ( 10 .7 52 8 l g 10 68 2. 62 1. 00 77 ( l g 10 68 2. 6 2)1 0 1 0eea a R a R? ?? ? ? ? ? ??? ? = 其中： 20 52 . 0 1 9 1 9 3 6 . 3 8 6 0 6 2 . 8 5 0 4 4 ( 1 0 0 ) 0 . 2 1 2 0 0 ( 1 0 0 ) 2 7 . 6 5 4( 1 0 0 ) 0 . 1 2 3 7 8a K KK?? ? ? ? ?? 21 . 0 2 8 6 2 1 7 . 1 5 1 7 9 1 . 9 3 0 5 1 ( 1 0 0 ) 0 . 1 2 1 1 8 ( 1 0 0 ) 1 0 . 7 5 2 8( 1 0 0 ) 0 . 1 0 7 3 2a K KK? ? ? ? ? ?? 22 50 . 1 5 6 0 4 1 . 8 8 3 0 4 0 . 2 5 8 5 7 ( 1 0 0 ) 0 . 0 1 5 4 9 ( 1 0 0 ) 1 . 0 0 7 7( 1 0 0 ) 0 . 1 0 7 3 2a K KK? ? ? ? ?? 2252252 998 .160 KP a / m 3 2 167 .215 9 864 00otmmqWP gh D?? ?? ?????? ? ? ? ?? ? ? / ( ) 9 9 0 7 . 3 1 0 9 1 3 5 . 4 1 mPhP h?? ? ? ? ? ?? 0hh ?? ? ?假 設(shè) 計(jì) 算 如果取 0? =，則 05 0 1 3 5 .4 1 8 5 .4 1?? ? ? 所以，將 作為新的假設(shè)值，從第 2 步 重新 開(kāi)始計(jì)算，即第二次迭代 ，直東北石油大學(xué)石油工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 20 到滿足要求后再開(kāi)始計(jì)算第二段。 東北石油大學(xué)石油工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 21 第 5 章 設(shè)計(jì)框圖及結(jié)果 設(shè)計(jì)框圖 開(kāi)始 輸入基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 確定起點(diǎn)壓力及計(jì)算濃