采氣工程-氣井完井與生產(chǎn)系統(tǒng)分析-資料下載頁(yè)
2025-01-19 11:33本頁(yè)面
【正文】 Williams在上述研究基礎(chǔ)上，針對(duì) 裂縫性氣藏 ，提出了預(yù)測(cè)現(xiàn)在和將來(lái)的氣井流入動(dòng)態(tài)。 71 第一節(jié) 氣井流入動(dòng)態(tài) 預(yù)測(cè)將來(lái)值： 0?S ?????????????ifrirfqqm a xm a x??0?S ????????????? )(m a xm a x ifqqrirf??0?S ????????????? )(m a xm a x ifqqrirf??(2)裂縫性氣藏 72 井筒多相流理論： 研究各種舉升方式油井生產(chǎn)規(guī)律基本理論 研究特點(diǎn)： 流動(dòng)復(fù)雜性、無(wú)嚴(yán)格數(shù)學(xué)解 研究途徑： 基本流動(dòng)方程 實(shí)驗(yàn)資料相關(guān)因次分析 近似關(guān)系 第二節(jié) 氣體井筒穩(wěn)定流動(dòng)能量方程 73 一、基本能量方程 氣體穩(wěn)定流動(dòng) ：在所討論的管段內(nèi)（熱力體系內(nèi)），任何斷面上氣體的 一切參數(shù) 都 不隨時(shí)間變化 。 圖 22 流體流動(dòng)示意圖 222221211122m ghmvVpEWqm ghmvVpE????????? 對(duì)于 m千克質(zhì)量的氣體，截面 2之間的能量平衡關(guān)系式為： 第二節(jié) 氣體井筒穩(wěn)定流動(dòng)能量方程 74 對(duì)于單位質(zhì)量流體，氣體穩(wěn)定流動(dòng)方程式的微分形式為： 0)( ????? wIddWgdhv dvdp?對(duì)于井筒與水平成 ?角的傾斜井，以 dL表示實(shí)長(zhǎng)，以 dh表示實(shí)高，則 dh=dLsin?，直接代入上式得： 0)(s i n ????? wIddWgdLv dvdp ??一、基本能量方程 第二節(jié) 氣體井筒穩(wěn)定流動(dòng)能量方程 75 dLIddLv dvgdLdp w )(s i n ????? ????fac cel dLdpdLdpdLdpdLdp ??????????????????????為簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè) dW=0，則氣體穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式為： 一、基本能量方程 第二節(jié) 氣體井筒穩(wěn)定流動(dòng)能量方程 76 二、井筒摩阻計(jì)算 單相流體（水或氣），計(jì)算管內(nèi)摩阻的達(dá)西阻力公式為： dLfvIw 22?dLdfvId w 2)(2?確定式中的摩阻系數(shù)，可以查圖版或通過(guò)公式計(jì)算。 摩阻系數(shù) 第二節(jié) 氣體井筒穩(wěn)定流動(dòng)能量方程 77 單相管流 Moody圖 第二節(jié) 氣體井筒穩(wěn)定流動(dòng)能量方程 78 ⒈ Colebrook公式 )Re g (fDDf?? ????該公式覆蓋完全粗糙管、光滑管和過(guò)度區(qū)三個(gè)流態(tài)區(qū)域。 當(dāng) Re相當(dāng)大時(shí) ,該公式即轉(zhuǎn)化為適用于完全粗糙管的Nikuradse公式： ?? ?Df二、井筒摩阻計(jì)算 第二節(jié) 氣體井筒穩(wěn)定流動(dòng)能量方程 79 二、井筒摩阻計(jì)算 )Re g ( ??? Df ?⒉ Jain公式 Jain公式覆蓋完全粗糙管、光滑管和過(guò)渡區(qū)三個(gè)流態(tài)區(qū)，為目前計(jì)算所廣泛采用。 第二節(jié) 氣體井筒穩(wěn)定流動(dòng)能量方程 80 ) /l g (21 ADf??? ?8 9 8 1 0 9 )Re1 4 (8 2 5 )(?? DA?gggscscDqTp??????????? 第二節(jié) 氣體井筒穩(wěn)定流動(dòng)能量方程 二、井筒摩阻計(jì)算 3. Chen公式 81 氣體通過(guò)氣嘴時(shí) 沒(méi)有位能 變化 ， 也沒(méi)有 功 的輸入或輸出 ，摩擦損失 也可忽略不計(jì) ， 但 動(dòng)能變化 在此起重要作用 。 氣體穩(wěn)定流動(dòng)能量方程可以寫(xiě)為 : 01 ?? v d vdp?氣嘴 ：泛指氣體通過(guò)的任何一種限流或節(jié)流裝置。 第三節(jié) 氣體通過(guò)氣嘴的流動(dòng) 82 從工程熱力學(xué)的絕熱過(guò)程觀點(diǎn)分析： Kpp 111 )(?? ?2122 vv ??同時(shí)： 則： ])(1[112 112112KKpppKKv ?????])())[(1(11221211213KKKgsc ppppKKZTdpq ??????第三節(jié) 氣體通過(guò)氣嘴的流動(dòng) 83 臨界流速 ：通過(guò)氣嘴出口端面的流速達(dá)到該端面下的音速時(shí)的流速。 112 )12( ???KKKpp112 )12( ???KKKpp 時(shí)，為臨界流； )12( 112 ????KKKpp相對(duì)密度為 的天然氣 12 ?pp通常 時(shí)，就認(rèn)為已達(dá)到 臨界流動(dòng) 。 第三節(jié) 氣體通過(guò)氣嘴的流動(dòng) 84 當(dāng)上游壓力 P1和氣嘴直徑一定時(shí)，一旦出口端面上的速度大于音速，氣流的壓力波就不能反饋影響上游，氣嘴出口與入口之間的壓力差就不能增大。此時(shí)，通過(guò)氣嘴的氣流量達(dá)到最大值。 ])12()12)[(1( 111211213m a x????????? KKKg KKKKZTdpq?第三節(jié) 氣體通過(guò)氣嘴的流動(dòng) 85 氣井生產(chǎn)系統(tǒng)分析 一般采用節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析（ Nodal Systems Analysis）方法。它是運(yùn)用 系統(tǒng)工程理論 研究氣田開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的氣藏工程、采氣工程和氣田集輸工程之間壓力、流量關(guān)系的方法。 第四節(jié) 氣井節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析 86 一、節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析原理 1. 氣井系統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程 ① 滲流 過(guò)程； ② 通過(guò) 射孔孔眼 的流動(dòng)過(guò)程； ③ 舉升過(guò)程； ④ 通過(guò) 節(jié)流裝置 的流動(dòng)過(guò)程； ⑤ 地面 水平或傾斜管流過(guò)程。 第四節(jié) 氣井節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析 87 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析法： 應(yīng)用系統(tǒng)工程原理，把整個(gè)油井生產(chǎn)系統(tǒng)分成若干子系統(tǒng)，研究各子系統(tǒng)間的相互關(guān)系及其對(duì)整個(gè)系統(tǒng)工作的影響，為系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行及參數(shù)調(diào)控提供依據(jù)。 節(jié)點(diǎn)劃分依據(jù)： 不同的流動(dòng)規(guī)律相關(guān)式 第四節(jié) 氣井節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析 88 3. 氣井生產(chǎn)系統(tǒng)的模擬分析 求解點(diǎn)的選擇： 主要取決于所要研究解決的問(wèn)題。 求解點(diǎn)： 為使問(wèn)題獲得解決的節(jié)點(diǎn)。 第四節(jié) 氣井節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析 89 協(xié)調(diào)曲線示意圖 05101520250 10 20 30 40 50 60 70產(chǎn) 量壓力節(jié)點(diǎn)流入曲線 節(jié)點(diǎn)流出曲線 協(xié)調(diào)點(diǎn) 第四節(jié) 氣井節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析 90 氣井生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化分析 就是通過(guò)對(duì)多個(gè)影響參數(shù)的敏感性分析和必要的調(diào)整、改造，使氣井在 最佳 的生產(chǎn)狀態(tài)下生產(chǎn)。 第四節(jié) 氣井節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析 91 二、氣井節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析法的應(yīng)用 ⑴ 對(duì)已鉆新井，根據(jù)預(yù)測(cè)的氣井流入動(dòng)態(tài)曲線，選擇完井方式和有關(guān)參數(shù)，確定油管尺寸和合理生產(chǎn)壓差； ⑵ 優(yōu)選氣井在一生產(chǎn)狀態(tài)下的最佳控制產(chǎn)量； ⑶ 對(duì)生產(chǎn)井進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化分析，迅速找出限產(chǎn)原因，提出有針對(duì)性的改造和調(diào)整措施； 第四節(jié) 氣井節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析 92 END 二、氣井節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析法的應(yīng)用 第四節(jié) 氣井節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析 ⑷ 確定氣井停噴時(shí)的生產(chǎn)狀態(tài)，從而分析停噴原因； ⑸ 確定氣井轉(zhuǎn)入人工舉升采氣的最佳時(shí)機(jī)，同時(shí)有助于人工舉升采氣方式優(yōu)選； ⑹ 對(duì)于各種產(chǎn)量下的開(kāi)采方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，尋求最佳生產(chǎn)方案和最大經(jīng)濟(jì)效益。
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