井筒气侵后井底压力变化的计算分析

东北石油大学石油工程课程设计采油工程部分井筒压力分

东北石油大学课程设计任务书 课程石油工程课程设计 题目井筒压力分布计算 专业石油工程姓名赵二猛学号100302240115 主要内容、基本要求、主要参考资料等 1.设计主要内容： 根据已有的基础数据，利用所学的专业知识，完成自喷井系统从井口到井底的所有相关参数的计算，最终计算井筒内的压力分布。 ①计算出油井温度分布；②确定平均温度压力条件下的参数； ③确定出摩擦阻力系数；④确定井筒内的压力分布； 2. 设计基本要求： 要求学生选择一组基础数据，在教师的指导下独立地完成设计任务，最终以设计报告的形式完成本专题设计，设计报告的具体内容如下： ①概述；②基础数据；③能量方程理论；④气液多相垂直管流压力梯度的 摩擦损失系数法；⑤设计框图及结果；⑥结束语；⑦参考文献。 设计报告采用统一格式打印，要求图表清晰、语言流畅、书写规范，论据充分、说服力强，达到工程设计的基本要求。 3. 主要参考资料： 王鸿勋，张琪等，《采油工艺原理》，石油工业出版社，1997 陈涛平等，《石油工程》，石油工业出版社，2000 万仁溥等，《采油技术手册第四分册－机械采油技术》，石油工业出版社，1993 完成期限2013年7月1日—2013年7月20日 指导教师张文 专业负责人王立军 2013年6月25日

目录 第1章概述 (1) 1.1 设计的目的和意义 (1) 1.2 设计的主要内容 (1) 第2章基础数据 (2) 第3章能量方程理论 (3) 3.1 能量方程的推导 (3) 3.2多相垂直管流压力分布计算步骤 (6) 第4章气液多相垂直管流压力梯度的摩擦损失系数法 (8) 4.1 基本压力方程 (8) 4.2 平均密度平均流速的确定方法 (8) 4.3 摩擦损失系数的确定 (11) 4.4 油气水高压物性参数的计算方法 (12) 4.5 井温分布的的计算方法 (16) 4.6 实例计算 (17) 第5章设计框图及结果 (21) 5.1 设计框图 (21) 5.2 设计结果 (22) 结束语 (29) 参考文献 (30) 附录 (31)

气井产能计算方法介绍

气井产能计算方法介绍及应用 气井产能计算方法介绍及应用 摘要：本文介绍了气井产能常用的4种方法，一点法测试、系统试井、等时试井和修正等时试井。通过实际生产实例来分析计算方法在白马庙气田蓬莱镇组气藏气井产能，白云岩气藏基质酸化后产能预测，苏里格气田特殊开采模式下的气井产能中的应用。并在综合比较中得出不同气井应采用的计算方法，使理论值与实际值误差缩小，从而指导实际开采工作，提高开采效率和质量。关键词：气井产能；计算方法；应用； 引言：本文介绍了气井产能常用的4种方法，一点法测试、系统试井、等时试井和修正等时试井。通过实际生产实例来分析所采用的计算方法，使理论值与实际值误差缩小，从而指导实际开采工作，提高开采效率和质量。 一、气井产能试井测试计算方法 气井产能试井测试主要包括4种方法，即一点法测试、系统试井、等时试井和修正等时试井。1．一点法测试 一点法测试是测试一个工作制度下的稳定压力。该方法的优点是缩短测试时间、减少气体放空、节约测试费用、降低资源浪费；缺点是测试资料的分析方法带有一定的经验性和统计性，分析结果有一定的偏差。经验表明，利用该方法测试，当测试产量为地层无阻流量的0.36倍时，测试结果最可*。测试流动时间可采用以下计算公式： [1] 式中：——稳定时间，h；——排泄面积的外半径，m；——在下的气体黏度，；——储存岩石的孔隙度； K——气层有效渗透率，；——含气饱和度。 2．系统试井 系统试井又称为常规回压试井，也称多点测试，是测量气井在多个产量生产的情况下，相应的稳定井底流压。该方法具有资料多，信息量大，分析结果可*的特点。但测试时间长，费用高。系统试井测试产量的确定：①最小产量至少应等于井筒中携液所需要的产量，此外还应该足以使井口温度达到不生成水化物的温度；②最大产量不能破坏井壁的稳定性，对于凝析气藏，还要考虑减 少地层中两相流的范围；③测试产量必须保持由小到大的顺序。 3．等时试井 等时试井测试，首先以一个较小的产量开井，生产一段时间后关井恢复地层压力，待恢复到地层压力后，再以一个稍大的产量开井生产相同的时间，然后又关井恢复，如此进行4个工作制度。最后以—个小的产量生产到稳定。等时试井与系统试井相比，缩短了开井时间，但由于每个工作制度都要求关井恢复到原始压力，使得关井恢复时间较长，整个测试时间较长，测试费用比较高。确定等时试井流动时间，—般要求开井生产时间必须大于井筒效应结束的时间，并且要求开井流动结束时，探测半径必须达到距井30m的范围，以便在流动期能够反映地层的特性，参考公式为： [1] 式中：——在储存温度压力下的气体黏度，；——在储存温度下的气体压缩系数，。如果公式计算的结果小于井筒储存效应结束的时间，则流动期时间必须要大于井筒储存效应结束的时间。确定每—工作制度下关井时间，要求关井压力恢复到原始地层压力，便可进行下—工作制度的测试。最后延续期流动 4．修正等时试井 修正等时试井是等时试井的改进，二者的最大区别是后者开井生产的时间与关井恢复的时间

油气井常见生产现象井筒举升条件分析

油气井常见生产现象井筒举升条件分析 西北油田分公司 塔河采油一厂采油四队 詹新 2009年3月2日

目录 前言 (2) 一、关于动态分析的定义 (3) 二、油气井常见生产现象井筒举升条件分析 (5) （一）、气井携液临界气量 (5) （二）、天然气水合物 (7) （三）、电潜泵相对扬程 (10) （四）、气体对抽油泵的影响 (12) （五）、自喷井套压与井筒内流体的关系 (13)

油气井常见生产现象 井筒举升条件分析 前言 交流对象： 班组长、采油工 交流背景： 一些和井筒内举升条件有关的生产现象，部分班组长、采油工在工作过程中不太明白，经常询问，本人汇总后在此做一个的介绍，以期能增强现场人员的分析和判断能力，指导实际生产。 交流内容： （1）简单介绍各个层次动态分析的定义； （2）主要从井筒举升条件对油气井常见的一些生产现象进行分析和解释

一、关于动态分析的定义 广义的动态分析指的是油、气田开发动态分析。 定义：在油、气田开发过程中，利用油、气田生产数据和各项监测方法采集到的资料，来分析、研究地下油、气、水运动规律及其发展变化，检测开发方案及有关措施的实施效果、预测油、气田开发效果，并为调整挖潜提供依据的全部工作称为油、气田开发动态分析。包括三个方面： 生产动态分析：亦叫单井动态分析， 包括油气井动态分析和注水井动态分析

井筒举升条件分析：油井井筒内阻力以及压力消耗等变化情况分 析 油气层动态分析：

二、油气井常见生产现象井筒举升条件分析 （一）、气井携液临界气量 其他条件不变的情况下，产气量越大，携液能力越强 西南石油学院李闽通过研究成果：液滴在高速气流中运动时，液滴前后存在一压差，在这一压差作用下，液滴会从圆球形变成一椭球形，根据液滴形状为椭球形这一特点，经过推导，得到以下改进的计算公式： 从上面公式分析，影响气井携液临界产量的参数主要是A（油管内径决定），p ，T。 气井携液临界产量受油管内径大小影响如下表： q c p A油管内径T（K）Z V t l g 44236 100.0057 853000.850.796 0.06107476.4 39185 100.0050 803000.850.796 0.06107476.4 35364 100.0045 763000.850.796 0.06107476.4 30001 100.0038 703000.850.796 0.06107476.4 23535 100.0030 623000.850.796 0.06107476.4

油气井生产一体化软件PIPESIM

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PIPESIM 采油气工程上的应用
— 单井分析 、人工举升优化设计 及管道设备分析

采油、 采油、气工程上的应用 油、气流体物性分析 常规油、稠油、干气及凝析气井开采 油气井产能分析 井下管柱优选 自喷工作制度 人工举升设计(电泵、气举、抽油机等)
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采油、 采油、气工程上的应用 气井优化分析设计 结蜡预测 沥青质生成预测 水合物预测及防治 气井携液能力计算 强大的关键字编辑功能
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地层压力计算

地层压力快速测试解释技术 1．地层压力分布原理： 常规的地层压力是严格遵循达西定律，对于油井的分布曲线应 该是这个规律的。 在不同的压力点其恢复曲线也不同，但最终的地层压力在影响 半径处是相同的。 p r 由上图表明流动过程中如果确定不同的初始压力点，也可以计算出地层re（影响半径）处的地层压力 2压力恢复曲线的测试： 压力恢复曲线的测试是油田油井常用的测压手段，起测试的压力数据是压力-时间变化曲线。常规的测试一般测试地层压力需要3天

以上的时间，而低渗透油藏需要10多天甚至一个月以上的时间来判断和计算地层压力。 P t 3地层压力快速计算的原理： 由地层压力分布曲线和压力测试曲线，看，在同一个井底压力的初始点，测试曲线稍微滞后一点。但压力趋势是一致的，也就是说压力恢复曲线的测试实际就是压力分布曲线的测试。 在这个基础上，我们将t时刻的井底测试压力认为是距生产井r 处的压力传递过来的反应。于是就有了 pt=pr pt----t时刻的井底测试压力 pr---r处的压力于t时刻传递到井筒

基于上述原理，我们就可以利用短时间内的压力恢复曲线来计算地层re处的压力了。 4测试时间要求： 因为地层恢复过程有一些不可预料的因素，而且，测试仪器的精度等一些客观因素，在分析计算的时候，需要大量的数据来修正计算误差。所以低渗透游藏一般测试时间安排至少一天，如果是常规油藏，测试时间4-6小时就可。 测试数据密度点要求：因为是短时间测试，需要高密度和高精度的压力传感器，一般设置为30秒一个测试压力点即可。 5低渗透油藏的新的测试方法： 由于油井恢复速度慢，至少一天的时间，担心影响产量，可以测试对应水井，但要求是水井的注水压力高。在地面用压力传感器和计算机自动化采集压降数据4-6小时即可。这样是以水井的影响半径处的地层压力来替代油井的测试。以减少测试时间。 6 技术优点： 不占大量的生产时间，快速动态的分析地层压力变化。计算方法合理，利用测试密度点是为了得到地层压力分布曲线的曲率，尤其适应低渗透油藏的测试计算。因为老油田具备一些大孔道，其低渗透层的压力恢复规律反而被掩盖了。必须通过分层解释技术来分析。 7 技术要求： 要求开放式测试数据，不下封隔器，常规的测压数据就可以，水

中国石油大学油气井工程复习资料

第1讲油气井工程理论与方法 现在油气井技术发展趋势：1.向信息化、智能化方向发展趋势2.向综合化、集成化方向发展趋势。3.继续向提高油田采收率方向发展，向少井高产、不堵塞、不污染油层方向发展。4. 继续向难开采油气藏方向发展，提高难开采油气层的采收率。 第2讲大位移钻井技术 大位移井定义：水平位移与垂深之比大于或等于2，且水平位移超过3000米的井。大位移井的主要用途：（1）用大位移井开发海上油气田从钻井平台上钻大位移井，可减少布井数量，减少平台数量，减少井投资。（2）用大位移井开发近海油气田(3)开发不同类型的油气田。几个不相连的小断块油气田；几个油气田不在同一深度，方位也不一样，可采用多目标三维大位移井开发。（4）用大位移井代替海底井（5）保护环境。可在环境保护要求低的地区用大位移井开发环境保护要求高的地区的油气田。大位移井的主要特点：一是水平位移大，能较大范围地控制含油面积，开发相同面积的油田可以大量减少陆地及海上钻井的平台数量；二是钻穿油层的井段长，可以使油藏的泄油面积增大，可以大幅度提高单井产量。大位移井的关键技术：（1）减小钻柱的摩阻摩扭技术（2）钻柱设计技术（3）轨道设计技术（4）测量与轨迹控制技术（5）井眼的清洗技术（6）井壁稳定技术（7）固井完井技术 第3讲欠平衡钻进技术 欠平衡压力钻井：指在钻井过程中泥浆柱作用在井底的压力（包括泥浆柱的静液压力和循环压降），低于地层孔隙压力。欠平衡压力钻井的关键技术：1.压差的合理确定(地层条件)2.井筒内压力分布特征及计算3.欠平衡条件的产生4.欠平衡钻井的井控技术5.产出流体的地面处理技术。2、油层伤害的主要形式：（1）泥浆滤液侵入地层，和地层里的粘土发生水化反应，粘土膨胀、分散、运移，堵塞孔隙后道。(2）泥浆滤液和地层流体起化学反应，产生水锁、乳化、润湿反转和固相沉淀，从而堵塞孔隙喉道。（3）泥浆固相直接堵塞孔隙喉道。压差对机械钻速的影响：（1）压差对岩石强度的影响。压差越大，岩石的强度越大，越难破碎。（2）压差对井底清洗效果的影响。压差增大容易产生压持效应，影响机械钻速。欠平衡压力钻井的优越性1、减轻地层伤害，解放油气层，提高油气井产能。对于低渗油气藏，压力衰竭的油气藏，这一优势更为突出。2、有利于识别评价油气藏。钻进过程中井内泥浆柱的压力低于地层孔隙压力，允许地层流体进入井内，这有利于识别和准确评价油气藏。3、明显提高机械钻速。欠平衡压力钻井比超平衡压力钻井井底岩石容易破碎，而且井底易清洗，机械钻速大幅度提高，同时减轻了钻头磨损，提高钻头的使用寿命。4、减少或避免压差卡钻和井漏事故的发生。 第4讲深井超深井 基本概念：深井：井深在4500—6000米的直井。超深井：井深在6000—9000米的直井。特超深井：井深超过9000米的直井特点：裸眼井段长，要钻穿多套地层压力系统；井壁稳定性条件复杂；井温梯度和压力梯度高；深部地层岩石可钻性差；钻机负荷大。提高深井超深井机械钻速的措施：1、运用井下动力钻具2、使用顶部驱动系统3、使用欠平衡压力钻井4、使用井下液体增压器5、用水射流钻井装置6、水力参数设计深井超深井钻井液：1、深井超深井钻井液应

气井井筒流动计算

第一节气体稳定流动的能量方程 一、气体稳定流动方程 气体稳定流动是指在所讨论的的管段内（热力体系内），任何断面上气体的一切参数都不随时间变化，流入和流出的质量守衡，功和热的交换也是一个定值。 2 2 2 22212 11112 2 mgH mu V P E W q mgH mu V P E ++ +=-+++ +E ——内能，J ； pV ——膨胀功或压缩功，J ； 2 2 mu ——动能，J ； mgH ——位能，J ； q ——气体吸收的热量，J ； W ——外界对气体作的功，J 。 其中u 、p 、V 和g 分别表示流速、压力、体积和重力加速度。 气体稳定流动能量方程： 0)(sin =++++w L d dW gdL udu dp θρ 对于垂直管，θ=90°，θsin =1 对于水平管，θ=0°，θsin =0 假设dW=0，并用 dL ρ 乘式中每一项来简化方程 在生产井中，井内气体向上流动，沿气流方向压力是逐渐递减的，可写为如下表达式 dL L d dL udu g dL dp w ) (sin ρρθρ++= 或f acc el dL dp dL dp dL dp dL dp )(）()(++= el dL dp )(——重力压降梯度（N/㎡）/m

acc dL dp ）( ——加速度压降梯度 f dL dp )(——摩阻梯度 二、管内摩阻 达西阻力公式是计算管内摩阻的基本公式 d L fu L w 22= 确定式中的摩阻系数f ，可以借用水力学中介绍的Moody 图 1. Colebrook 公式 )34.91lg(214.1lg 21 f R e d e d f e +-+= e d ——管径与管子绝对粗糙度的比值 e R ——雷诺数； f ——Moody 摩阻系数。 可以覆盖完全粗糙管、光滑管和过渡区三个流态区域，当Re 相当大时转化为完全粗糙管的Nikuradse 公式。 14.1lg 21 +=e d f 2. Jain 公式： )25 .21lg( 214.11 9 .0e R d e f +-= 3. Chen 公式：

井筒气液两相流基本概念

第二节井筒气液两相流基本概念 一、教学目的 掌握井筒气液两相流动的特点、流态及其特征；井筒气液两相流动中能量平衡方程的推导以及压力分布计算的方法（按压力增量迭代和按深度增量迭代方法）。 二、教学重点、难点 教学重点： 1、气液两相流的特性； 2、井筒气液两相流动的能量平衡方程。 教学难点： 1、滑脱及其特征； 2、气液两相流动的能量平衡方程。 三、教法说明 课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关流态图形。 四、教学内容 本节主要介绍两个方面的问题： 1.井筒气液两相流动的特性. 2.井筒气液两相流能量平衡方程及压力分布计算步骤. (一) 井筒气液两相流动的特性 相的概念:相是体系中具有相同化学组成和物理性质的一部分，与体系的其它均匀部分有界面隔开。 例如：水--冰系统、泥浆、油--气--水等均是多相体系

油气是深埋于地下的流体矿藏。随压力的降低，溶解气将不断从原油中逸出，因此，井筒中将不可避免地出现气液两相流动。采油设备的优化设计和工况分析、油气集输设计等都离不开气液两相流的理论与计算方法。 2、气液混合物在垂直管中的流动结构——流动型态的变化 流动型态（流动结构、流型）： 流动过程中油、气的分布状态。 影响流型的因素：

气液体积比、流速、气液界面性质等。 ①纯液流 当井筒压力大于饱和压力时，天然气溶解在原油中，产液呈单相液流。 ②泡流 井筒压力稍低于饱和压力时，溶解气开始从油中分离出来，气体都以小气泡分散在液相中。 滑脱现象： 混合流体流动过程中，由于流体间的密度差异，引起的小密度流体流速大于大密度流体流速的现象。 如：油气滑脱、气液滑脱、油水滑脱等。 特点：气体是分散相，液体是连续相； 气体主要影响混合物密度，对摩擦阻力影响不大； 滑脱现象比较严重。 ③段塞流 当混合物继续向上流动，压力逐渐降低，气体不断膨胀，小气泡

燃气管道水力计算

1．高压、中压燃气管道水力计算公式： Z T T d Q L P P 0 5 210 2 2 2 110 27.1ρ λ ?=- 式中：P 1 — 燃气管道起点的压力（绝对压力，kPa ）； P 2 — 燃气管道终点的压力（绝对压力，kPa ）； Q — 燃气管道的计算流量（m 3/h ）； L — 燃气管道的计算长度（km ）； d — 管道内径（mm ）； ρ — 燃气的密度（kg/m 3）；标准状态下天然气的密度一般取0.716 kg/m 3。 Ｚ — 压缩因子，燃气压力小于1.2MPa （表压）时取1； Ｔ — 设计中所采用的燃气温度（K ）； Ｔ0 — 273.15（K ）。 λ— 燃气管道的摩擦阻力系数； 其中燃气管道的摩擦阻力系数λ的计算公式： 25 .06811.0??? ? ??+ =e R d K λ K — 管道内表面的当量绝对粗糙度（mm ）；对于钢管，输送天然 气和液化石油气时取0.1mm ，输送人工煤气时取0.15mm 。 R e — 雷诺数（无量纲）。流体流动时的惯性力Fg 和粘性力(内摩擦 力)Fm 之比称为雷诺数。用符号Re 表示。层流状态，R e ≤ 2100；临界状态，R e =2100～3500；紊流状态，R e >3500。 在该公式中，燃气管道起点的压力1P ，燃气管道的计算长度L ，燃气密度ρ，燃气温度T ，压缩因子Z 为已知量，燃气管道终点的压力2P ，燃气管道的计算流量Q ，燃气管道内径d 为参量，知道其中任意两个，都可计算其中一个未知量。 如燃气管道终点的压力2P 的计算公式为： ZL T T d Q P P 0 5 210 2 1210 27.1ρ ?-= 某DN100中压输气管道长0.19km ，起点压力0.3MPa ，最大流量1060 m 3/h ，输气温度为20℃,应用此公式计算，管道末端压力2P =0.29MPa 。

井筒流体温度分布计算方法

井筒流体温度分布计算方法 在多相管流压力计算中，需要油藏流体的高压物性数据，而流体的高压物性对压力和温度非常敏感，因而准确预测多相流体的温度是压力梯度计算的基础。另外，油藏流体沿井筒向地面流动过程中，随着不断散热，其温度将不断降低，油温过低可能导致原油结蜡，因而多相流体温度的准确预测对怎样采取防蜡措施、是否增加井口加热设备等也是很重要的。 国内外对井筒流体温度分布进行了大量的工作。早在1937年，Schlumberger 等人就提出了考虑井筒温度分布的意义。五十年代初期，Nowak 和Bird 通过井筒温度分布曲线解释注水和注汽剖面。Lasem 等人于1957年首先提出了计算井筒温度分布的方法。Ramey.H.J 于1962年首先用理论模型描述了井筒中流体温度分布于井深和生产时间的关系。 Ramey.H.J 从能量守恒的观点出发，建立了计算井筒温度分布的能量守恒方程 J dW dQ J g udu J g gdZ dH l c c - =++ (2-8) Ramey.H.J 利用该模型推导了向井中注入液体和气体时的温度分布公式。 当注入液体时： A z l e b aA t T b aA aZ t Z T --+++-=])([),(0 (2-9) 当注入气体时： A z l e c a A b t T c a A b aZ t Z T -????????? ?? ±+-++??? ??±-+=7781)(7781),(0 (2-10) 式中： []Uk r t Uf r k W A c 112)(π+= Eickmeier 等人于1970年在Ramey.H.J 研究的基础上建立了一套关于注液和产液期间液体和井筒周围地层间热交换的有限差分模型。计算过程中，将油管、套管、水泥环及地层的传热全都考虑在内。但作者仍然只是研究单相流体的温度分布，传热计算中把流体的物性等都看作是常数。后来，Satter 对注蒸汽是相态的变化对温度分布的影响进行了研究。Beggs 和Shiu 对Ramey.H.J 方程中的A 提出了估算方法。 在有关井筒流体和地层温度分布的计算中，许多文章中都采用了Ramey.H.J 的计算方法，但由于Ramey.H.J 的方法是建立在井筒流体与地层温度差不变的基

油气井

石油工程专业—油气井工程模块 ●油气井工程学科对国民经济和社会发展的重要作用 油气井工程是建设地面通往地下油气资源通道的综合性工程技术，是发现和开采地下油气资源必需的直接手段，其投资约占整个石油天然气勘探、开发成本的50%左右。油气井工程是多学科综合的应用学科，深井、复杂井、海洋井的钻井能力历来是一个国家综合科技水平的具体体现。 我国国民经济的高速发展和人民生活水平的持续提高，造成了对油气能源需求的大幅度增加。为了满足国家对油气能源的需求、保证国民经济的良性持续发展，我国的油气勘探开发技术、尤其是油气井工程技术必需有大的进步：以更低的成本、更快的速度，发现、利用更多的石油和天然气。而目前油气井技术已成为提高油气勘探开发的瓶颈之一,因此，油气井工程学科应是国家重点发展的学科之一。 ●西南石油大学本学科点的历史 西南石油大学的“油气田开发工程”学科最早起源于1958年该校的“开发系”及其下设的“钻井、采油、油藏工程、油气田开发、油田化学、海洋石油工程”共6个本科专业和相应的研究室、教研室，分别于1958、1978、1986、1991年开始招收本科、硕士、博士和博士后，于1988年成为国家首批重点学科。当时该学科包含“油气田开发工程”与“油气井工程”两个学科方向，1990年国家将其调整为“油气田开发工程”和“油气井工程”两个新的二级学科，“油气井工程”即成为单独的国家重点学科。该学科点于2001年通过了教育部的再次申报、评审，继续保留国家重点学科。 本学科学术方向： 钻井过程控制理论与技术：在钻井过程中的井眼轨迹控制、破岩清岩控制、钻井信息技术、钻井过程仿真等领域连续承担了国家“863”项目、国家自然科学基金项目、省部级项目和油田协作项目。在三维井眼轨迹计算方法、井底水力增压机理、深井复杂井防止井下事故、提高机械钻速、井下参数测量、钻井过程仿真、“虚拟现实”模拟及数据处理技术等研究领域取得了重要进展，参与了国内油田大位移井、小井眼短半径侧钻水平井、深井超深井复杂井钻井等重大工程项目的设计和施工，并提供了技术和决策支持。 油气井工作液化学与力学：以井筒工作液化学与流体力学的功能控制、化学处理剂研制与作用机理分析、工作液与环境（压力、温度、地层、流体等）相互作用等基础研究为重点，研究解

井筒压力分布计算设计与实现

文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持. 题目井筒压力分布计算 目录 第1章概述.............................................................................. 错误!未定义书签。 1.1 设计的目的和意义.......................................................... 错误!未定义书签。 1.2 设计的主要内容.............................................................. 错误!未定义书签。第2章基础数据.......................................................................... 错误!未定义书签。第3章能量方程理论.................................................................. 错误!未定义书签。 3.1 能量方程的推导.............................................................. 错误!未定义书签。 3.2多相垂直管流压力分布计算步骤 (6) 第4章气液多相垂直管流压力梯度的摩擦损失系数法 (8) 4.1 基本压力方程 (8) 4.2 平均密度平均流速的确定方法 (8) 4.3 摩擦损失系数的确定 (11) 4.4 油气水高压物性参数的计算方法 (12) 4.5 井温分布的的计算方法 (16) 4.6 实例计算 (17) 第5章设计框图及结果 (21) 5.1 设计框图 (21) 5.2 设计结果 (22) 结束语 (29) 参考文献 (30) 附录 (31)

燃气管道水力计算

目录 目录 (1) 常用水力计算Excel程序使用说明 (1) 一、引言 (1) 二、水力计算的理论基础 (1) 1.枝状管网水力计算特点 (1) 2.枝状管网水力计算步骤 (2) 3.摩擦阻力损失,局部阻力损失和附加压头的计算方法 (2) 3.1摩擦阻力损失的计算方法 (2) 3.2局部阻力损失的计算方法 (3) 3.3附加压头的计算方法 (4) 三、水力计算Excel的使用方法 (4) 1.水力计算Excel的主要表示方法 (5) 2.低压民用内管水力计算表格的使用方法 (5) 2.1计算流程： (5) 2.2计算模式： (6) 2.3计算控制： (6) 3.低压民用和食堂外管水力计算表格的使用方法 (7) 3.1计算流程： (7) 3.2计算模式： (7) 3.3计算控制： (7) 4.低压食堂内管水力计算表格的使用方法 (8) 4.1计算流程： (8) 4.2计算模式： (8) 4.3计算控制： (9) 5.中压外管水力计算表格的使用方法 (9) 5.1计算流程： (9) 5.2计算模式： (9) 5.3计算控制： (10) 6.中压锅炉内管水力计算表格的使用方法 (10) 6.1计算流程： (10) 6.2计算模式： (10) 6.3计算控制： (11) 四、此水力计算的优缺点 (11) 1.此水力计算的优点 (11) 1.1.一个文件可以计算不同气源的水力计算 (11) 1.2.减少了查找同时工作系数，当量长度的繁琐工作 (12) 1.3.进行了计算公式的选择 (12) 1.4.对某些小细节进行了简单出错控制 (12) 2.此水力计算的缺点 (12) 2.1不能进行环状管网的计算 (12)

煤层气井井筒流动状态研究

收稿日期:2012-05-15;修订日期:2012-10-22 作者简介:崔立伟（1986-），男，河北保定人，助理工程师，本科学历，研究方向：煤气层。 1气泡段现象及产生原因 在煤层气井日常生产中普遍存在这种现象：一口排采井由平衡排水阶段见气后进入控制井底流压阶段时，此时是液面下降导致井底流压降低至其临界解吸压力，促使甲烷气体解吸出来；但在实际生产过程中，在此过渡阶段采集动液面数据时，会出现液面大幅回升（0~40m ）的情况；或者一口正常生产井在突发状况下停机，套压和流量都降低甚至落零，此时的井底流压升高，且没有了外排水，液面回升导致产气量下降,但实际测试结果往往是液面有较大幅度下降（7~25m ）。 这是因为煤层气井投产后，初期只进行平衡排水工作以疏通地层。随着排水降压的进行，井底流压不断降低，储层压力与井底流压的压力差不断增大,从而促使煤层中远端的液体流入井底，井底周围的压降半径不断扩大。当井底流压低于临界解吸压力时，井筒附近煤层表面的吸附气开始解吸并扩散到煤层割理、裂缝等渗流通道内。随着生产压差的增大,解吸气量逐渐增多，在水中形成连续气泡，最终 气体突破形成流动相[2] ，沿煤层压裂主裂缝流人井筒油套环形空间。当甲烷气体从煤层流入井筒之后，便会以自由相的状态由井底流向地面，油套环空内先 是气—液两相流动，气液混合物在上升过程中经历各种流态，最终以甲烷纯气相从井口产出。这其中各种流动结构的出现和过渡主要取决于井筒内压力的变化和气量的多少。如图1所示，甲烷气体在油套环形空间垂直上升时，随着气量的增大和井筒压力的降低，气液混合物的流动型式也呈现不断的变化。因此具有一定产量的煤层气井，油套环空中流体的组成为：上部为纯气段，下部为混气液柱段，根据含气率的大小，混气液柱段又可细分为泡沫段(段 塞流段)和普通液柱段(泡流段，其中含小气泡)。在前期的平衡排水阶段,井筒内为单一液相流或 第32卷第2期2013年2期 煤炭技术 Coal Technology Vol.32,No.02February,2013 煤层气井井筒流动状态研究 崔立伟，孙彦高，刘征 （中石油煤层气有限责任公司韩城分公司，陕西韩城715400） 摘 要:煤层气井在开采过程中必定经历气液两相流动阶段，气液两相流动的结果，必然导致煤层气藏压力动态发 生变化。论文针对生产井井筒气泡段现象进行描述,分析其产生原因，以及如何通过套压、流量、产量等参数变化 识别气泡段；适当控制套压对初见气时井筒流动状态以及气泡段的影响；不同套压对井筒流动状态和对气泡段的影响；针对不同生产阶段的井，依其状态优选合理的套压，总结出煤层气井生产过程中，井筒内气液两相的流动规律，定量地研究井筒内气液两相各参数相互之间的影响和变化，以及这些变化对井筒流态稳定性的影响。关键词:井筒；气泡段；气液两相；流型中图分类号:TD71文献标识码:A 文章编号:1008-8725（2013）02-0082-03 Study on Shaft Flow State of Coalbed Methane Well CUI Li-wei,SUN Yan-gao,LIU Zheng （Hancheng Branch,China Petroleum Coalbed Methane Co.,Ltd.,Hancheng 715400,China ） Abstract:Coalbed methane wells in the mining process must be experiencing the stage of the gas-liquid two-phase flow,gas-liquid two-phase flow will inevitably lead to dynamic changes of coalbed methane reservoir pressure.The paper describes the bubble phenomenon in production wellbore,analyzes its causes and how to identify bubbles segment of casing pressure,flow,yield and other parameters;appropriate control casing pressure bore flow state,and has shown signs of gas bubble segment;different sets of pressure on the wellbore flow state and the bubble segment;preferred reasonable pressure for different stages of production wells according to the state.Summed up the production process of the coalbed methane wells,gas -liquid two -phase wellbore flow rule,the quantitative study of gas-liquid two-phase parameters between the impact and changes,and these changes on state stability of the wellbore flow within the wellbore.Key words:shaft;bubbles period;gas-liquid two phase;flow pattern 图1井筒流动型式图

井筒温度计算方法

常规井井筒温度场 井筒内温度分布会影响钻井液性能、钻具应力、井壁稳定等，是钻井过程中需要考 虑到重要因素。 常规井井筒中的微元能量平衡方程式为 K i[T-(t o-m·l)]dl+(G f+G g)·g·dl-q·dl=-WdT 式中,,K i为从油管中的流体至地层间单位管长的传热系数，W/（m·℃），当k为每平方米油管表面积的传热系数时，K i=kπd，W/（m·℃）；T为油管中油气混合物的温度,℃，t o为井底原始地层温度,℃，m为地温梯度,℃/m，通常m=0.03~0.035℃/m；l为从井底至井中某一深度的垂直距离；q为通过油管的石油析蜡时放出的熔解热,分摊于全井筒,作为内热源,对于含蜡很高的原油,内热源作用不应忽略,W/m，G f、G g分别为产出石油和伴生气通过油管的质量流率,kg/s； (G f+G g)g·dl为油气混合物的举升功,实际上可忽略不计；W=G f G f+G g G g 为水当量，W/℃；G f、G g相应为石油和伴生气的比热,J/(kg·℃)。 1.2开式热流体正循环井筒温度场 循环的热流体从油管进人井筒流向油井深处与产出原油混合,经油套环形空间返回地面。开式热流体正循环的能量平衡方程组如下 K11，k13分别为油管内外流体间、环形空间流体与地层间的传热系数,W/（m·℃）；W2为循环流体的水当量,W/℃；W为从油管引出流体的水当量,W/℃；T为循环热流体的温度,℃,θ为从油管产出的 油气混合物其中包含了循环热流体的温度,℃。 1.3电加热井筒温度场的计算

空心杆恒功率电加热的能量平衡方程组为 Ki，kl1和kl3分别为产液与地层间、产液与油管管壁间和套管管壁与地层间的传热系数,W/（m·℃）。 2.传热模型求解 2.1油管中流体至水泥环外壁的传热 由传热系数和热阻定义，井筒内到水泥环外壁的总传热系数为

高压天然气管道压力能的回收与利用

高压天然气管道压力能的回收与利用 摘要：本文通过利用数学模型对天然气的压力能的回收与利用进行了能量研究分析。对于高压天然气管道的压力能的回收和利用进行了可行性的方法，并介绍了压力能用于净化、制冷、发电等方面的经济作用，有效地提高的天然气管道的能源利用率。 关键词：高压天然气；管道压力能；回收与利用 随着我国西气东输工作的快速发展，对于天然气的需求也是节节攀高，必然加速了我国天然气管道行业的迅猛发展。当前我国天然气多数利用高压管道进行输送，在输送的过程中会造成大量的压力能源无形损失，假如科学合理的采取相应的措施对这些压力能进行回收利用，可以大大降低资源的浪费，使能源利用率得到提高，为天然气管道运营创造经济效益。 一、利用数学模型对高压天然气进行压力用分析 目前我国所使用的天然气主要由甲烷、乙烷、丙烷等成分构成，其中甲烷是主要的气体成份，高压天然气通过节气阀时会体积膨胀致使压力及温度降低，如果通过科学的方法将这个过程中的压力能的变化做出准确的分析，可以为合理利用高压天然气压力能做出科学的指导。 天然气在经过节流地膨胀中产生的能量用是在某种压力下因为热不平衡从而造成的温度用与某种温度条件下力无法平衡所造成的压力用的和，即： 天然气从正常温度降低到温度T的整个过程，温度用是：

通过以上公式分析得知天然气是多种气体的混合物，在膨胀中的压利用和组分及压力有着密不可分的必然联系，因而需要利用真实气体的实际状态方程式（3）来做计算。 二、高压天然气管道压力能的回收与利用的能量分析 假设甲烷是天然气的全部组成气体，正常温度是25摄氏度，简化公式（3）进行计算。输出压力设为p2=0.1MPa,在输气压力p1不同时，我们可以在图1看到天然气的比压力用。 输气压力P1在分别是8、5、4M Pa时，天然气通过管道进入用户的比压力

城镇燃气管道计算

城镇燃气管道计算 目录 低压燃气管道采用什么水力计算公式？ 高、次高、中压燃气管道采用什么水力计算公式？ 城镇燃气管道水力计算中摩擦阻力系数久如何计算？ 城镇燃气管道的局部阻力如何计算？ 城镇燃气管网与分配管道流量如何计算？ 城镇燃气环状管网的计算步骤如何？ 城镇燃气管网计算采用什么计算机软件？ 城镇燃气高压管道的壁厚如何计算？ 城镇燃气高压管道的强度设计系数F 应如何确定？ 城镇燃气高压管道穿越铁路、公路和人员集中场所以及门站、储配站、调压站内管道强度设计系数F 应如何确定？ 高压燃气管道焊接支管连接口的补强应符合哪些规定？ 高压燃气管道附件的设计和选用应符合哪些规定？

低压燃气管道采用什么水力计算公式？ 低压燃气管道单位长度的摩擦阻力损失按下式计算： 2750 6.2610v q P T L d T λρ?=? ( 4.1.36 ) 式中 △P － 燃气管道摩擦阻力损失，Pa ； λ― 燃气管道摩擦阻力系数； L ― 燃气管道的计算长度，m ； q v － 燃气管道的计算流量，ｍ3／h ； d ― 管道内径，mm ； ρ― 燃气的密度，kg/m 3； T ― 设计中所采用的燃气温度，K ； T 0 －273．15 , K 。 高、次高、中压燃气管道采用什么水力计算公式？ 高、次高、中压燃气管道水力计算公式如下： 222101250 1.2710v q P P T Z L d T λρ-=? ( 4.1.37 ) 式中 Pl ― 燃气管道起点压力，绝压KPa ； P2 ― 燃气管道终点压力，绝压KPa ； Z ― 压缩系数，当燃气压力＜l.2MPa ( G ）时z 取l ； L ― 燃气管道计算长度，km ； λ ― 燃气管道摩擦阻力系数。 城镇燃气管道水力计算中摩擦阻力系数久如何计算？ 燃气管道的摩擦阻力系数λ可按柯列勃洛克（F.Colebrook ）公式计算。 2lg 3.7K d ?= ? ( 4.1.38 ) 式中 lg ― 常用对数； K ― 管壁内表面的当量绝对粗糙度，其大小与管道材质、制管工艺、施工焊接情况、燃气质量、管材存放年限和条件等因素有关。一般采用旧钢管的K 值。当输送天然气与气态液化石油气时取0.1mm ，输送人工燃气时取0.15； Re ― 雷诺数。 城镇燃气管道的局部阻力如何计算？ 由于管道摩擦阻力系数λ是反映燃气沿着管道长度方向流的阻力系数。在燃气管道压力损失计算中，尚需考虑流体在流经管道扩大、缩小、弯头、三通及阀门等配件的局部阻力损失。局部阻力可按下式计算：

低压燃气管道水力计算公式

燃气管道输送水力计算 一、适用公式 燃气的管道输配起点压力为10KPa，按《城镇燃气设计规范》，应纳入中压燃气管道的范围。 但本设计认为，虽然成套设备的输出压力为10KPa，出站后，压力即降至10KPa以下。整个管网系统都在10KPa以下的压力状态下工作，因此，在混空轻烃管道燃气输配过程的水力计算，应采取低压水力计算公式为宜。 二、低压燃气管道水力计算公式： 1、层流状态R e≤2100 λ＝64/R e R e＝dv/γ ΔP/L＝1.13×1010（Q0/d4）γρ0（T/T0） 2、临界状态R e＝2100~3500 λ＝0.03＋（R e－2100）/（65 R e－1×105） ΔP/L＝1.88×106［1＋（11.8 Q0－7×104dγ）/（23.0Q0－1×105dγ）］（Q02/d5）ρ0（T/T0） 3、紊流状态R e≥3500 1）钢管λ＝0.11［（Δ/d）＋（68/ R e）］0.25 ΔP/L＝6.89×106［（Δ/d）＋192.26（dγ/ Q0）］0.25（Q02/d5）ρ0（T/T0）2）铸铁管λ＝0.102［（1/d）＋4960（dγ/ Q0）］0.284 ΔP/L＝6.39×106［（1/d）＋4960（dγ/ Q0）］0.284（Q02/d5）ρ0（T/T0）注：ΔP——燃气管道的沿程压力降（Pa）L——管道计算长度（m）λ——燃气管道的摩阻系数Q0——燃气流量（Nm3/h） d——管道内径（mm）ρ0——燃气密度（kg/Nm3） γ——0℃和101.325kPa时的燃气运动粘度（m2/s） Δ——管壁内表面的绝对当量粗糙度（mm）R e——雷诺数 T——燃气绝对温度（K）T0——273K v——管内燃气流动的平均速度（m/s） （摘自姜正侯教授主编的《燃气工程技术手册》——同济大学出版社1993版P551）