1、 I 题目 井筒压力分布计算 目目 录录 第 1 章 概 述.I 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
2、语 29 参考文献 30 附 录 31 1 第第 1 章章 概概 述述 1.1 设计的目的和意义设计的目的和意义 目的：确定井筒内沿程压力损失的流动规律，完成自喷井系统从井口到井底的所 有相关参数的计算，运用深度迭代方法计算多相垂直管流的压力分布。 意义： 利用所学的专业知识， 结合已有的基础数据， 最终计算井筒内的压力分布。 对于油气井的优化设计、 稳产高产及测试技术的预测性与精确性具有重要的现实 意义。 1.2 设计的主要内容设计的主要内容 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。 计算出油井温度分布； 确定平均温
3、度压力条件下的参数； 确定出摩擦阻力系数； 确定井筒内的压力分布； 详见第四章。 2 第第 2 章章 基础数据基础数据 数据表见下表（表 2-1） 表 2-1 基础数据表 地面脱气原油密度 （kg/m3） 841 地层水比热 （J/kg） 4400 天然气密度 （kg/m3） 0.929 天然气比热 （J/kg） 2227 水密度 （kg/m3） 1000 天然气分类 （贫气或富气） 富气 水油比 （m3/m3） 0.1 井号 B1-112-P56 井口温度 （） 15 井深 （m） 1082 地温梯度 （/100m） 3.15 油管内径 （mm） 62 传热系数 （W/m） 2.75 油压
4、（MPa） 0.64 饱和压力 （MPa） 6.28 日产油量 （t/d） 40.5 原油比热 （J/kg） 2200 日产气量 （m3/d） 2444.7 3 第第 3 章章 能量方程理论能量方程理论 3.1 能量方程的推导能量方程的推导 流体流动系统都可根据能量守恒定律写出两个流动断面间的能量平衡关系： 进入断面 1 的流体能量+在断面 1 和 2 之间对流体额外所做的功-在断面 1 和 2 之间耗失的能量=从断面 2 流出的流体的能量 根据流体力学及热力学,对质量为m的任何流动的流体，在某一状态参数下（P、T） 和某一位置上所具有的能量包括：内能U；位能mgh；动能 2 2 m v ；压
5、缩或膨胀能P V。 据此，就可以写出多相管流通过断面 1 和断面 2 的流体的能量平衡关系。为了得到 各种管流能量平衡的普遍关系，选用倾斜管流。 22 12 11112222 m vm v UmZPVqUmZP V+gsin+-=+gsin+ 22 （3-1） 式中 m流体质量，公斤； V流体体积， 3 米； P压力，帕； g重力加速度， 2 米秒； 管子中心线与参考水平面之间的夹 角，度； Z 液流断面沿管子中心线到参考水平 面的距离，hZsin，米； 图 1-1 流体流动示意图 U流体的内能， 包括分子运动所具有的内部动能及分子间引力引起的内部位能 以及化学能、电能等，焦尔； v流体通过断
6、面的平均流速，米/秒。 （3-1）式中，除了内能外，其他参数可用测量的办法求得。内能虽然不能直接测量和 4 计算其绝对值， 但可求得两种状态下的相对变化。 根据热力学第一定律， 对于可逆过程： dddqUpV或dddUqpV 式中 dq 为系统与外界交换的热量； dU 和 pdV 分别为系统进行热交换时，在系统内所引起的流体内能的变化和由于流 体体积改变 dV 后克服外部压力所做的功。 对于像我们这里所研究的这种不可逆过程来讲： r ddddqqUp V 式中 dqr摩擦产生的热量。 若以dlw表示摩擦消耗的功， rw ddql，则由上式可得： dddd w qUp Vl或dddd w Uqp Vl （3-2） 改写（3-1）式，可得到两个流动断面之间的能量平衡方程： 2 (sin)()0 2 m v Um gZPVq （3-1a） 将（3-1a
