气井管流及节流动态培训讲学.ppt

气井管流及节流动态;本章目的：确定pws、pwf 当pR一定时，qsc由pwf直接控制，间接由ptf控制。 地层流入动态：qsc＝f(pwf)pR 油管流动动态：井口压力一定时，产量与井底压力的关系。qsc＝f(pwf)ptf 方法：井下压力计测量，计算方法;本章难点重点;基本概念;第一节 气体稳定流动能量方程;;;三、按动量方程计算推导;;摩阻系数f的定义： 摩阻系数是一无因次量，反映管壁剪切应力对摩阻压降的影响程度。 Moody：f＝f（Re，e／d） ;四、单相管流摩阻系数f;实用式;2、两个基本概念;3、摩阻系数图;;4、实用摩阻系数公式 (1)、Colebrook公式是最基本的公式。 需迭代计算f，适用于紊流的光滑管、过渡区及完全粗糙区。;(2)、Jain公式，不需迭代计算f。 与Colebrook公式相比，误差在1％。;第二节 气相管流压降计算方法;;二、静止气柱 1.静止气柱计算能量方程 由上两式得 能量分析：仅存在重力项，摩阻项和动能项为零。;应用条件：垂直，关井或qsc＝0 思考题：怎样求解上式，获得pws＝f(pts)？ 关键：怎样对上式左边积分。 ZT／p＝f（p，T）;2、平均温度偏差系数法;则静止气柱能量方程变为： 积分得：;;;;思考题： ①、框图是怎样的？ ②、当温度非线性高时，采用什么算法才能提高精度？;;3、Cullendeγ Smith 法（梯形积分）;;;;;;;;;;;2、实用垂直管流公式; 思考题：流动气柱和静止气柱能量方程的差别在何处？;微分式： ;积分式： 思考题：0.03415和1.324×10－18是怎样得的？;3、平均温度偏差系数法;公式: 思考题：当qsc＝0时上式简化成什么公式？;;４、应用;当油管生产时，套管环空与井底相连，套管环空中为静止气柱。由pcs计算pwf。 当套管生产时：油管与井底相连，油管中为静止气柱。由pts计算pwf。;(2)、流动气柱(qsc≠0)：由ptf计算pwf 思考题：当油管生产时，从套管和油管的气柱计算pwf时，谁精度高？;(3)、应用举例 已知ptf求pwf, 计算步骤： ①、赋初值pwf＝ptf＋ptfH/12192 ②、计算T＝(Ttf+Twf)/2 ③、赋值pwf0＝pwf ④、计算p＝(ptf+pwf)/2;;;5 Cullender Smith方法;上段油管: Pmf＝Pwh＋0.03415?gH/(Imf＋Iwh) 下段油管: Pwf＝Pmf＋0.03418 ?gH/(Iwf＋Imf);四、水平输气管压降;水平管摩阻压降图例;四、注气井;思考题：注气井井口ptf是否一定大于pwf？ 主要受什么控制？怎样控制？ 注意：摩阻压降方向与采气井的相反;;五、凝析气的修正;１、修正相对密度;;;思考题： ①当R→∞时，γw→γg吗？ ②对油气水三相流动，怎样推导γm？;;;第三节 气液两相管流简介;一、垂直两相管流流型（流态） 1、气液两相流： 气体和液体两相混合物的同时流动。 举例：凝析气井、湿气井、水汽、水驱 2、流态定义：气液相间界面结构;;;二、两相管流特性参数;静液中气泡上升。 静液中气泡上升速度＝流动时的滑脱速度;;;;３、表观速度 定义：假设某相单独充满管子流动时的速度。;定义式：vsg＝qg／A。 vsL＝qL／A。 vsg----气相表观速度 vsL----液相表观速度;４、无滑脱持液率 定义：气液不存在滑脱时的持液率。实际是不存在的。 定义式：λL＝qL／(qL＋qg) 　　　　　　＝vsL／(vsL＋vsg);５、气液混合物密度 ρm＝ρLHL＋ρg(1－HL) 　　无滑脱混合物密度： ρn＝ρLλL＋ρg(1－λL);;;;９、持液率的求法;泡流： 段塞流和过渡流： 环雾流：vs＝0;;;三、两相流基本方程;(dp/dL)--总梯度，Pa／m (dp/dL)el--举升梯度,Pa／m (dp/dL)el=ρmgsinθ (dp/dL)f---摩阻梯度，Pa／m (dp/dL)f=fmρmvm2/2d;(dp/dL)acc---加速度梯度，Pa／m (dp/dL)acc=ρmvmdvm/dL 　　　　　 =C(dp/dL) C＝ρmvmvsg/p fm---两相摩阻系数 C---动能因子;;;2、基本解法;;长度叠加法步骤：;⑥、计算p、T下的物性参数、速度等参数； 计算HL＝f(p，T)和fm＝f(p，T