抽油機井系統(tǒng)效率分析及提高措施1

1、薛建泉薛建泉電電 話：話：83937778393777234567%100PP入水抽油機輸入功率抽油機有效功率8第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)效率計算與測試系統(tǒng)效率計算與測試 井地入光光水入水PPPPPP9第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)效率計算與測試系統(tǒng)效率計算與測試 321KP/P入光地10343232121PPPPPPP1電動機輸入功率，即電動機輸入功率，即P ，kW；P2電動機輸出功率，電動機輸出功率，kW；P3減速箱輸出功率，減速箱輸出功率，kW； P4光桿功率，即光桿功率，即P光光，kW。第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)效率計算與測試系統(tǒng)效率計算與測試 11第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)效率計算與測試系統(tǒng)效率計算與測試 7654P/

2、P光水井12第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)效率計算與測試系統(tǒng)效率計算與測試 787676565454PPPPPPPP13第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)效率計算與測試系統(tǒng)效率計算與測試 7654321K井地14 電動機的測試參量有：電動機的測試參量有：有功功率、無功功率、電流、電壓、電有功功率、無功功率、電流、電壓、電機轉(zhuǎn)速、電機輸出扭矩等。機轉(zhuǎn)速、電機輸出扭矩等。皮帶、減速箱應當分別測試，從而分別計算它們的效率。但由皮帶、減速箱應當分別測試，從而分別計算它們的效率。但由于抽油機的結(jié)構(gòu)原因，單獨測試困難，將它們作為一個組件于抽油機的結(jié)構(gòu)原因，單獨測試困難，將它們作為一個組件測試測試參量有：參量有：輸出軸扭矩、輸出軸轉(zhuǎn)速

3、輸出軸扭矩、輸出軸轉(zhuǎn)速第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)效率計算與測試系統(tǒng)效率計算與測試 15第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)效率計算與測試系統(tǒng)效率計算與測試 光桿的測試參數(shù)有：光桿的測試參數(shù)有：盤根盒的測試參數(shù)有：盤根盒的測試參數(shù)有： 抽油桿的測試參數(shù)為：抽油桿的測試參數(shù)為：16第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)效率計算與測試系統(tǒng)效率計算與測試 抽油泵的測試參數(shù)有：抽油泵的測試參數(shù)有： 井下管柱的測試參數(shù)有：井下管柱的測試參數(shù)有：17第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)效率計算與測試系統(tǒng)效率計算與測試 目前雖有一些計算有桿抽油系統(tǒng)各部分功耗的公式，但其一目前雖有一些計算有桿抽油系統(tǒng)各部分功耗的公式，但其一般誤差都很大。只有采用一定的測試儀器，在現(xiàn)場進行實

4、測，般誤差都很大。只有采用一定的測試儀器，在現(xiàn)場進行實測，才可能得到比較精確的耗功數(shù)據(jù)，進而計算系統(tǒng)效率。才可能得到比較精確的耗功數(shù)據(jù)，進而計算系統(tǒng)效率。 為了測試有桿抽油系統(tǒng)的分效率，可在整個系統(tǒng)布點為了測試有桿抽油系統(tǒng)的分效率，可在整個系統(tǒng)布點9 9處。處。18第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)效率計算與測試系統(tǒng)效率計算與測試 分分級級效效率率測測試試布布點點簡簡圖圖19第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)效率計算與測試系統(tǒng)效率計算與測試 位于電動機動力輸入處，在該點測各種電參數(shù)位于電動機動力輸入處，在該點測各種電參數(shù)用電功率表可以在用電功率表可以在1 1點測得電動機的輸入功率。除此之外還要點測得電動機的輸入功率。除此之外

5、還要測輸入的電流、電壓、無功功率（功率因數(shù)測輸入的電流、電壓、無功功率（功率因數(shù)coscos）等。用最）等。用最大電流比可以確定抽油機的平衡度；根據(jù)電壓是否變化，可以大電流比可以確定抽油機的平衡度；根據(jù)電壓是否變化，可以了解整個系統(tǒng)的平穩(wěn)程度；無功功率或功率因數(shù)則說明所測抽了解整個系統(tǒng)的平穩(wěn)程度；無功功率或功率因數(shù)則說明所測抽油機系統(tǒng)對整個供電系統(tǒng)的影響。油機系統(tǒng)對整個供電系統(tǒng)的影響。測點測點2 2位于電動機輸出軸端，測點位于電動機輸出軸端，測點3 3位于減速位于減速箱的曲柄軸輸出端。用動態(tài)應變儀分別測箱的曲柄軸輸出端。用動態(tài)應變儀分別測2 2、3 3點處的扭矩，同點處的扭矩，同時用轉(zhuǎn)速計測該

6、兩點處的轉(zhuǎn)速；然后就可以分別求出電動機的時用轉(zhuǎn)速計測該兩點處的轉(zhuǎn)速；然后就可以分別求出電動機的輸出功率和減速箱輸出功率。輸出功率和減速箱輸出功率。 20第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)效率計算與測試系統(tǒng)效率計算與測試 （3 3）測點測點4 4 位于懸繩器處。用動力儀可測得示功圖；根據(jù)示位于懸繩器處。用動力儀可測得示功圖；根據(jù)示功圖面積及動力儀的比例系數(shù)可求得光桿功率。功圖面積及動力儀的比例系數(shù)可求得光桿功率。（4 4）測點測點5 5 在井下抽油泵處。在泵的吸入口和排出口分別安在井下抽油泵處。在泵的吸入口和排出口分別安裝振弦壓力計，測試抽油泵吸入和排出壓力。裝振弦壓力計，測試抽油泵吸入和排出壓力。（5 5）測

7、點測點6 6、7 7、8 8、9 9 四點都在井口處。在四點都在井口處。在6 6點處用回聲儀點處用回聲儀測油井動液面深度，在測油井動液面深度，在7 7點處用壓力表測套管壓力，在點處用壓力表測套管壓力，在8 8點處用點處用壓力表測油管壓力，壓力表測油管壓力，9 9點為油管出口處，在該點用流量計測量點為油管出口處，在該點用流量計測量油井產(chǎn)量油井產(chǎn)量Q Q。21 根據(jù)根據(jù)5 5、6 6、7 7、8 8、9 9五點所測得數(shù)值，可分別求得抽油泵輸五點所測得數(shù)值，可分別求得抽油泵輸出功率和系統(tǒng)的有效功率，出功率和系統(tǒng)的有效功率，9 9個測試點可確定個測試點可確定6 6種功率（種功率（P P1 1、P P2

8、 2、P P3 3、P P4 4、P P5 5、P P6 6）。用這）。用這6 6種功率求全部的種功率求全部的7 7個分效率是不夠的，個分效率是不夠的，因為井口盤根盒的耗功和井下抽油桿耗功還是個未知數(shù)。因為井口盤根盒的耗功和井下抽油桿耗功還是個未知數(shù)。 要在直接測試要在直接測試P P5 5與與P P6 6有較大的困難，為此采用模擬測試方法。有較大的困難，為此采用模擬測試方法。 測試盤根盒耗功測試是室內(nèi)完成的。用一根短管把兩個盤根盒測試盤根盒耗功測試是室內(nèi)完成的。用一根短管把兩個盤根盒連接起來，管上安裝有壓力管通油泵，用油泵對盤根盒加壓。光連接起來，管上安裝有壓力管通油泵，用油泵對盤根盒加壓。光

9、桿上貼有電阻片測出光桿的摩擦力。見下圖桿上貼有電阻片測出光桿的摩擦力。見下圖第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)效率計算與測試系統(tǒng)效率計算與測試 22 盤根盒耗功測試裝置簡圖盤根盒耗功測試裝置簡圖1盤根盒；盤根盒；2連接管；連接管；3光桿；光桿；4加壓管；加壓管；5壓力表壓力表第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)效率計算與測試系統(tǒng)效率計算與測試 23 在研究分析抽油機系統(tǒng)各部分耗功時，進行分級效率測試在研究分析抽油機系統(tǒng)各部分耗功時，進行分級效率測試是必要的，因為只有這樣才能深入地揭示系統(tǒng)中各部分的工況。是必要的，因為只有這樣才能深入地揭示系統(tǒng)中各部分的工況。分級效率測試與計算的工作量很大，在日常管理工作中要對每一分級效率測試與

10、計算的工作量很大，在日常管理工作中要對每一口抽油機井都進行這樣的測試工作是不可能的。為此，下面給出口抽油機井都進行這樣的測試工作是不可能的。為此，下面給出一種簡便而適應于日常管理工作的測試方法。一種簡便而適應于日常管理工作的測試方法。（1 1）測輸入功率）測輸入功率P P及電流及電流I I用功率表測電動機輸入功率。用鉗形電流表測量抽油機上下沖用功率表測電動機輸入功率。用鉗形電流表測量抽油機上下沖程時最大的工作電流，從而確定抽油機平衡程度。程時最大的工作電流，從而確定抽油機平衡程度。第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)效率計算與測試系統(tǒng)效率計算與測試 24式中式中 I I下下maxmax抽油機下沖程的最大工作電流

11、，抽油機下沖程的最大工作電流，A A； I I上上maxmax抽油機上沖程的最大工作電流，抽油機上沖程的最大工作電流，A A； nn測量組數(shù)；測量組數(shù)； BB平衡度，平衡度，% %。%100nI/IBn1imaxmax上下第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)效率計算與測試系統(tǒng)效率計算與測試 25（2 2）測光桿功率）測光桿功率P P光光及水功率及水功率P P水水 通過動力儀測光桿功率；用回聲儀測動液面深度；由壓力表測通過動力儀測光桿功率；用回聲儀測動液面深度；由壓力表測套管壓力、油管壓力；在計量站測出油井產(chǎn)液量，從而求出抽油套管壓力、油管壓力；在計量站測出油井產(chǎn)液量，從而求出抽油機系統(tǒng)的有效功率。機系統(tǒng)的有效功

12、率。 求得求得P P、P P光光、P P水水后，可分別求得后，可分別求得、地地及及井井。這樣的測。這樣的測試工作，工作量不大，又可求得系統(tǒng)總效率以及地面與井下的分試工作，工作量不大，又可求得系統(tǒng)總效率以及地面與井下的分效率，對于生產(chǎn)井的管理工作有指導意義。效率，對于生產(chǎn)井的管理工作有指導意義。 第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)效率計算與測試系統(tǒng)效率計算與測試 26第二節(jié)第二節(jié) 系統(tǒng)效率計算與測試系統(tǒng)效率計算與測試 2728油井流入動態(tài)曲線（油井流入動態(tài)曲線（IPRIPR曲線）曲線）： 表示產(chǎn)量與井底流壓關(guān)系的曲線，簡稱表示產(chǎn)量與井底流壓關(guān)系的曲線，簡稱IPRIPR曲線。曲線。油井流入動態(tài)：油井流入動態(tài)： 油

13、井產(chǎn)量與井底流動壓力的關(guān)系。油井產(chǎn)量與井底流動壓力的關(guān)系。 它反映了油藏向井的供油能力，反映油藏壓力、油層物性、它反映了油藏向井的供油能力，反映油藏壓力、油層物性、流體物性、完井質(zhì)量等對油層滲流規(guī)律的影響，是采油工程與油流體物性、完井質(zhì)量等對油層滲流規(guī)律的影響，是采油工程與油藏工程的銜接點。通過油井流入動態(tài)研究為油藏工程提供檢驗資藏工程的銜接點。通過油井流入動態(tài)研究為油藏工程提供檢驗資料；為采油工程的下一步工作提供依據(jù)；檢查鉆井、固井、完井料；為采油工程的下一步工作提供依據(jù)；檢查鉆井、固井、完井和各項工藝措施等技術(shù)水平的優(yōu)劣。和各項工藝措施等技術(shù)水平的優(yōu)劣。第一節(jié)第一節(jié) 油井流入動態(tài)油井流入動

14、態(tài)291.1.單相液體流入動態(tài)單相液體流入動態(tài)asXBPPhkqoowfroo21ln)(2供給邊緣壓力不變圓形地層供給邊緣壓力不變圓形地層中心一口井的產(chǎn)量公式為：中心一口井的產(chǎn)量公式為：asXBPPhkqoowfroo43ln)(2圓形封閉油藏圓形封閉油藏，擬穩(wěn)態(tài)條件下的油井產(chǎn)量公式為：，擬穩(wěn)態(tài)條件下的油井產(chǎn)量公式為：第一節(jié)第一節(jié) 油井流入動態(tài)油井流入動態(tài)30 單相流動時，油層物性及流體性質(zhì)基本不隨壓力變化，單相流動時，油層物性及流體性質(zhì)基本不隨壓力變化，產(chǎn)量公式可表示為產(chǎn)量公式可表示為: :)(wfroPPJq采油指數(shù)采油指數(shù)J J的獲得：的獲得： 油藏參數(shù)計算油藏參數(shù)計算 試井資料：測得

15、試井資料：測得3 35 5個穩(wěn)定工作制度下的產(chǎn)量及其流個穩(wěn)定工作制度下的產(chǎn)量及其流壓，便可繪制該井的實測壓，便可繪制該井的實測IPRIPR曲線曲線第一節(jié)第一節(jié) 油井流入動態(tài)油井流入動態(tài)312.2.油氣兩相滲流時的流入動態(tài)油氣兩相滲流時的流入動態(tài)平面徑向流，直井油氣兩相滲流時油井產(chǎn)量公式為：平面徑向流，直井油氣兩相滲流時油井產(chǎn)量公式為：(1)(1)垂直井油氣兩相滲流時的流入動態(tài)垂直井油氣兩相滲流時的流入動態(tài)drdpBhrkqoooo2kkkorodpBKrrkhqewfPPooroweoln2第一節(jié)第一節(jié) 油井流入動態(tài)油井流入動態(tài)321)Vogel 1)Vogel 方法方法假設(shè)條件：假設(shè)條件：a

16、.a.圓形封閉油藏，油井位于中心；圓形封閉油藏，油井位于中心；b.b.均質(zhì)油層，含水飽和度恒定；均質(zhì)油層，含水飽和度恒定；c.c.忽略重力影響；忽略重力影響；d.d.忽略巖石和水的壓縮性；忽略巖石和水的壓縮性； e.e.油、氣組成及平衡不變；油、氣組成及平衡不變；f.f.油、氣兩相的壓力相同；油、氣兩相的壓力相同；g.g.擬穩(wěn)態(tài)下流動狀態(tài)。擬穩(wěn)態(tài)下流動狀態(tài)。2max8 . 02 . 01rwfrwfooPPPPqqVogelVogel方程方程第一節(jié)第一節(jié) 油井流入動態(tài)油井流入動態(tài)33dpBksrrkhqrwfPPooroweo43ln22 2）費特柯維奇方法）費特柯維奇方法溶解氣驅(qū)油藏：溶解氣

17、驅(qū)油藏：假設(shè)假設(shè) 與壓力與壓力 成直線關(guān)系，則：成直線關(guān)系，則：ooroBkprwfPPweocpdpsrrkhq43ln222243ln2wfrwePPcsrrkhcPBkooro第一節(jié)第一節(jié) 油井流入動態(tài)油井流入動態(tài)34rpoororKPc)(1式中：式中：rwfrPooroweoPPPKsrrkhqr243ln222則：則：第一節(jié)第一節(jié) 油井流入動態(tài)油井流入動態(tài)352PCPBAq (2)(2)斜井和水平井的斜井和水平井的IPRIPR曲線曲線 Cheng Cheng對溶解氣驅(qū)油藏中斜井和水平井進行了數(shù)值模擬，對溶解氣驅(qū)油藏中斜井和水平井進行了數(shù)值模擬，并用回歸的方法得到了類似并用回歸的方法

18、得到了類似VogelVogel方程的不同井斜角井的方程的不同井斜角井的IPRIPR回歸方程：回歸方程：第一節(jié)第一節(jié) 油井流入動態(tài)油井流入動態(tài)36 Bendakhlia Bendakhlia等用兩種三維三相黑油模擬器研究了多種等用兩種三維三相黑油模擬器研究了多種情況下溶解氣驅(qū)油藏中水平井的流入動態(tài)關(guān)系。得到了不情況下溶解氣驅(qū)油藏中水平井的流入動態(tài)關(guān)系。得到了不同條件下同條件下IPRIPR曲線。曲線。nrwfrwfooPPvPPvqq2max11BendakhliaBendakhlia用公式來擬合用公式來擬合IPRIPR曲線圖版，發(fā)現(xiàn)吻合很好。曲線圖版，發(fā)現(xiàn)吻合很好。第一節(jié)第一節(jié) 油井流入動態(tài)油井

19、流入動態(tài)37dpBKrrkhqrwfPPooroweo43ln2（1 1）基本公式）基本公式 當油藏壓力高于飽和壓力，而流動壓力低于飽和壓力當油藏壓力高于飽和壓力，而流動壓力低于飽和壓力時，油藏中將同時存在單相和兩相流動，擬穩(wěn)態(tài)條件下產(chǎn)時，油藏中將同時存在單相和兩相流動，擬穩(wěn)態(tài)條件下產(chǎn)量的一般表達式為量的一般表達式為: :3. 3. 時的流入動態(tài)時的流入動態(tài)wfbrPPP第一節(jié)第一節(jié) 油井流入動態(tài)油井流入動態(tài)38組合型IPR曲線（2）實用計算方法第一節(jié)第一節(jié) 油井流入動態(tài)油井流入動態(tài)39)(brbPPJq流壓等于飽和壓力時的產(chǎn)量為：流壓等于飽和壓力時的產(chǎn)量為： 當當 時，由于油藏中全部為單相液

20、體流動。時，由于油藏中全部為單相液體流動。bwfPP)(wfroPPJq流入動態(tài)公式為：流入動態(tài)公式為：第一節(jié)第一節(jié) 油井流入動態(tài)油井流入動態(tài)40)(8 . 02 . 01 2bwfbwfcboPPPPqqq) 1(8 . 18 . 1brbbcPPqJPq)(8 . 0)(2 . 01 8 . 12bwfbwfbbroPPPPPPPqJ 當當 后，油藏中出現(xiàn)兩相流動。后，油藏中出現(xiàn)兩相流動。bwfPP直線段直線段采油指數(shù)采油指數(shù)第一節(jié)第一節(jié) 油井流入動態(tài)油井流入動態(tài)413.3.油氣水三相油氣水三相IPR IPR 曲線（曲線（PetrobrasPetrobras方法）方法） 油氣水三相IPR

21、曲線第一節(jié)第一節(jié) 油井流入動態(tài)油井流入動態(tài)42已知一個測試點已知一個測試點( ( 、 ) )和飽和壓力和飽和壓力 及油藏壓力及油藏壓力wftestpttestqbPrP 當當 時：時：bwftestPPwftestrttestlPPqJ 當當 時：時：)(8 . 1)1 (wftestrwbbrwttestlPPfAPPPfqJbwftestwfGPPP 當當 時：時：wfGwftestPP0bwrwbwftestwttestlpfpfppfqJ49849828 . 02 . 01bwftestbwftestPPPPA其中：其中：bwwfGpfP94直線段直線段采液指數(shù)采液指數(shù)第一節(jié)第一節(jié) 油

22、井流入動態(tài)油井流入動態(tài)43 ，則：，則：btqq 0ltrwfJqPP ，則按流壓加權(quán)平均進行推導：，則按流壓加權(quán)平均進行推導：maxotbqqqwfwaterwwfoilwwfPfPfP)1 (bobtbwfoilqqqqPPmax80811125. 0ltrwfwaterJqPp (2) (2)某一產(chǎn)量下的流壓計算某一產(chǎn)量下的流壓計算)(80811)1 (125. 0maxbobtbwltrwwfqqqqPfJqPfP所以：所以：第一節(jié)第一節(jié) 油井流入動態(tài)油井流入動態(tài)44lwqqtwfJfdqdPot98max因為：因為：lwotlorwwfJfqqJqPfP)98)()(maxmax所以

23、：所以：若若 ，則綜合，則綜合IPRIPR曲線的斜率可近似曲線的斜率可近似為常數(shù)。為常數(shù)。maxmaxttoqqq第一節(jié)第一節(jié) 油井流入動態(tài)油井流入動態(tài)45第一節(jié)第一節(jié) 油井流入動態(tài)油井流入動態(tài)46第二節(jié)第二節(jié) 已知動液面計算井底流壓方法已知動液面計算井底流壓方法 由動液面計算井底流壓的方法是在套管不產(chǎn)氣正常生產(chǎn)井由動液面計算井底流壓的方法是在套管不產(chǎn)氣正常生產(chǎn)井井筒中，將井筒流體劃分為氣柱、油柱及液柱三段，分別求出井筒中，將井筒流體劃分為氣柱、油柱及液柱三段，分別求出各段的壓力降落，從而計算井底流壓。其計算表達式如下：各段的壓力降落，從而計算井底流壓。其計算表達式如下： loglogcwfP

24、PPPPPPP 471.1.動液面處壓力的計算動液面處壓力的計算fgHTZcgePP03416. 02. 2. 油柱所產(chǎn)生壓力的計算油柱所產(chǎn)生壓力的計算 nifiiniioinioioHHhhgPP161110第二節(jié)第二節(jié) 已知動液面計算井底流壓方法已知動液面計算井底流壓方法 483.3.井底流壓的計算井底流壓的計算 當油管未下至油層中部時，在油管管鞋至當油管未下至油層中部時，在油管管鞋至油層中部深度處流體呈現(xiàn)多相混合流動。已知油層中部深度處流體呈現(xiàn)多相混合流動。已知油管管鞋處的壓力、溫度等，并以此作為起點，油管管鞋處的壓力、溫度等，并以此作為起點，利用多相流相關(guān)式計算井底流壓。利用多相流相關(guān)

25、式計算井底流壓。第二節(jié)第二節(jié) 已知動液面計算井底流壓方法已知動液面計算井底流壓方法 49 根據(jù)流體靜力學的原理，關(guān)井后井底靜壓是井口根據(jù)流體靜力學的原理，關(guān)井后井底靜壓是井口套壓與各段流體壓力降落之和，即套壓與各段流體壓力降落之和，即wogwogcsPPPPPPPP 第三節(jié)第三節(jié) 根據(jù)靜液面計算靜壓方法根據(jù)靜液面計算靜壓方法 501.1.井筒中油水界面深度的計算井筒中油水界面深度的計算 關(guān)井之后由地層續(xù)流到井筒中的流體含水率與關(guān)井之后由地層續(xù)流到井筒中的流體含水率與 油井正常生產(chǎn)時地面產(chǎn)液的含水率相同；油井正常生產(chǎn)時地面產(chǎn)液的含水率相同； 關(guān)井之后由抽油泵及油管漏失到井筒中的流體關(guān)井之后由抽油

26、泵及油管漏失到井筒中的流體的含水率與正常生產(chǎn)時地面產(chǎn)液的含水率相同。的含水率與正常生產(chǎn)時地面產(chǎn)液的含水率相同。 為了便于研究，特作如下假設(shè)：為了便于研究，特作如下假設(shè)：第三節(jié)第三節(jié) 根據(jù)靜液面計算靜壓方法根據(jù)靜液面計算靜壓方法 51因此，井筒中油水界面深度為：因此，井筒中油水界面深度為：wwowctosftctipiwimmbfVBVAAHHAAHHHHHHH21111第三節(jié)第三節(jié) 根據(jù)靜液面計算靜壓方法根據(jù)靜液面計算靜壓方法 522.2.計算氣柱的壓力降落計算氣柱的壓力降落03416. 0sgHTZcgePP3.3.計算油柱的壓力降落計算油柱的壓力降落 nisbiniioiHHooHHhhg

27、gdhPbs11661010第三節(jié)第三節(jié) 根據(jù)靜液面計算靜壓方法根據(jù)靜液面計算靜壓方法 534.4.計算水柱的壓力降落計算水柱的壓力降落 610bmwwHHgP第三節(jié)第三節(jié) 根據(jù)靜液面計算靜壓方法根據(jù)靜液面計算靜壓方法 54井筒多相流理論：井筒多相流理論：研究各種舉升方式油井生產(chǎn)規(guī)律基本理論研究各種舉升方式油井生產(chǎn)規(guī)律基本理論研究特點：研究特點：流動復雜性、無嚴格數(shù)學解流動復雜性、無嚴格數(shù)學解研究途徑：研究途徑：基本流動方程基本流動方程 實驗資料相關(guān)因次分析實驗資料相關(guān)因次分析 近似關(guān)系近似關(guān)系第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算55l 石油工業(yè)中的多相流技術(shù)研究始于石油工業(yè)

28、中的多相流技術(shù)研究始于19501950年左右年左右l 70 70年代，石油工業(yè)開始采用已在其它工業(yè)領(lǐng)域中使用的年代，石油工業(yè)開始采用已在其它工業(yè)領(lǐng)域中使用的 一些物理機理來預測多相流的流型一些物理機理來預測多相流的流型l 80 80年代初，計算機的引入極大地促進了多相流的發(fā)展年代初，計算機的引入極大地促進了多相流的發(fā)展l 80 80年代中期應用了核密度計、超聲波、電容傳感器、激光多年代中期應用了核密度計、超聲波、電容傳感器、激光多普勒儀和高速攝影機等設(shè)備對多相流機理進行研究普勒儀和高速攝影機等設(shè)備對多相流機理進行研究l 目前，雙流體瞬態(tài)模擬方法和精確描述物理現(xiàn)象的穩(wěn)態(tài)機理目前，雙流體瞬態(tài)模擬方

29、法和精確描述物理現(xiàn)象的穩(wěn)態(tài)機理模型是多相管流研究的主要方法模型是多相管流研究的主要方法1.1.多相流理論的研究簡史多相流理論的研究簡史第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算56 多相流問題未得到解析解多相流問題未得到解析解 復雜管道中的流動研究較少復雜管道中的流動研究較少 水平井段變質(zhì)量流動研究較少水平井段變質(zhì)量流動研究較少 缺乏專用研究儀器缺乏專用研究儀器 缺乏向下流動的綜合機理模型缺乏向下流動的綜合機理模型多相流理論的研究現(xiàn)存的問題多相流理論的研究現(xiàn)存的問題第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算57(1)(1)氣液兩相流動與單相液流的比較氣液兩相流動與單相液

30、流的比較第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算58流動型態(tài)（流動結(jié)構(gòu)、流型）：流動過程中油、氣的分布狀態(tài)。流動型態(tài)（流動結(jié)構(gòu)、流型）：流動過程中油、氣的分布狀態(tài)。(2)(2)氣液混合物在垂直管中的流動結(jié)構(gòu)變化氣液混合物在垂直管中的流動結(jié)構(gòu)變化影響流型的因素影響流型的因素各相介質(zhì)的體積比例各相介質(zhì)的體積比例介質(zhì)的流速介質(zhì)的流速各相的物理及化學性質(zhì)各相的物理及化學性質(zhì)( (密度、粘度界面張力等密度、粘度界面張力等) )流道的幾何形狀流道的幾何形狀壁面特性壁面特性管道的安裝方式管道的安裝方式第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算59流動型態(tài)的劃分方法：兩類流動型態(tài)的劃

31、分方法：兩類 第一類劃分方法：根據(jù)兩相介質(zhì)分布的外形劃分，包括泡狀第一類劃分方法：根據(jù)兩相介質(zhì)分布的外形劃分，包括泡狀流、彈狀流或團狀流、（層狀流、波狀流）、段塞流或沖擊流、流、彈狀流或團狀流、（層狀流、波狀流）、段塞流或沖擊流、環(huán)狀流、霧狀流環(huán)狀流、霧狀流 垂直氣液兩相流流型垂直氣液兩相流流型 水平氣液兩相流流型水平氣液兩相流流型第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算60第二類劃分方法：按流動的數(shù)學模型或流體的分散程度劃分，包括分第二類劃分方法：按流動的數(shù)學模型或流體的分散程度劃分，包括分散流、間歇流、分離流散流、間歇流、分離流 第一類劃分方法第一類劃分方法泡狀流泡狀流彈狀流

32、或團狀流彈狀流或團狀流層狀流層狀流波狀流波狀流段塞流或沖擊流段塞流或沖擊流環(huán)狀流環(huán)狀流霧狀流霧狀流第二類劃分方法第二類劃分方法分散流分散流間歇流間歇流分離流分離流分離流分離流間歇流間歇流分離流分離流分散流分散流兩類劃分結(jié)果兩類劃分結(jié)果的對應關(guān)系的對應關(guān)系第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算61兩種分類方法比較兩種分類方法比較 第一類劃分方法較為直觀第一類劃分方法較為直觀第二類劃分方法便于進行數(shù)學處理第二類劃分方法便于進行數(shù)學處理第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算62 油井生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的流型自油井生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的流型自下而上依次為：純油下而上依次為：純油(

33、 (液液) )流、泡流流、泡流、段塞流、環(huán)流和霧流。、段塞流、環(huán)流和霧流。 實際上，在同一口井內(nèi)，一般實際上，在同一口井內(nèi)，一般不會出現(xiàn)完整的流型變化。不會出現(xiàn)完整的流型變化。第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算油氣沿井筒噴出時的流型變化示意圖油氣沿井筒噴出時的流型變化示意圖純油流；純油流；泡流；泡流；段塞流；段塞流；環(huán)流；環(huán)流；霧流霧流63量從斷面流出的流體能的能量在斷面和之間耗失體額外所做的功在斷面和之間對流進入斷面的流體能量3.3.井筒氣液兩相流能量平衡方程井筒氣液兩相流能量平衡方程 兩個流動斷面間的能量平衡關(guān)系：兩個流動斷面間的能量平衡關(guān)系：222,VPU222,2m

34、ghmV121111,2,mghmVVPU傾斜管流能量平衡關(guān)系示意圖第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算64222,VPU222,2mghmV121111,2,mghmVVPU傾斜管流能量平衡關(guān)系示意圖傾斜管流能量平衡關(guān)系示意圖2222221121112sin2sinVPmvmgZUqVPmvmgZU0)(sindqPVddZmgmvdvdU傾斜多相管流斷面傾斜多相管流斷面1 1和斷面和斷面2 2的的流體的能量平衡關(guān)系為：流體的能量平衡關(guān)系為：0sin1wdIdZgvdvdP第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算65適合于各種管流的通用壓力梯度方程：適合于各種

35、管流的通用壓力梯度方程：加速度摩擦舉高)()()(dZdPdZdPdZdPdZdP則：則：令：令：2)()(sin)(2vdfdZdIdZdPdZdvvdZdPgdZdPw摩擦加速度舉高2sin2mmmmmmmvdfdZdvvgdhdP第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算66說明：說明：a. a. 計算壓力分布過程中，溫度和壓力是相關(guān)的；計算壓力分布過程中，溫度和壓力是相關(guān)的；b. b. 流體物性參數(shù)計算至關(guān)重要，但目前方法精度差；流體物性參數(shù)計算至關(guān)重要，但目前方法精度差；c. c. 不同的多相流計算方法差別較大，因此在實際應用中不同的多相流計算方法差別較大，因此在實際應用

36、中有必要根據(jù)油井的實際情況篩選精度相對高的方法。有必要根據(jù)油井的實際情況篩選精度相對高的方法。第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算674.4.井筒氣液兩相流動的模型井筒氣液兩相流動的模型 氣液兩相流動的規(guī)律較單相流復雜得多氣液兩相流動的規(guī)律較單相流復雜得多, ,常采用簡化的流動模型常采用簡化的流動模型進行處理，以便探討其流動規(guī)律。常用的模型有進行處理，以便探討其流動規(guī)律。常用的模型有流動型態(tài)模型、均流動型態(tài)模型、均相流動模型、分相流動模型和漂移流動模型相流動模型、分相流動模型和漂移流動模型等。等。第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算68（1 1）流動型態(tài)模型

37、）流動型態(tài)模型定義：將兩相流動分成幾個典型的流動型態(tài)，然后按照不同的定義：將兩相流動分成幾個典型的流動型態(tài)，然后按照不同的流動型態(tài)分別研究其流動規(guī)律。流動型態(tài)分別研究其流動規(guī)律。特特點點針對性強，精確度高針對性強，精確度高數(shù)學處理復雜，計算量大數(shù)學處理復雜，計算量大流型界限確定困難流型界限確定困難流動型態(tài)模型是未來的研究方向流動型態(tài)模型是未來的研究方向第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算69（1 1）氣相和液相的實際速度相等，即）氣相和液相的實際速度相等，即vvvgl（2 2）兩相介質(zhì)已達到熱力學平衡狀態(tài)）兩相介質(zhì)已達到熱力學平衡狀態(tài)對于泡狀流和霧狀流，具有較高的精確性對于泡

38、狀流和霧狀流，具有較高的精確性對于彈狀流和段塞流，需要進行時間平均修正對于彈狀流和段塞流，需要進行時間平均修正對于層狀流、波狀流和環(huán)狀流，則誤差較大對于層狀流、波狀流和環(huán)狀流，則誤差較大兩個假定兩個假定特點特點定義：把氣液兩相混合物看成均勻介質(zhì)，其物定義：把氣液兩相混合物看成均勻介質(zhì)，其物 性參數(shù)取兩相的均值而建立的模型性參數(shù)取兩相的均值而建立的模型第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算70 定義：它是把氣液兩相流動看成為氣、液相各自分開的流動，定義：它是把氣液兩相流動看成為氣、液相各自分開的流動，每相介質(zhì)都有其平均流速和獨立的物性參數(shù)。因此需要建立每一相每相介質(zhì)都有其平均流速

39、和獨立的物性參數(shù)。因此需要建立每一相介質(zhì)的流體動力特性方程式。這就要求預先確定每一相占有過流斷介質(zhì)的流體動力特性方程式。這就要求預先確定每一相占有過流斷面的份額（即真實含氣率）以及介質(zhì)與管壁的摩擦力和兩相介質(zhì)之面的份額（即真實含氣率）以及介質(zhì)與管壁的摩擦力和兩相介質(zhì)之間的摩擦阻力，為了取得這些數(shù)據(jù)，目前主要是利用實驗研究所得間的摩擦阻力，為了取得這些數(shù)據(jù)，目前主要是利用實驗研究所得的經(jīng)驗關(guān)系式。的經(jīng)驗關(guān)系式。 近年來，隨著計算流體力學的發(fā)展，有些數(shù)據(jù)已可以通過數(shù)學近年來，隨著計算流體力學的發(fā)展，有些數(shù)據(jù)已可以通過數(shù)學模型用解析計算求得。模型用解析計算求得。 第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井

40、筒多相流理論與計算71分流模型的基本假設(shè)是：分流模型的基本假設(shè)是： (1) (1) 兩相介質(zhì)分別有各自的按所占斷面積計算的斷面平均流速；兩相介質(zhì)分別有各自的按所占斷面積計算的斷面平均流速； (2) (2) 雖然兩相介質(zhì)之間可能有質(zhì)量交換，但兩相之間處于熱力學雖然兩相介質(zhì)之間可能有質(zhì)量交換，但兩相之間處于熱力學平衡狀態(tài)，壓力和密度互為單值函數(shù)。平衡狀態(tài)，壓力和密度互為單值函數(shù)。分流模型適用于層狀流、波狀流和環(huán)狀流。分流模型適用于層狀流、波狀流和環(huán)狀流。第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算72 漂移流動模型簡稱漂移模型，它是由朱伯漂移流動模型簡稱漂移模型，它是由朱伯(Zuber)

41、(Zuber)和芬德和芬德萊萊(Findlay)(Findlay)針對均流模型、分流模型與實際的兩相流動之間針對均流模型、分流模型與實際的兩相流動之間存在的偏差而提出的特殊模型。存在的偏差而提出的特殊模型。 在均流模型中，沒有考慮兩相間的相互作用，而是用平均在均流模型中，沒有考慮兩相間的相互作用，而是用平均流動參數(shù)來模擬兩相介質(zhì)；分流模型中，盡管在流動特性方流動參數(shù)來模擬兩相介質(zhì)；分流模型中，盡管在流動特性方面分別考慮了每相介質(zhì)以及兩相界面上的作用力，但是每相面分別考慮了每相介質(zhì)以及兩相界面上的作用力，但是每相的流動特性仍然是孤立的；而在漂移流動模型中，既考慮了的流動特性仍然是孤立的；而在漂移

42、流動模型中，既考慮了氣液兩相之間的相對運動，又考慮了空隙率和流速沿過流斷氣液兩相之間的相對運動，又考慮了空隙率和流速沿過流斷面的分布規(guī)律。面的分布規(guī)律。第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算73 在實際研究過程中，不僅要根據(jù)所研究的問題選擇合適的在實際研究過程中，不僅要根據(jù)所研究的問題選擇合適的多相流計算模型，而且常常需將前面介紹的多種模型有機地結(jié)多相流計算模型，而且常常需將前面介紹的多種模型有機地結(jié)合起來使用，以各取其長，獲得盡可能精確的計算結(jié)果。合起來使用，以各取其長，獲得盡可能精確的計算結(jié)果。5.5.井筒氣液兩相流動的計算方法井筒氣液兩相流動的計算方法第四節(jié)第四節(jié) 井筒多

43、相流理論與計算井筒多相流理論與計算74 Poettmann-Carpenter Poettmann-Carpenter方法、方法、Fanch-BrownFanch-Brown相關(guān)式、相關(guān)式、Baxendell-Thomas Baxendell-Thomas 相關(guān)式、相關(guān)式、Hagedron-Brown Hagedron-Brown 關(guān)系式、關(guān)系式、Duns-RosDuns-Ros相關(guān)式、相關(guān)式、OrkiszewskiOrkiszewski相關(guān)式、相關(guān)式、Beggs-Brill Beggs-Brill 相關(guān)式、相關(guān)式、DuklerDukler相關(guān)式、相關(guān)式、Mukherjee-BrillMukh

44、erjee-Brill相關(guān)式、相關(guān)式、 Aziz Aziz相關(guān)式、相關(guān)式、EatonEaton相相關(guān)式、關(guān)式、AnsariAnsari相關(guān)式等。相關(guān)式等。 不同方法有其適用條件和精度，可根據(jù)具體油田實際選用。不同方法有其適用條件和精度，可根據(jù)具體油田實際選用。第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算75數(shù)學相關(guān)式大體分為三種類型：數(shù)學相關(guān)式大體分為三種類型：在計算井筒流體混合密度時不考慮液體滯留量的影響，而在計算井筒流體混合密度時不考慮液體滯留量的影響，而液體滯留量與管壁摩阻損失用一個經(jīng)驗摩阻系數(shù)來表達，不液體滯留量與管壁摩阻損失用一個經(jīng)驗摩阻系數(shù)來表達，不區(qū)分多相流體的流態(tài)分布

45、情況。區(qū)分多相流體的流態(tài)分布情況。在計算多相流體混合物密度時考慮液體滯留量的影響，而在計算多相流體混合物密度時考慮液體滯留量的影響，而摩阻系數(shù)要依據(jù)液體和氣體的組成特征來確定。摩阻系數(shù)要依據(jù)液體和氣體的組成特征來確定?？紤]液體滯留量的影響，摩阻系數(shù)取決于多相流體中連續(xù)考慮液體滯留量的影響，摩阻系數(shù)取決于多相流體中連續(xù)相的特征。同時考慮了不同流態(tài)的影響，其中包括泡狀流、相的特征。同時考慮了不同流態(tài)的影響，其中包括泡狀流、段塞流、環(huán)流及霧狀流。段塞流、環(huán)流及霧狀流。第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算76 在進行氣液兩相流動的有關(guān)計算中，常需要確定工作條件下在進行氣液兩相流動的有

46、關(guān)計算中，常需要確定工作條件下原油、天然氣、水及其混合物的物性參數(shù)?？陀^地講，確定這些原油、天然氣、水及其混合物的物性參數(shù)。客觀地講，確定這些物性參數(shù)最根本、最精確的方法是實驗測定。然而，實際生產(chǎn)設(shè)物性參數(shù)最根本、最精確的方法是實驗測定。然而，實際生產(chǎn)設(shè)計和計算中所遇到的原油、天然氣及水的組成、工作溫度和工作計和計算中所遇到的原油、天然氣及水的組成、工作溫度和工作壓力等的范圍都非常廣泛，完全依賴實驗方法測定各種工況條件壓力等的范圍都非常廣泛，完全依賴實驗方法測定各種工況條件下的油、氣、水及其混合物的物性參數(shù)是很困難的。另外，過去下的油、氣、水及其混合物的物性參數(shù)是很困難的。另外，過去曾一度建立

47、和使用的許多物性參數(shù)圖版，也都難以適應目前廣泛曾一度建立和使用的許多物性參數(shù)圖版，也都難以適應目前廣泛應用電子計算機進行工程計算的要求。應用電子計算機進行工程計算的要求。 因此，為了便于利用電子計算機進行氣液兩相流動的計算，因此，為了便于利用電子計算機進行氣液兩相流動的計算，建立原油、天然氣、水及其混合物物性參數(shù)計算的相關(guān)公式是非建立原油、天然氣、水及其混合物物性參數(shù)計算的相關(guān)公式是非常必要的。常必要的。第四節(jié)第四節(jié) 井筒多相流理論與計算井筒多相流理論與計算77 1. 1.假設(shè)條件假設(shè)條件l氣體質(zhì)量忽略不計氣體質(zhì)量忽略不計l井筒中液體流動為準穩(wěn)定流，體積和流井筒中液體流動為準穩(wěn)定流，體積和流態(tài)

48、變化的影響忽略不計態(tài)變化的影響忽略不計l流體對地層放熱，其總傳熱系數(shù)為不變流體對地層放熱，其總傳熱系數(shù)為不變l因天然氣析出及膨脹吸熱忽略不計因天然氣析出及膨脹吸熱忽略不計l油流在油管中流動時因摩擦而產(chǎn)生的熱油流在油管中流動時因摩擦而產(chǎn)生的熱量忽略不計量忽略不計第五節(jié)第五節(jié) 井筒多相流體溫度分布計算井筒多相流體溫度分布計算78 2. 2.公式的推導公式的推導傳熱公式傳熱公式DdhttKdqs油損失熱量為油損失熱量為GCdtdq根據(jù)熱量守恒根據(jù)熱量守恒GCdtDdhttKs地層溫度與深度的關(guān)系地層溫度與深度的關(guān)系httss1聯(lián)立上述公式可得聯(lián)立上述公式可得GCdtdhhttDKs1求解方程得求解方

49、程得GCDhKseDKGChtt11C C為原油為原油比熱比熱第五節(jié)第五節(jié) 井筒多相流體溫度分布計算井筒多相流體溫度分布計算793.3.公式中各項參數(shù)取值公式中各項參數(shù)取值參數(shù)取值參數(shù)取值(1) (1) 井底油溫井底油溫 井底油溫也就是油層溫度井底油溫也就是油層溫度(2) (2) 地溫梯度地溫梯度一般認為一般認為 0.030.03m m(3) (3) 井深井深h h取油層中部至井口的距離取油層中部至井口的距離(4(4）原油質(zhì)量流量）原油質(zhì)量流量油井生產(chǎn)時可實測，生產(chǎn)前由地油井生產(chǎn)時可實測，生產(chǎn)前由地質(zhì)部門或作業(yè)者提供質(zhì)部門或作業(yè)者提供(5(5）原油比熱）原油比熱C C一般計算時取一般計算時取C

50、 C21kJ21kJkg.kg.當原當原油含水時油含水時水水油油CGCGGC第五節(jié)第五節(jié) 井筒多相流體溫度分布計算井筒多相流體溫度分布計算80(6(6）總傳熱系數(shù)）總傳熱系數(shù)K K021111RKii(7) (7) 套管外徑套管外徑D D其數(shù)據(jù)在完井后即可提供其數(shù)據(jù)在完井后即可提供第五節(jié)第五節(jié) 井筒多相流體溫度分布計算井筒多相流體溫度分布計算814.4.假設(shè)條件的分析假設(shè)條件的分析(1)(1)氣體質(zhì)量流量氣體質(zhì)量流量(2)(2)流動型態(tài)流動型態(tài) 國內(nèi)多數(shù)油田的氣油比一般在國內(nèi)多數(shù)油田的氣油比一般在10108080之間，氣量可忽略之間，氣量可忽略不計，假設(shè)條件（不計，假設(shè)條件（1 1）可以成立。

51、但對氣油比大于）可以成立。但對氣油比大于100100的井，的井，可將氣量折換成油量?？蓪饬空蹞Q成油量。 井筒內(nèi)的流型較復雜，但考慮到只研究宏觀整體，故可井筒內(nèi)的流型較復雜，但考慮到只研究宏觀整體，故可將流動視為準穩(wěn)定流。將流動視為準穩(wěn)定流。第五節(jié)第五節(jié) 井筒多相流體溫度分布計算井筒多相流體溫度分布計算82(3)(3)總傳熱系數(shù)總傳熱系數(shù)(4)(4)天然氣析出和膨脹問題天然氣析出和膨脹問題 井筒外部不同位置的巖層性質(zhì)亦不同，井筒內(nèi)的流體流型又井筒外部不同位置的巖層性質(zhì)亦不同，井筒內(nèi)的流體流型又有變化，所以嚴格地說，總傳熱系數(shù)值應該是一個變量，但其變有變化，所以嚴格地說，總傳熱系數(shù)值應該是一個變

52、量，但其變化與平均值之間的差值不大，取實測平均值即可。因此，計算時化與平均值之間的差值不大，取實測平均值即可。因此，計算時可按常數(shù)考慮?？砂闯?shù)考慮。 油流沿井筒上升，當壓力低于飽和壓力時，天然氣析出。析油流沿井筒上升，當壓力低于飽和壓力時，天然氣析出。析出氣體需要熱量，已析出氣體不斷膨脹，又會吸收一部分熱量，出氣體需要熱量，已析出氣體不斷膨脹，又會吸收一部分熱量，這兩部分熱量的計算比較復雜。但在井底壓力大于飽和壓力且氣這兩部分熱量的計算比較復雜。但在井底壓力大于飽和壓力且氣油比小于油比小于100100時，氣體析出膨脹而引起溫降一般在時，氣體析出膨脹而引起溫降一般在22左右。而且左右。而且此溫

53、降又被油氣在油管中由于摩擦所產(chǎn)生的熱量補償?shù)粢徊糠?。此溫降又被油氣在油管中由于摩擦所產(chǎn)生的熱量補償?shù)粢徊糠?。因此，在一般工程計算中，可忽略此溫降。因此，在一般工程計算中，可忽略此溫降。第五?jié)第五節(jié) 井筒多相流體溫度分布計算井筒多相流體溫度分布計算83第六節(jié)第六節(jié) 流體物性參數(shù)計算方法流體物性參數(shù)計算方法 1.1.原油密度原油密度 BRgso310206. 110002.2.原油的原油的APIAPI度度 5 .1315 .141oAPI3.3.油水混合液體的密度油水混合液體的密度 Lwwwff1844.4.原油體積系數(shù)原油體積系數(shù) API當當 3030時時： gAPIabrrtRsRsB6032

54、8 . 1)108106. 110751. 1 (104.677+1=85-4gAPIabrrtRsRsB60328 . 1)10337. 1101 . 1 (104.677+1=95-4API當當 3030時時： 第六節(jié)第六節(jié) 流體物性參數(shù)計算方法流體物性參數(shù)計算方法 85當平均壓力小于飽和壓力時：當平均壓力小于飽和壓力時： bBB當平均壓力大于飽和壓力時：當平均壓力大于飽和壓力時： 51022.1461.121180328 . 12 .1751433ParrtRpCAPIga其中：其中：)22.13(abppCbeBB第六節(jié)第六節(jié) 流體物性參數(shù)計算方法流體物性參數(shù)計算方法 865.5.溶解

55、氣油比溶解氣油比 API當當 3030時時： 67.459328 . 1172.110937. 1s1064.2722.14= RaAPItragp67.459328 .1393.10187.11006.5622.14aAPItragspRAPI當當 3030時時： 第六節(jié)第六節(jié) 流體物性參數(shù)計算方法流體物性參數(shù)計算方法 876.6.液體粘度液體粘度 )ln()1ln(lnaoDtba 死油粘度：死油粘度：活油粘度：活油粘度：1000100BODouA水的粘度：水的粘度：10002528 . 13210982. 18 . 13210479. 1003. 1ttwe油水混合物粘度：油水混合物粘度

56、：wwwolfufuu1第六節(jié)第六節(jié) 流體物性參數(shù)計算方法流體物性參數(shù)計算方法 887.7.油、天然氣的表面張力油、天然氣的表面張力 ogAPIPte4240047 1832026710001015 107.8.8.水、天然氣的表面張力水、天然氣的表面張力 78.13778.13733.232068 . 1248twg9 9、油、水混合物和天然氣的表面張力、油、水混合物和天然氣的表面張力wwgwoglff1第六節(jié)第六節(jié) 流體物性參數(shù)計算方法流體物性參數(shù)計算方法 8910.10.天然氣的粘度天然氣的粘度 uKegxgy104103tMtMK8 . 1197018 . 149202. 04 . 9

57、5 . 1y=2.4-0.2xx=3.5+986/(492+1.8t)+0.01MM=28.96其中：其中：第六節(jié)第六節(jié) 流體物性參數(shù)計算方法流體物性參數(shù)計算方法 9011.11.天然氣的密度天然氣的密度 ggPZ t3484410273153.12.12.天然氣的壓縮因子天然氣的壓縮因子ZAATATAATATrrRrRRr11233452623/第六節(jié)第六節(jié) 流體物性參數(shù)計算方法流體物性參數(shù)計算方法 91第七節(jié)第七節(jié) 抽油機井生產(chǎn)節(jié)點系統(tǒng)分析抽油機井生產(chǎn)節(jié)點系統(tǒng)分析1.1.節(jié)點系統(tǒng)分析方法節(jié)點系統(tǒng)分析方法 節(jié)點系統(tǒng)分析法：節(jié)點系統(tǒng)分析法：應用系統(tǒng)工程原理，把整個油應用系統(tǒng)工程原理，把整個油井

58、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)系及其對整個系統(tǒng)工作的影響，為系統(tǒng)優(yōu)化運行及關(guān)系及其對整個系統(tǒng)工作的影響，為系統(tǒng)優(yōu)化運行及參數(shù)調(diào)控提供依據(jù)。參數(shù)調(diào)控提供依據(jù)。節(jié)點劃分依據(jù)：節(jié)點劃分依據(jù)：不同的流動規(guī)律相關(guān)式不同的流動規(guī)律相關(guān)式922.2.抽油機井生產(chǎn)系統(tǒng)的組成抽油機井生產(chǎn)系統(tǒng)的組成(1)(1)油氣層子系統(tǒng)油氣層子系統(tǒng) (2)(2)井筒子系統(tǒng)井筒子系統(tǒng) (3)(3)地面集輸子系統(tǒng)地面集輸子系統(tǒng) (4)(4)采油設(shè)備子系統(tǒng)采油設(shè)備子系統(tǒng) 穩(wěn)定工作條件：協(xié)調(diào)穩(wěn)定工作條件：協(xié)調(diào) 第七節(jié)第七節(jié) 抽油機井生產(chǎn)節(jié)點系統(tǒng)分析抽油機井生產(chǎn)節(jié)點系統(tǒng)分析9

59、3節(jié)點系統(tǒng)分析對象：整個油井生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)點系統(tǒng)分析對象：整個油井生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)點系統(tǒng)分析實質(zhì)：協(xié)調(diào)理論在采油應用方面的發(fā)展節(jié)點系統(tǒng)分析實質(zhì)：協(xié)調(diào)理論在采油應用方面的發(fā)展協(xié)協(xié)調(diào)調(diào)條條件件質(zhì)量守恒質(zhì)量守恒能量能量( (壓力壓力) )守恒守恒熱量守恒熱量守恒第七節(jié)第七節(jié) 抽油機井生產(chǎn)節(jié)點系統(tǒng)分析抽油機井生產(chǎn)節(jié)點系統(tǒng)分析94求解點的選擇：求解點的選擇：主要取決于所要研究解決的問題。主要取決于所要研究解決的問題。求解點：求解點：為使問題獲得解決的節(jié)點。為使問題獲得解決的節(jié)點。0510152025010203040506070產(chǎn) 量壓力節(jié)點流入曲線節(jié)點流入曲線節(jié)點流出曲線節(jié)點流出曲線協(xié)調(diào)點協(xié)調(diào)點第七節(jié)第七節(jié) 抽

60、油機井生產(chǎn)節(jié)點系統(tǒng)分析抽油機井生產(chǎn)節(jié)點系統(tǒng)分析950510152025010203040506070產(chǎn) 量壓力節(jié)點流入曲線節(jié)點流入曲線節(jié)點流出曲線節(jié)點流出曲線協(xié)調(diào)點協(xié)調(diào)點第七節(jié)第七節(jié) 抽油機井生產(chǎn)節(jié)點系統(tǒng)分析抽油機井生產(chǎn)節(jié)點系統(tǒng)分析96節(jié)點系統(tǒng)分析思路：節(jié)點系統(tǒng)分析思路：以系統(tǒng)兩端為起點分別計算不同流量下節(jié)點上、下游的壓以系統(tǒng)兩端為起點分別計算不同流量下節(jié)點上、下游的壓力，并求得力，并求得節(jié)點壓差流量曲線。節(jié)點壓差流量曲線。根據(jù)描述節(jié)點設(shè)備根據(jù)描述節(jié)點設(shè)備( (油嘴、安全閥等油嘴、安全閥等) )的流量的流量壓差相關(guān)式，壓差相關(guān)式，求得求得設(shè)備工作曲線設(shè)備工作曲線。兩條壓差流量兩條壓差流量曲線的