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1、第一题生产初期假设该井可以自喷生产， 井筒中的流动可以分为两段。 下部分泡点压力以下为纯液流，上端低于泡点压力之后为气液两相流。忽略加速度压力梯度部分。为了简化计算， 大概确定摩阻压力梯度的比例，讲井筒管流分为两部分，纯液流和气液两相流。以第一组数据为例，根据混合液的密度可以得到液柱高600.92m ，气液混合物高度899.08m。（ 1） 纯液柱段摩阻压降和总压降计算：油藏条件下的原油密度：oa RsgoiBo根据油层物理第一章的内容，我们可以得到油藏条件下的溶解气油比Rs25.94m3 / m3于是可得油藏条件下的原油密度：oi831.88kg / m3原油析出气体前可忽略压力所引起的密度
2、变化， 因此该段原油密度可近似取原始条件下的原油密度。于是该段的平均密度：moi (1 10%)w10%848.7kg / m3重力压力梯度：dph / dhmg原油流速：qm(qo BoqwBw ) / 86400雷诺数：N ReDv m mm其中粘度为油水的体积加权平均值，原油的粘度根据油层物理学中相关公式得到。根据雷诺数的大小，所给四组生产条件下的流动皆为水力光滑区。故有：0.3164f14 N Re摩擦损失梯度：dp f/ dh fm vm2D 2（ 2）气液共存段摩阻压降及总压降计算：为简化运算， 气液共存段不分段， 使用 Orkiszewski 方法进行计算。 该段平均压力为：（
3、9+0.1） /2=4.505MPa ，按照温度梯度计算中点温度值作为该段平均温度。气，液的就地流量：qgp0TZ (RpRs )qo86400pT0qo Bo qw Bwql86400按照 Orkiszewski 方法流型划分原则，分别计算L B（泡流界限），L S（段塞流界限）等等，并分析不同产量下的流型。四种产量下的流型都为泡流，其摩擦损失梯度可以按照液相进行计算。 但是液相流速需要计算持气率H g，泡流持气率计算参见采油工程原理与设计。液相真实流速：vl hqlAp (1 H g )按照相同的方法可得到摩擦阻力系数，从而计算该段的摩擦阻力损失。根据持气率亦可计算该段平均密度，从而得到气
4、液共存段的重力压力梯度。（ 3）根据各段的压力梯度和高度，可分别计算总的重力压差和摩阻压差，从而得到摩阻压力梯度所占的比例。结果见附表产液摩阻压降 /Pa重力压降 /Pa摩阻压降占比 /%11299.478651112635962.980.002419.81265.84591712444729.220.010225.42378.9115612331780.590.019331.34039.60687912218334.340.0331摩阻与产量关系0.03500.03000.0250比占 0.0200阻摩 0.01500.01000.00500.000005101520253035产液量第二题
5、一、计算 地层压力 ： P=1.15x1000x9.8x1500=16.905MPa；选择合适的产量和压力 (可自己选择 ): 流压 (12.9MPa)流量 (19.8m 3/d) 。二、 根据题目相应地层和流体参数计算某一油管直径的井筒压力梯度损失。（可利用 matlab编程来实现）已知参数： 油层厚度5m；中深 1500m ；地层压力系数1.15；原油饱和压力9.0MPa；含水率为 10%；生产气油比 20m3/t ；原油相对密度 0.85；天然气相对密度 0.7；50脱气原油粘度 30mPa.s处理参数 ：假设地层温度梯度为每100 米 3 摄氏度，地表温度为20 摄氏度，结合地层的厚度
6、就可知地层的温度分布。利用饱和压力将井筒分为不同的两段，根据不同气液流型计算相应状态下的流体参数。计算方法： 参考助教复印的压力梯度计算方法。采用两项垂直管流的Orkiszewski方法：用压力增量迭代法计算1） 确定起始点压力p1，计算深度增量Z 和分段数N：2） 初始计算段的压力降为p 设 ，并计算下端压力：3) 计算该段的平均压力和平均温度：4) 计算 和 下的流体性质参数及流动参数：（1）原油的 API 度（2）溶解气油比：因为 API 30（3）原油的体积系数（4）原油密度（ 5）油水混合液体的密度（ 6）液体的粘度死油的粘度活油的粘度水的粘度：液体的粘度：（7）油、天然气的表面张力
7、：（8）水、天然气的表面张力：（ 9）油、水混合物和天然气的表面张力：（ 10）天然气的粘度：其中：（ 11）天然气的压缩因子其中条件计算公式（12）天然气密度5）判断流态计算流量：气体体积流量：气体质量流量：液体体积流量：液体体积流量：无因次气体流速：5）计算平均密度与摩擦损失梯度代入可求出平均密度根据相对粗糙度和雷诺数查表的摩擦阻力系数f=0.04 ，可得摩擦梯度：6）计算压降7）计算误差8）利用编制的程序计算井筒的压力分布并绘图。三、计算不同油管直径下井筒压力梯度，选出最优解（对应现有油管尺寸）。四、Matlab编程产生的计算结果。表 1不同油管半径下的压力梯度油管半径压力梯度油管半径压
8、力梯度0.0250.00886620.0430.0073370.0260.00839370.0440.00734860.0270.00807620.0450.00736080.0280.00791080.0460.0073730.0290.00780510.0470.00738550.030.00772860.0480.00739830.0310.007670.0490.0074110.0320.00762290.050.00742380.0330.00758350.0510.00743660.0340.00755030.0520.00744940.0350.00752040.0530.007
9、46230.0360.00749390.0540.0074750.0370.00746880.0550.00748760.0380.00744420.0560.00750010.0390.00742070.0570.00751240.040.00739640.0580.00752470.0410.00737120.0590.00753670.0420.00734560.060.0075487图 1 不同油管半径对应的压力梯度图中的最低点对应最小的压力梯度，对应的油管尺寸: 3 12 （即最优油管半径） 。第三题（思路）多相流计算只考虑重力和摩擦损失，故井筒压力损失由重力损失和摩擦损失组成。 有
10、题目 1 可知摩擦损失， 进而可得摩擦梯度dp。dLf12以井口为求解节点，关系式为：P2=P 1+P 12f+P 12g式中， P12f 为摩擦损失， P12g 为重力损失。P2=Pwf ；P12f= dph ；dLfP12gmgho( 1f w)wf w gh根据题目所给的流量与流压数据，计算出P1 值，填入下表。液量 Q(m3/d)11.0流压 14.1Pwf(MPa)P1(MPa)P1（MPa ）A1MPa19.825.430.312.912.4912.1BQ(m 3/d)把结果画到图2 中得到曲线 A（曲线 A 不一定是直线），与曲线B 的交点所对应的产量即为该井对应的最大产量。若产
11、量可观， 则认为投产初期油藏能量充足，为充分利用地层能量，选择自喷生产，若产量不可观，选择气举生产。第四题（思路）1、gsin+v /d*式中 为多相混合物的密度;v为多相混合物的流速;f为多相混合物流动时的摩擦阻力系数;d 为管径 ;p 为压力 ;h 为深度 ;g 为重力加速度 ;为井斜角的余角。f=0.1， =874.14kg/m3，d=0.065m， h=1500m，（ 1）利用 Beggs-Brill 方法计算井筒内的压力梯度。设定一系列的产量，求出对应的井底流压， 在每一个压力下运用压力增量迭代法从井底向上计算，为简化计算过程，将整个井筒作为一段进行计算，根据平均压力和平均温度计算
12、Rs，Bo，Z，o, g，原油密度，天然气密度，气液的就地流量、表观流速、质量流量等流体的性质参数，根据 Beggs-Brill 方法的方法判断流型，再计算阻力系数，最后利用公式计算压力梯度，若在误差范围以内，则取估计值为油压值，之后绘制 pt-Q 的关系曲线 B，根据公式 2-5 绘制每一个油嘴直径下产量与油压的关系曲线，即油嘴特性曲线 G，曲线 B、曲线与 IPR 曲线构成了综合协调曲线。（ 2）在曲线 B 上找到油压为 2MPa 的点，所对应的产量即为要求的最大产量（ 3）在协调曲线上找到产量为 28t/d，确定与之对应或者相近的油嘴直径，曲线与的交点确定实际的产量和油压， 与曲线的交点
13、确定井底流压。（）假设油压低于0.5MPa 时该井停喷，向下计算该油压下的井底流压，根据初始值与终值的压差以及压力递减速度，即求得停喷期。第五题一、根据题目中流压与产量数据画出油管直径 :88.9mm; 原油的压缩系数IPR曲线，并确定30t/d 下的井底流压。3Bo 为 :1.086;油水混合物的密度为：818kg/m;换算单位 30t/d=39.8m 3/d 对应井底流压10.5MPa。（如图所示）图1IPR 曲线二、以 Pwf（ 10.5MPa）为起点，计算压力分布曲线。平衡点（ 710， 4.31），注气点（ 640， 3.78）即注气深度为640m，工作阀所在位置的油管压力P 为3.
14、78MPa。图确定平衡点和注气点三、不同注气量下的压力分布曲线表 1不同气液比下的井口压力总气液比对应井口压力10000.96761220001.48351930001.70438140001.83146250001.916133图不同气液比下的井口压力图定注气压力及定井口压力下确定注气点深度及气液比最后结果： 在 1.5MPa 的定井口压力下， 总气液比 (TGLR) 为 2020m3/t，即注入气液比为 2000m3/t 。定产量为 30t/d,注气量为 60000m3/d。第六题第一部分：确定注气深度和产量已知注气压力和注气量， 尽可能地获得最大可能的产量， 确定注气点深度及产量的步骤：
15、（ 1）假定一组产量（ 20t/d，25 t/d，30 t/d，35 t/d），根据可提供的注气量（ 5 万方 /天）和地层生产气液比计算出每个产量的总气液比 TGLR（2378m3/ m3 ,1905m3/ m3 ,1591m3/ m3，1366.2m3/ m3）。（ 2）以给定的地面注入压力 4MPa，计算环形空间气柱压力分布曲线 B，用注入压力减去（ 0.5-0.7MPa）做 B 的平行线，即为注入气点深度线 C。（ 3）以定井口压力为起点，利用多想垂直管流，计算每个产量下的油管压力分布曲线D1，D2，D3，D4，D5。（步骤见第三部分） ，他们与曲线 C 的交点即为各个产量所对应的的注
16、气点以及注气深度。结果如下图所示：-10012345678-300-500-700-900-1100-1300-1500（4）从每个产量对应的注气点压力和深度开始。利用多相管流根据油层生产气液比向下计算每个产量对应的注气点以下的压力分布曲线 A1，A2，A 3，A4，A5.（方法同第三部分）。（ 5）在前面得到的 IPR 曲线上，根据上步计算出的产量与计算流压的关系，交点所对应的的产量和压力即为该井在给定注气量和井口油管压力下的最大产量 Q。161412108642005101520253035404550综上，最大产量为34.8t/d，对应注气点地层深度为820m。（6）估算最大启动压力pe
17、L g1500* 850* 9.812.5MPa第二部分：确定气举阀（1）第一个阀的下入深度：L1p max10520 65.96mg（2）第二个阀的下入深度确定产量为 35t/d 时，利用油管内压力分布曲线：L 2pa 2pt 15=L1+10 10 =112.93mg（3）第三个阀的下入深度L 3L 2pa3p t 210510158.63mg（4）第四个阀的下入深度L 4L 3p a4p t310510203.7mg（5）第五个阀的下入深度L 5L 4pa5p t410510247.89mg（6）第六个阀的下入深度L 6L 5p a6p t510510291.7mg（7）第七个阀的下入深
18、度L 7L 6pa7p t610510335.76mg（8）第八个阀的下入深度L 8L 7pa8p t710510377.67mg（9）第九个阀的下入深度L 9L 8p a9p t810510417.04mg（10）第十个阀的下入深度L 10L 9p a10p t910 510 453.89 mg（11）第十一个阀的下入深度L11L10p a11p t1010510 490.1mg（12）第十二个阀的下入深度L 12 L 11pa12p t1110 510 524.41mg（13）第十三个阀的下入深度L 13L 12p a13p t1210510 556.19mg（14）第十四个阀的下入深度L
19、 14 L 13p a14p t1310510 587.98mg（15）第十五个阀的下入深度L 15L 14pa15pt1410 510 619.76 mg（16）第十六个阀的下入深度L 16 L15pa16p t910 510 646.49 mg（17）第十七个阀的下入深度L 17L 16pa17p t1610510 673.2mg（18）第十八个阀的下入深度L 18L 17pa18p t1710 510 697.40mg（19）第十九个阀的下入深度L 19L 18pa19p t1810510 721.578mg（20）第二十个阀的下入深度L 20L 19p a20p t1910 510 7
20、45.25mg（21）第二十一个阀的下入深度L 21 L 20pa21p t2010 510 770.084mg（22）第二十二个阀的下入深度L 22L 21pa22pt2110 510 793.56mg（23）第二十三个阀的下入深度L 23 L 22p a23p t2210510 823.56mg823.56m注气点深度，共需气举阀23 个。第三部分：油管压力分布的计算采用两项垂直管流的Orkiszewski 方法：用压力增量迭代法计算取产量 q=15t/d1）确定起始点压力p1，计算深度增量Z和分段数 N：p1=1.5MPa，Z=100m，N=152）初始计算段的压力降为p设，并计算下端压
21、力：p设0.5MP ap2设p1p设1.50.5 2MPa_3)计算该段的平均压力 p 和平均温度 T ：p2设p11.52p221.75MPa_Tt20_4)计算 p 和 T 下的流体性质参数及流动参数：（1）原油的 API 度API141.5131.534.97o（2）溶解气油比：因为 API 30g (1.404104p)1.18710.393API40.0341（m3/m3）101. 8T 32Rs459. 6756.06（3）原油的体积系数F5.615Rsg40294.05392.25ToBO0.9720.000147F1.1751.0889（4）原油密度1000( o 1.2061
22、0 3 Rs g )（3）o811.661 kg / m130（5）油水混合液体的密度O (1 f w )w f w 830.4949（ 6）液体的粘度死油的粘度z3.03240.02023 API2.325y10z211.3489xy(321.8T ) 1.1631.460710x1oD0.02791000活油的粘度A10.715 5.615Rs1000.515=0.0451B5.44 5.615Rs1500.338=0.7339A(1000oD ) Bo1000=0.0063水的粘度：1.003 1.479 10 232 1.8T1.982 10 5321.8T2e=1.0411w1000
23、液体的粘度：lo 1fww fw =0.1098（7）油、天然气的表面张力：42.4 0.047 1.8T320.267 API e1.015 10 7 pog1000=0.0250（8）水、天然气的表面张力：76e 3.62575 10 8 p23.331000=0.0715137.7852.58.701810 7p =0.05101000wg2481.8T 23.33137.78 137.78 =0.0717206（9）油、水混合物和天然气的表面张力：log 1fwwg fw =0.0296（10）天然气的粘度：x 10gK10 4 ey3g =0.0109其中：9.40.02M4921.
24、5K1.8T70119M=106.84971.8Ty2.40.2x=1.2888x3.5986/4921.8T0.01M =5.5559M28.96 g=20.272（11）天然气的压缩因子3) R223Z 1 ( A A2 / Tr A3 / TrA4 A5 / Tr RA6 R / Tr其中R0.27pr / ZTrTr273.15T / Tcprp / pcA1=0.31506，A2=-1.0467，A 1=-0.5783，A 1=0.5353，A 1=-0.6123，A1=0.6815。条件计算公式gg0.7Tc92.22176.67g ,pc1064.880.390.7Tc92.22
25、176.67g ,pc1064.780.25gg综上，利用试算法可得Z=0.9502（12）天然气密度3.4844 10 3g pg=14.772Z T273.155）判断流态计算流量：气体体积流量：Zqo (RpRs )(T 273.15)3 / s）Qg0.025（ m293.1586400 o p 10气体质量流量：Wg1.206qo ( Rp Rs )g0.4815 kg / s86400 o液体体积流量：Q1q1 Bo (1 f w ) Bw f w 3.6 10 4 m3 / s86400 o (1 f w )w f w 液体体积流量：1000q11.206qo Rs goW186
26、4000.3007 kg / s无因次气体流速： vqg1)1 / 4g(=57.485APgLB1.701 0.7277vt2 / D （由于 L B 0.13，取 0.13）Ls50q136vg=79.254qgLM7584(v q1 ) 0.75146.89qg经判断，该段属于断塞流5）计算平均密度与摩擦损失梯度根据段塞流相关公式，可求出相关参数vs=0.与：（ 3）0.00236lg 10l10.569lgD - XD 1.3710.455（3l）Xlgv t）0.0016lg 1010.516D 1.5710.722 0.63lg D代入可求出平均密度Wt1vs Apmqt1=98.
27、55kg/m3vs Ap根据相对粗糙度和雷诺数查表的摩擦阻力系数f=0.04，可得摩擦梯度：f v2q1vs Apf1t=2019.282Dqtvs Ap6）计算压降：pkm gfhk =0.7746MpaWt qg17）计算误差，取0.02MPapkp设0.77460.50.2746MPa因此取p1pk 作为新的p1 从第二步重新开始计算， 知道满足需求后再以上端的末端压力作为下段的起点压力开始计算下一段。8）利用编制的程序计算井筒的压力分布并绘图。第七题(1) 已知两组 S10 层产能测试表。由地层梯度0.5100.571psi/ft 算得 S10 层位的测试点的地层压力应该在21.57M
28、Pa24.15MPa 之间。对比产能测试结果，发现第二组数据符合要求，认为第二组数据准确。由测试点的流压大于饱和压力，产液含水率为零。得 S10 层采油指数： J =qo( test)22677.93m3 / (dMPa)prpwf (test )22.45 19.55当 pwf ( test)pb时， qoJ ( prpwf )2pp 时， qo qb qc10.2pwf0.8pwfwf (test)bpbpb其中 qbJ( prpb )77.93(22.452.31)31569.51m / d =qcJpb /1.877.932.311.8100.01m3 / dPwf （MPa）00.5
29、11.522.3122.45Qo（ m3/d）1669.521661.441645.871622.801592.231569.510.00得 S10 层流入动态曲线如图：(2) 由于各小层属于同一油藏，认为油层的物性相似。由 J2koha代入 S10 层数据得o Bo (ln re3s) 164.87 mPa so Bo (lnr3rw4es)rw4所以 S2 层的采油指数为2 koha24.578 3.7 86.43J=164.87=55.75m / (d MPa )re3oBo (lns)rw4各小层温度相差不大，认为饱和压力相似。当 pwf ( test)pb时， qoJ ( prpwf )pwfpwf2pwf (test)pb 时， qoqb