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1、第一節(jié)氣體穩(wěn)定流動的能量方程一、氣體穩(wěn)定流動方程氣體穩(wěn)定流動是指在所討論的的管段內(nèi)（熱力體系內(nèi)），任何斷面上氣體的一切參數(shù)都不隨時間變化，流入和流出的質(zhì)量守衡，功和熱的交換也是一個定值。E——內(nèi)能，J；pV——膨脹功或壓縮功，J；——動能，J；mgH——位能，J；q——氣體吸收的熱量，J；W——外界對氣體作的功，J。其中u、p、V和g分別表示流速、壓力、體積和重力加速度。氣體穩(wěn)定流動能量方程：對于垂直管，=90°，=1對于水平管，=0°，=0假設(shè)dW=0，并用乘式中每一項來簡化方程在生產(chǎn)井中，井內(nèi)氣體向上流動，沿氣流方向壓力是逐漸遞減的，可寫為如下表達(dá)
2、式或——重力壓降梯度（N/㎡）/m——加速度壓降梯度——摩阻梯度二、管內(nèi)摩阻達(dá)西阻力公式是計算管內(nèi)摩阻的基本公式確定式中的摩阻系數(shù)f，可以借用水力學(xué)中介紹的Moody圖1.Colebrook公式——管徑與管子絕對粗糙度的比值——雷諾數(shù)；f——Moody摩阻系數(shù)?？梢愿采w完全粗糙管、光滑管和過渡區(qū)三個流態(tài)區(qū)域，當(dāng)Re相當(dāng)大時轉(zhuǎn)化為完全粗糙管的Nikuradse公式。2.Jain公式：3.Chen公式：其中上述公式中，雷諾數(shù)Re按照如下公式推導(dǎo)取=0.101MPa，=293K，對于，如果沒有相關(guān)資料，可以取e=0.m第二節(jié)氣體在井筒內(nèi)流動—井底壓力計算一、
3、氣體垂直管流動（1）從管鞋到井口沒有功的輸出，也沒有功的輸入，dW=0（2）對于氣體流動，動能損失相對于總的能量損失可以忽略不計，即udu=0（1）討論垂直管流，=90°，sin==1，dL=dH考慮以上三點，可以簡化為P——壓力，Paf——Moody摩阻系數(shù)；g——重力加速度，m/s2；u——流動狀態(tài)下的氣體流速，m/s；H——垂向油管長度，m；d——油管內(nèi)徑，m1）密度在同一狀態(tài)（p，T）下的氣體密度為2）速度某一溫度、壓力下的流速如果采用實用單位p=MPa、qSC=m3/d，其他單位不變，同時標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)取為Psc=0.MPa，Tsc=293K，則任
4、意流動狀態(tài)（P、T）下，氣體的流速u可用流量和油管截面積表示為一、靜止氣柱對于靜止氣柱=0可以進(jìn)一部簡化氣井井筒流動方程1.平均溫度和平均壓縮系數(shù)計算方法假設(shè)T==常數(shù)，Z==常數(shù)，即可將T和Z從積分號內(nèi)提出，積分后得或式中——靜止氣柱法計算的井底壓力（地層壓力或井底流動壓力），MPa；——靜止氣柱的井口壓力（井口最大關(guān)井壓力或靜止氣柱井口壓力），MPa——氣體相對密度；H——井口到氣層中部深度，m；——井筒內(nèi)氣體平均絕對溫度，K；通過計算——井筒氣體平均壓縮系數(shù)，可通過或計算求解方法——迭代法顯然，已知井口條件下諸參數(shù)，都要對未知賦初值數(shù)Pws，用迭
5、代法試算Pws。（1）首先對賦初值=（2）計算和，并按常規(guī)方法計算（3）代入計算公式，計算Pws，直到Pws與賦值間達(dá)到精度要求。例:氣井測試數(shù)據(jù)如下:計算氣層壓力。Pts=15.8585MPa（井口最大關(guān)井壓力），Tts=294.11K，Tws=344.11K，H=1764.8m，Ppc=4.6334MPa，Tpc=198.2K，γg=0.6求解方法——Cullender和Smith計算方法令，則氣井井筒流動方程可改寫為、（1）將井深H等分為二，取上面積分展開式的前兩項（2）計算Pws分兩次進(jìn)行，首先根據(jù)井口已知參數(shù)計算中點的壓力Pms；之后根據(jù)中點
6、已知參數(shù)計算井底壓力Pws。對于上段油管對于下段油管（3）分別計算Pms、Pwh，上段需要迭代法計算下段利用Cullender和Smith方法，重新計算上例，求解方法——Aziz計算方法解題思路（1）積分用數(shù)值積分近似替換解題思路（2）牛頓迭代格式例題：用Aziz計算方法重做例3-1一、流動氣柱對于流動氣柱，流動方程：1、平均溫度和平均壓縮系數(shù)計算法已知Ptf，計算Pwf，仍要用迭代法求解，注意如下兩點：（1）估計初值仍用下式（2）氣體在管內(nèi)流動，沿線氣體壓力呈拋物線分布，因此油管平均壓力應(yīng)用下式計算：例題：已知氣井定產(chǎn)測試數(shù)據(jù)如下：qsc=14.58
7、3*10^4m3/d，d=0.0507m，γg=0.6，H=1737.36m，Ttf=301.33Twf=344.11K，Ptf=14.6312MPa，Ppc=4.6335MPa，Tpc=198.9K，e=0.m。用平均溫度和平局壓縮系數(shù)法計算井底流動壓力第三節(jié)斜井和注氣井井底壓力計算一、斜井討論一口斜井（純氣井）計算井底壓力。L表示實測的斜管場，H表示實際的垂向深度，L與H之間的關(guān)系如圖：將此關(guān)系式代入式得：同樣進(jìn)行狀態(tài)、單位的換算，忽略dW，最后可得——斜井特征項1、平均溫度和平均壓縮系數(shù)計算方法對于斜井可得或
