井筒压力分布计算的实用方法石油工程与环境工程学院
油气井井筒压力计算
ρk = ρm −
pdc − pdp 0.052 Lk
侵入流体密度小于4lb/gal，气体侵入； 侵入流体密度大于8lb/gal， 液体侵入。
第一章
第一节
油气井井筒压力计算
井筒中静压力及其计算
1.4 井控操作中的环空压力 1.4.1 井涌识别
混入侵入流体的最小泥浆体积：
Vm = qt d
b = z N v RT
p2 − p1 b p2 D2 − D1 = + ln a a p1
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油气井井筒压力计算
井筒中静压力及其计算
1.3复杂液柱中的流体静压力 侵入钻井液中的其它物质的影响 例1.5：一块低渗透率的砂岩的孔隙度为0.20，水的饱和度为0.3，甲烷的饱和 度为0.7，当一直径为9.875ft 的钻头以50ft/hr的速度在12000ft深度钻进时， 密度为14lb/gal的钻井液以350gal/min的速度循环。计算由于地层物质进入泥 浆而引起的压力的变化。假设泥浆的平均温度为620R，地层水的密度为9.0 lb/gal，气体为理想气体。液体中钻屑的密度为21.9 lb/gal。 解： 12000ft 14 lb/gal的泥浆产生的静水压力为：
1.3复杂液柱中的流体静压力
p1 = 0.052 ρ1 ( D1 − D0 ) + p0
p2 = 0.052 ρ 2 ( D2 − D1 ) + 0.052 ρ1 ( D1 − D0 ) + p0
p = p 0 + 0.052∑ ρ i ( Di − Di −1 )
i =1
n
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油气井井筒压力计算
第一章
油气井井筒压力计算
预测井筒压力及温度分布的机理模型
比焓梯度dh 由下式计算[1] dz
dh dz
=
Cp
dT dz
-
C
p
ΑJ
dp dz
,
式中, C p 为流体的定压比热, J (kg
汤姆逊系数, K Pa; 对于气体[2]
(5) K) ; ΑJ 为焦耳 2
ΑJG =
1 CpG
1 ΘG
T Zg
5Z 5T
,
(6)
对于液体, 其压缩系数非常小, 可以近似认为液体不
0. 629 0. 644 0. 666 0. 698
0. 820 0. 842 0. 872 0. 910
1. 050 1. 080 1. 110 1. 150
1. 400 1. 440 1. 480 1. 520
1. 690 1. 730 1. 770 1. 810
2. 000 2. 050 2. 090 2. 120
可压缩, 则
ΑJL = - C p1L ΘL.
(7)
根 据假设条件, 可得单位长度控制体在单位时
间内的热损失为[3 ]
q=
2ΠrtoU tok e rtoU tof ( tD ) +
ke (T f -
T ei).
(8)
式中, T f 为流体温度, K; T ei 为地层初始温度, K; U to
为总传热系数,W (m ℃) ; rto 为油管外径, m ; ke 为
2. 440 2. 480 2. 510 2. 540
2. 770 2. 810 2. 840 2. 860
5. 00 0. 373 0. 511 0. 745 0. 958 1. 200 1. 560 1. 840 2. 150 2. 560 2. 880
延大采油工程教案02井筒流动动态
通过讲授气液两相流动的基本概念，井筒气液两相流动压力梯度方程和井筒压力分布计算的实用方法，使学生对井筒流动动态有一全面了解。
要求学生掌握气液两相流动型态，压力梯度方程以及井筒压力分布计算的实用方法。
8 学时经验方法：主要根据实验结果描述流动过程的经验相关式。
半经验法：适当的假设和简化，结合流动的基本方程，用实验的方法定出经验系数。
理论分析：通过理论分析建立流动过程规律的关系式。
. 第一节气液两相流动的基本概念（一）基本参数1 流量（1）质量流量质量流量：即单位时间内流过过流断面的流体质量。
wm= w g+ w l体积流量：单位时间内流过过流断面的流体体积。
qm= q g 2 速度气相实际速度：v g + q lqg =Ag实际上，它是气相在所占断面上的平均速度，真正的气相实际速度应是气相各点的局部速度。
气相表观速度（气相折算速度）：假设气相占据了全部过流断面，这是一种假象的速度。
vsg=g g液相实际速度 v l =液相表观速度（液相折算速度） v sl =两相混合物速度 v m=== v sg + v sl滑脱速度：气相实际速度与液相实际速度之差称为滑脱速度。
Vs=Vg-Vl3 含气率和含液率体积含气率（无滑脱含气率）：单位时间内流过过流断面的两相流体的总体积中气相所占的比例。
βg =体积含液率（无滑脱含液率） q q : βl = 1 - βg =v s lv m真实含气率：真实含气率又称空隙率、气相存容比，两相流动的过流断面上，气相面积 所占的份额，故也称作截面含气率。
H g = 真实含液率（持液率） A g + A l4 混合物密度：在流动的管道上，取一微小管段，则此微小管段内两相介质的质量与体 积之比称为混合物的真实密度。
p m == H g p g + (1 - H g )p l为了便于比较，把单位时间内流过过流断面的两相混合物的质量与体积之比称为无滑脱 密度（流动密度），即认为气液之间不存在相对运动时的混合物密度。
一种气井井筒压力的计算方法
油管直径
ｄ
０．０６２ ０／ｍ
油管绝粗糙度
ｅ
１．５２４×１０－ ５
１．３ 拟单相流的井筒压力数值计算过程简介 将式（ ３） 与式（ ２） 比较可知， 被积函数分母有所
不同， ＷＧ 为复合气体的质量流量， ＭＧ 为复合气体的 分子量， ｆＷ 为水的摩阻系数。文献［１］和文献［２］介绍 了有关油折算成气 ， 以 及 气 水 摩 阻 系 ｆｍ 的 求 取 方
３
３
３
３
３
０．２１３ ２３
注： 文献［１］仅提供了终点井底压力
法。式（ ３） 在形式上与式（ ２） 一致， 只是被积函数不 同， 其井筒压力的求解方法与式（ ２） 相同。
２ 计算结果对比
２．１ 单相流（ 气体） 井筒压力计算结果对比 文献［１］提供的单相流气井数据见表 １， 井 筒 压
力计算结果见表 ２。 ２．２ 拟单相流井筒压力计算结果对比
ｃｓ＝Ｉ（Ｐｔｆ＋ΔＰ）－ Ｉ（Ｐｔｆ）≈Ｉ（Ｐｔｆ）ΔＰ
（ ６）
由（ ４） 式和（ ６） 式可知
ｃｓ＝Ｉ（Ｐｔｆ）ΔＰ＝ｓ
（ ７）
根据牛顿拉裴森（Ｎｅｗｔｏｎ－ Ｒａｐｈｓｏｎ）迭代算法， 则有
ｆ（ΔＰ）＝Ｉ（Ｐｔｆ）ΔＰ－ ｓ＝０
（ ８）
收稿日期： ２００７－ ０４－ ２３ 作者简介： 刘玉娟（１９６２－ ），女，四川荣县人，实验师，主要从事石油天然气开采工程实验教学和石油开然气井现场开采方案设计。
Ｐ
Ｐｗｆ
ＺＴ
ｄＰ
! &" $ % $’ Ｐｔｆ
Ｐ ＺＴ
２＋７．６５１×１０－
１６
ｆｍ ｄ５
ＷＧ ＭＧ
２
Ｆｗ
＝０．０３１ ４５γｇＨ
一种计算油井井底流压的新方法
一种计算油井井底流压的新方法叶雨晨;杨二龙;齐梦;隋殿雪【摘要】油井的井底流压是影响油田的生产能力和油田调整方案的重要参数之一,也是进行油气井动态分析的基础,直接控制井的生产能力.但实际应用中由于地层条件的复杂性,现在并没有一个系统的方法能十分准确的计算出井底流压.在液面折算法计算井底流压的基础上,将油套环形空间中流体分为气柱段、油气段、油气水段三种不同流动形态,研究不同流动形态下混合液密度与压降梯度的关系,采用分段计算模式,应用微积分方法计算油井的井底压力.现场试验结果表明,该方法计算的抽油井井底压力与压力计实测压力值平均相对误差为8.54%,可以满足现场实际需求.%Bottom-hole pressure is one of the important parameters that affect oil production capacity and the adjustment scheme of oil field.It is also the basis of dynamic analysis of oil and gas wells,and the production capacity of the well is controlled directly.However,due to the complexity of the formation conditions,there is not a systematic method to calculate the bottom hole flow pressure.Based on level conversion method,the fluid in the annular space of an oil sleeve is divided into three different flow patterns of gas column,oil and gas and oil gas water.The field test results show that the average relative error between the measured pressure value and the measured pressure value of the pumping well bottom hole pressure of the pressure gauge is 8.54%,which can meet the actual needs of the field.【期刊名称】《石油化工高等学校学报》【年(卷),期】2017(030)005【总页数】5页(P55-59)【关键词】抽油井;流压;混合液密度;程序设计【作者】叶雨晨;杨二龙;齐梦;隋殿雪【作者单位】东北石油大学石油工程学院,黑龙江大庆 163318;东北石油大学石油工程学院,黑龙江大庆 163318;东北石油大学石油工程学院,黑龙江大庆163318;大庆油田第四采油厂,黑龙江大庆 163318【正文语种】中文【中图分类】TE3191.1 气柱段压力计算目前国内大部分油田处于地层压力下降、地层亏空的状态，在环空内气量相对较大。
井筒多相管流压力梯度计算新方法
摘 要 在充分研究前人成果的基础上, 提出了一种新的预测井筒中气液同时向上流动时 的压力梯度计算方法。该方法将多相管流分为 4 个流区, 计算每一流区下的压力梯度。用吐哈、 江汉等 5 个油田 114 口井的实测数据对新方法及其他 8 种常用的方法进行了对比验证, 结果表 明, 在油气比较小的情况下, B eggs2 B rill 修正法、 M ukherjee2 B rill 法、 H a san 法、 O rk iszew sk i 法、
3 式中, Θ H gc ) + Θ c 为气芯中混合物的密度 kg m , Θ c = Θ l (1 gH gc , H gc
Θ g)
015
( 12)
为气芯中的持气率
H
gc
=
v sg v sg + E cv sl
・62・
江 汉 石 油 学 院 学 报
第 20 卷
分散到气芯中的液体占整个液相的体积分数为 015 Θ g 3048v sg Λg E c = 1 - exp - 01125 Θ l - 115 ∆ 而气芯与液膜界面间的摩阻系数为 01079[ 1 + 75 ( 1 - H g ) ] f c = 0125
绝对平均 平均 验证法 误差 误差
% % - 1110 - 116
标准 偏差
% 13110 12170 7135 8134 11180 9149 21160 6148 5193
标准 偏差
% 13160 8168 6149 5176 1180 7149 11120 5131 5151
3
标准 偏差
% 10160 8167
( 4)
第1期
廖锐全等: 井筒多相管流压力梯度计算新方法
气井井筒压力分布研究方法
热力学原理 , 处于相态平衡的气液两相 , 每一对应组分在各相中 的逸度应该分别相等。 (4) 状态方程 ：PR 状态方程形式如下
RT a(T ) (5) V b v (v b ) b ( v b )
P
2、凝析气井井筒压力模型的建立
v 2 dp dv m g sin m m v （6） dz 2d dz
Pwf
Ptf
0.03418 g dH (13)
0
H
从(13)式可看出,如不含水, Fw = 1 ,则(13)式还原成(2)式 ,即含水 模型转变为干气模型。 （二）相态变化影响下的凝析气井井筒压力分析 通过计算气液两相中各个组分的摩尔含量的变化情况入手， 分析和 计算由此产生气液两相的质量传递的动态过程。 引入研究凝析油析出 程度的分析函数:气油比增加量分数,分析不同井筒段凝析油析出量
m
FM FG MP P 3484.48 （10） VL VG ZRT ZT
组分物质平衡方程在这里为 FL xi + FG yi = zi(11) 式中
R—通
用气体常数;T—绝对温度;Z—气体压缩因子; FL—液相质量;FG—气 相质量;xi , yi— — —i 组分在液、气相中的摩尔分数。 (2) 相态变化下的油气比是在各个不同井深处不断变化的 , 通过求 出各个井段的气、液相摩尔组成 , 可以得到在不同井段的气油比。 初始油气比 Rp =Qg/Qo(12) 在井深为 h 时的气油比
P dp TZ
2
Pwf
Ptf
2 f g q sc P 18 1.324 *10 d3 TZ
0.03418 g dH (2)
0
石油钻井地层压力预测与计算方法
(1)
Pc——套管压力，MPa; Lf——动液面，m
L——泵挂深度，m; H——油层中部深度，m;
ot , os ——地下、地面原油密度， g/cm3
w
——地层水密度，g/cm3;
三、 井底压力的计算
水井井底注入压力p井计算
p井 pef H w 101 .97
(2) (3) (4)
pef p pm p fr pcf pV
p fr 1.06510
14 1.8 0.2 0.8 HQ1
d14.8
2 Q2 4 d2
pcf 1.0861013
(5)
pef , ppm——有效、实测井口注入压力，MPa; pfr,pcf,pV——注入水通过油管、水嘴、配水器节流凡尔所产生的压力损失， MPa; Q1, Q2——注入量，m3/d; 当有两个直径相同的水嘴时，Q1=0.5Q2.
（6）
p1 , p2——水井、油井单独生产在任一点产生的地层 压力，MPa; pe——原始地层压力，MPa.
四、油水井间地层压力分布
对水井
p1 p
' 井1
1.842103 Q1 r ln 1 K K rw h1 rw
1.842103 Q2 r ln 2 K K rw h2 rw
式（11）减式（12）得
p井1 p井 2 1.842103 K K rw Q1 Q2 d h h ln r 2 w 1
（13）
设M＝K· Krw/µ ，则式（13）变换 为
1.842 103 M p 井1－p 井 2 Q1 Q2 d h h ln r 2 w 1
p井1 p井1 p井2 1.842103 Q2 d pe ln K K rw h2 rw
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井筒压力分布计算的实用方法石油工程与环境工程学院
1.根据井深信息，将井筒分成多个等高段，并确定每个等高段的深度范围。
2.根据井筒里管柱和井壁的物性参数（例如渗透率、孔隙度、粘度等）、流体参数（例如流体密度、粘度等）和生产参数（例如注入流量、产能等），计算每个等高段的径向渗透率和产能指数。
3.根据压力初始化条件，例如表层压力或者已知深度处的压力值，计算各个等高段的初值。
4.从井底开始，利用数值计算方法（例如有限差分法、有限元法等）逐个等高段计算各个深度处的压力。
5.根据井筒内的流体流动方程，设置边界条件，例如井底为产气井或注水井，确定产气或注水量。
6.通过迭代求解，直到各个深度处的压力趋于稳定。
上述是计算井筒压力分布的一般步骤，但实际计算中还需要考虑一些特殊情况，例如考虑井筒内的多相流体、非稳态流动以及储层非均质性等因素。
在实际应用中，通常使用计算机软件进行井筒压力分布的计算。
常用的软件包括PROSPER、ECLIPSE等。
这些软件可以根据输入的井筒和流体参数进行自动计算，并输出各个深度处的压力分布情况。
总结起来，井筒压力分布计算是石油工程中的重要计算工作，通过使用稳态径向流模型和计算机软件，可以得到井筒内不同深度处的压力分布情况，为石油开采及井筒设计提供依据。