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)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

2、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)；fMoody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、 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

3、忽略不計，即udu=0（3） 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，Pa fMoody摩阻系數(shù)；g重力加速度，m/s； 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=m/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二、 靜止氣柱對于靜止氣柱=0 可以進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=

4、=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）

5、，Tts=294.11K，Tws=344.11K，H=1764.8m，Ppc=4.6334MPa，Tpc=198.2K，g=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

6、：用Aziz計算方法重做例3-1三、 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=14.583*104m/d，d=0.0507m，g=0.6，H=1737.36m，Ttf=301.33 Twf=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