PVT參數(shù)計算和油氣藏壓力節(jié)點分析方法研究

1、PVT參數(shù)計算和油氣藏壓力節(jié)點分析方法研究l 內(nèi)容主要包括： 1. 地層溫度條件下，不同壓力下的多級脫氣PVT參數(shù)計算。2. 自噴氣井壓力節(jié)點計算。3. 自噴油井壓力節(jié)點計算。1、PVT參數(shù)計算（1）溶解氣油比式中：Rs在P壓力下的溶解氣油比，m/m；P地層壓力，MPa；T地層溫度，；實際分離器分離出氣體的相對密度（空氣= 1.0）；地面脫氣原油的相對密度（空氣=1.0）；、分別為分離器壓力（MPa）和溫度（）；常數(shù)C1、C2和C3的取值如下：常數(shù)o0.876o0.876C12.37161.1661C21.09371.1870C36.8766.3967(2)地層原油體積系數(shù) （PPb）（PPb

2、）式中：、a2=28.075、a3=550.4；a4=-1180、a5=1658.215、a6=1×105BoP壓力下的原油體積系數(shù)；BobPb壓力下的原油體積系數(shù)；Pb飽和壓力，Mpa；天然氣的相對密度；常數(shù)C1，C2和C3的取值如下：常數(shù)o0.876o0.876C12.6261×10-32.6222×10-3C20.064470.04050C3-3.7441×10-42.7642×10-5其余參數(shù)同前。（3）地層原油粘度在飽和壓力和飽和壓力以下的地層原油粘度 （PPb）式中：在飽和壓力以上的地層原油粘度 （PPb）地層原油粘度，mPa.s；

3、在地層溫度下地面脫氣原油粘度，mPa.s；其余參數(shù)同前。任意溫度下的脫氣原油粘度油藏工程研究軟件包模塊功能及測試結(jié)果報告（油藏工程研究軟件包成果報告之五）流體PVT計算，石油勘探開發(fā)科學(xué)研究院，1990年8月；式中：T溫度，；溫度T時的原油粘度，mPa.s；地面原油相對密度（水=1.0 ），小數(shù)；（4）飽和壓力（5）原油的壓縮系數(shù) 式中：Co原油壓縮系數(shù)，MPa；P地層壓力，MPaT地層溫度，；Rs在壓力p下的溶解氣油比，m3/m3；分離器壓力為0.689MPa時，分離出氣體的相對密度（空氣=1.0）；實際分離器分離出氣體的相對密度（空氣=1.0）；地面脫氣原油的相對密度（空氣=1.0）；、分

4、別為分離器壓力（MPa）和溫度（）；（6）地層原油密度式中：、分別為地層原油和地面脫氣原油的密度，g/cm3；天然氣的相對密度（空氣=1.0）；溶解氣油比，m3/m3，對于未飽和油藏（原始地層壓力高于飽和壓力的油藏）或飽和油藏的開發(fā)初期，Rs的數(shù)值可以用比較準確的生產(chǎn)氣油比代替；Bo地層原油體積系數(shù)。2、自噴氣井生產(chǎn)系統(tǒng)分析氣體在管中的能量守恒方程為：式中：P壓力，Pa；流動狀態(tài)下的氣體密度，kg/m3；g重力加速度，m/s2；H垂向油管長度，m；L油管長度，m；f摩阻系數(shù)；u流動狀態(tài)下的氣體流速，m/s；d油管內(nèi)徑。在任意流動狀態(tài)（P ，T）下，當油管內(nèi)徑為d時，氣體的流速u可用流量和油管截

5、面積表示：在同一狀態(tài)（P，T）下，氣體的密度為：注：上兩式中，與都為某一常量。將上兩式代入能量守恒方程中，便得到求解氣體在井筒流動的基本壓力方程式：分離變量后，寫成積分形式：上兩式中：A=0.03415 B=1.325×10-18采用分段取平均溫度和平均壓縮系數(shù)法。分段的原則是：在1截面到2截面之間，油管無拐點，壓力變化不大。定義1截面為上游點，2截面為下游點。當流體是從下向上流動時，H2H10，且0；當流體是從上向下流動時，H2H10，且0。若已知P1，先假定P2求得平均壓力及平均溫度T，求得及等參數(shù)。變通上面的流動方程得：式中積分后得：利用上式，可由P1求P2，或由P2求P1。由

6、于在求P時，是先假定的P2，新求出的P2*有一定的差距，故需重復(fù)計算，來提高計算精度。同此方法，可計算井筒下一段的壓力變化。對于含液氣井，采用了擬單相流壓力計算方法，即對氣體相對密度、氣體壓縮系數(shù)、氣體流量等進行了修正，也用上面的方法進行計算。3、自噴油井生產(chǎn)系統(tǒng)分析任何油井的生產(chǎn)都可分為三個基本流動過程：從油層到井底的流動油層中的滲流；從井底到井口的流動井筒中的流動；從井口到分離器在地面管線中的水平或傾斜管流。對自噴井，原油流到井口后還有通過油嘴的流動嘴流。所以，自噴井可以分為四個基本流動過程，最主要的流動過程為多相垂直管流。在多相垂直管流計算中，我們采用目前廣泛應(yīng)用，且準確的奧齊思澤斯基方

7、法（orki-iszewski）。由于井筒中自上而下，壓力、溫度逐漸降低，多相垂直管流中每相流體影響流動的物理參數(shù)（如密度、粘度等）及混合物密度和流速都隨壓力和溫度而變。沿程壓力梯度也不是常數(shù)。因此，多相垂直管流需要分段計算。并要預(yù)先求得相應(yīng)段的流體性質(zhì)參數(shù)。然而，這些參數(shù)都是壓力和溫度的函數(shù)，壓力卻又是計算中所要求的未知數(shù)，所以，多相垂直管流常用迭代進行計算，其迭代步驟如下：已知任意一點（井底或井口的壓力Po），選取合適的深度間隔h（一般可選50-100m）。估計一個對應(yīng)于計算間隔h的壓力增量p。估計該段的Ta（i）和Pa（i），以及在Pa（i）、Ta（i）下的流體性質(zhì)參數(shù)。計算該段壓力梯度

8、（dp/dh）。計算對應(yīng)于h的壓力增量Pi=（dp/dh）h。比較壓力增量的估計的P與計算Pi的，若兩者之差Pi-P<0不滿足，則以計算值作為新的估計值，重復(fù)2-6步，直到滿足上式為止。計算該段下端對應(yīng)的深度Li和壓力Pi。Li=I*h Pi=P0+Pii=1,2,3n以Li處的壓力Pi為起始點壓力，重復(fù)2-7步。計算下一段的深度Li+1和Pi+1，直到各段累加深度等于或大于管長（Ln>L）時為止。（一）、基本壓降公式及流態(tài)劃分界限基本壓降公式-dp=f dh+g Rm dh+Rm Vm dVm式中：f dh摩擦損失，MP

9、a；g Rm dh重力損失，MPa；Rm Vm dVm動能損失，MPa；f摩擦損失梯度，MPa/m；g重力加速度，等于9.80665m/s2；Rm混合物密度，g/cm3；Vm混合物流速，m/s；動能損失只有在霧流時才有明顯的意義，根據(jù)氣體定律： 式中；Al管子流通截面積，m2；Wt流體總質(zhì)量流量，kg/s；Pa（i）計算管段的平均壓力，MPa；Qg氣體體積流量，m3/s；流態(tài)的劃分不同流態(tài)下的Rm（i）和f的計算方法不同，因此，計算中首先要判斷流態(tài)。劃分流態(tài)類型：流 態(tài)界限泡 流 Qg/QtLb段塞流Qg/QtLb,VgLs過渡流LmVgLs霧 流VgL

10、m式中：Vg=（Qg/Al）(l/g)0.25Ls=50+36Vg（Ql/Qg）Lm=75+84（VgQl/Qg）0.75l液體密度，g/cm3；液體表面張力，N/m；Vg無因次氣體速度；Ql，Qg，Qt液體，氣體及總的體積流量，m3/s；（1）、泡流上限的計算公式：式中：Lb泡流上限，Lb0.13，取Lb0.13；Vt在Pa（i）、Ta（i）下總的流體速度（混合液表觀速度），m/s；dyh水力直徑，m；（2）平均密度Rm（i）與摩擦損失梯度f的計算：純液流時：Rm（i）=P0式中：QLQl Bo （1-Fw）+FwQl目前產(chǎn)液量，m3/s；Qo油的體積流量，m3/s；Qw

11、水的體積流量，m3/s；o脫氣原油密度，g/cm3；w產(chǎn)出水密度，g/cm3；g天然氣密度，g/cm3；Bo原油體積系數(shù)；f=式中：Vl=Ql/AlVl液體流速，m/s；f摩阻系數(shù)；l液體粘度。泡流時Rm（i）=Hg g+（1-Hg）lHg=式中：Hg氣相存容比，小數(shù)；g在Pa（i）、Ta（i）下氣相的密度，g/cm3；Vs氣體滑脫速度，一般取Vs=0.244m/s；段塞流時：式中：Nb=Vs l dyh/lVs的計算分三種情況：Vs=（0.546+8.7*10-6NRe）g dyh （Nb3000）Vs=（0.35+8.74*10-6NRe） （Nb8000）Vs=0.5*Vsi+ （3000Nb8000）Vsi=（0.25+8.74*10-6NRe ）值取決于連續(xù)相的類別及氣液總流速Vt.連續(xù)液相Vt（m/s）的公式號水3.048水3.048油3.048油3.048 （） （） （） （）計算的必須滿足下面條件：Vt3.048m/s時，-0.2132VtVt3.048m