采气工程_采气工程知识

采气工程由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“采气工程知识”。

第一章

天然气：指以甲烷为主的复杂烃类混合物，通常也含少量的乙烷、丙烷和更重要的烃类，以及若干不可燃气体。

天然气分类：天然气的组成通常用摩尔组成，体积组成或质量组成。

1、按烃类组成关系分类：干气、湿气、贫气、富气。

干气：C5以上液态烃类含量低于13、5的天然气。

湿气：C5以上液态烃类含量高于13、5的天然气。贫气：丙烷以及以上烃类含量少于13、5 的天然气。富气：丙烷以及以上烃类含量少于13、5 的天然气。

2、按矿藏特点分类：纯气藏天然气、凝析气藏天然气、油田伴生天然气。

3、按硫化氢、二氧化碳含量分类

天然气中硫化物和二氧化碳含量很多的天然气称为酸性天然气。

硫化氢含量和二氧化碳可以忽略的天然气称为净气。

气体的偏差系数：一定量的天然气，在相同压力温度下，实际体积与理想体积之比。

天然气体积系数：一定质量天然气在地层条件下的体积与地面标准状态下的体积之比。

体积系数的倒数定义为膨胀系数。

膨胀系数：等温条件下，单位压力改变引起的天然气气体体积的变化量。

天然气粘度：单位面积上的剪切力与垂直流动方向上的速度梯度成正比例系数就称为流体的粘度。

xy uxy

xy —剪切应力N/m²

μx—在施加剪切力的x方向的流体速度m/s μ—绝对黏度，也称动力粘度pa·s 运动粘度：绝对黏度与同温、同压力下该流体的密度的比值。

V 

天然气水露点：指在一定压力下与天然气饱和水蒸汽量对应的温度。天然气的烃露点：在一定压力第一滴烃类液体析出时的平衡温度。天然气的密度：单位体积天然气的质量。

天然气的相对密度：在相同温度和压力下，天然气的密度与空气的密度值比。

gMg28.97

天然气的相对密度一般为0、5-----0、7 天然气的相对分子质量Mg=

ymii1ni

计算天然气的偏差系数：查图法，实验法，经验公式法 ppcyipcii1

已知天然气相对密度rg iTpcyiTci对于干气：

对于凝析气：

拟对比压力Tpc93.3181rg7rg2

2ppc4.6680.103rg0.219rgTpc103.9183.3rg39.7rg2

2ppc4.8680.356rg0.077rg和拟对比温度

pprTpr

ppr pppcTpc，TTpc

Papay公式计算z

3.52pr0.274pr2z10.9813Tr0.8157Tr1010

计算天然气的粘度：

K=(9.4+0.02Mg)(1.8T)^1.8/(209+19Mg+1.8T)X=3.5+986/1.8T+0.01Mg Y=2.4-0.2x Ug=0.0001Kexp(Xρg^r)ρg密度用g/cm³

天然气体积系数Bg计算Bg=3.458*0.0001(ZT/P)T的单位K，P的单位MPa 气相色谱仪测出天然气的组分：天然气中最重要非烃类的物质H2S 绝对湿度：指每单位容积的气体所含水分的重量 热值：完全燃烧1kg的物质释放出的热量

天然气储量丰度：天然气地质储量除以区块面积 含水率的表示方法：——————————

第二章 气井产能、井筒和地面管流动动态预测 气井产能：指单位生产压差条件下能有多少天然气从气藏流向井底。气井的绝对无阻流量（AOF）:井底流压等于0是所解出的流量。天然气的完井方法：裸眼完井、射孔完井、射孔-砾石衬管完井。带油环的凝析气藏辨别方法： 1.C5+含量法 2.C1/C5+比值法

3.根据储层流体组分的组合辨别法 4.秩类法

5.摩尔汽油比与采出摩尔数之和的判断法 计算：天然气产能计算

指数、二项式产能方程计算产能和无阻流量 二项式（Pr²-Pwf²）/qsc=A+Bqsc 由Δ²P/qsc-qsc曲线确定A、B qsc=(A+(A²+4BΔp²)^0.5)2B,AOF=(A+(A²+4BPr²)^0.5)/2B 指数式：qsc=C(Pr²-Pwf²)^n Qsc—日产气量（标准状态下），10000m³/d C—系数，10000m³/(d·Mpa^(-2)),n—指数 对上式两端取对数lgqsc=lgC-nlf(Pr²-Pwf²)由对数坐标系中qsc-Δp²曲线确定n，指数n为曲线斜率的倒数，n=1/k。1.n=____lg(qsc2/qsc1)________（在直线上取两点带入公式计算求得n）lg((Pr²-Pwf²)2/(Pr²-Pwf²)1)2.图中Δp²=1与直线的交点qsc(Δp²=1)=C或C=qsc1/(Pr1²-Pwf²)^n 3.将C,n,qsc代入指数式中求出AOF=C(pr²)^n

第三章

1、输气管流计算：

fu2dl02d ∵ dp将p=Mgp/2RT代入上式进行必要的单位和状态换算，最后整理得：

106dp_pdL20.008314dzT

_28.9rgfu2令T=T，Z=Z积分可得：

pp9.05102122202rgTzqscfld5

0.5Tqsc1.1496106scPsc2p12p2d5rTZLfg

2、高气水比气井拟单相流井底压力计算方法：

Oben作了两点假设：

（1）气水比很高，水成分散液悬浮于气流中；（2）气水两相体积可以叠加。

气和水在P,T条件下的体积/每产1m标气气和水的总质量/每产1m标气井内气体比容

33mVmvgvwmgmw

rM/vgapscTZTscp1/Rwm1000/Rw

0.008314ZT22.428.97P28.97RwVm22.41000rg28.97Rw 将1/ρ用Vm代替，则井筒中的压力计算基本方程为：

pwfptfp2.69p2dpRwzT26.41zT0.0345rg22HRqpw181.32410sc5dzT

PwfPtfIdp(0.0345rg26.41)HRw

对于静止气柱：

IZT2.69PRw

2对于流动气柱：

p2.69pZTRwZTI2218p1.32410fqscZTd5

3、气嘴流量与压力：

气体通过节流装置时的流量等于：

MA2U2l2 dpudu0 2p21u2u12dpp12 积分形式：

又∵1pp11k

k1kuuk1p2p112k11p1 2221又u2u1所以：

22k1p2k1u2p11kk1p1 2221将p2p11k

u22代入式并用标准状态下气体的体积流量代替质量流量，同时引用气田实用单位，并取流量系数为0.865，最后得到

4.066103dv2Kppqsc()[(2)k(2)K1p1p1rgT1Z14.(静止气柱）计算井口压力

静止气柱仅存在重力项，动能性和摩阻项为0 ∴dpgdH0 又∵2k1k]

pgZRT28.97rgp0.008314ZTH2

p2ZTp1dH1H228.979.8rgdL0.03415H1rgdL 0.008314rgHpws0.03415则ln ptsTZ推导步骤

O①取迭代初值PH)H：井口到地层中部深度，m WSpwh(10.00008ooTT2pwspwh②求p T1

22③gpgZRT3.48658rgpZT(t/m)33486.58rgpZT(Kg/m3)

Yg104Kexp(Xg)

其中K(9.40.02Mg)(1.8T)1.520919Mg1.8T,X3.59860.01g,Y2.40.2X 1.8T2④使用公式Tpc93.3181rg7rg(K),ppc4.6680.103rg0.259rg(Mpa)

TprTTPCPpr和PPpc使用公式

Zf(Ppr,Tpr)。PwsPws计算出Z

0.03415rgH代入PwsPtseTZP计算ws 若

Pwsq，则

Pws。PPwsws，继续迭代计算直到满足精度要求。为所求值，否则取5.垂直管多相流的典型流型

以垂直多相流的压力梯度分为四种流型：

① 泡流：液相连续，气泡呈小泡状分散。压力梯度由重力项和摩擦项组成，忽略加速度项 ② 段塞流：液相连续，气泡几乎堵塞管子。压力梯度由重力项和摩擦项组成。

③ 扰流：也称过渡流，从液相连续向气相连续过渡。压力梯度由重力项、摩擦项和加速度项组成。

④ 环雾流：也称为环状流，气体沿管子中间携带着液滴向上运动。其中液相一部分为气体所携带的液滴，一部分为靠气蕊的拖拽沿管壁向上运动。第四章 气井生产系统动态分析与管理

1.气井生产系统：是指包括地层.完井.油管.井口.地面气嘴（针形阀).集输管线.分离器这一完整的生产系统。

2.气井生产系统过程压力损失包括8个部分：

①通过孔隙介质时产生的压力损失②通过完井段时产生的压力损失 ③通过限流装置时产生的压力损失④通过安全阀时产生的压力损失

⑤通过地面有嘴时产生的压力损失⑥通过地面出油管线时产生的压力损失 ⑦通过油管柱时产生的压力损失⑧通过出油管线时产生的压力损失 3气井生产系统节点分析步骤：

⑴根据确定的分析目标选定定解节点⑵建立生产压力系统模型⑶完成各个部分数学模型的动静态生产资料的拟合⑷求解流入和流出动态曲线的协调点⑸完成确定目标的敏感参数分析。

4节点位置：

⑴分离器⑵井口油嘴⑶井口⑷井下安全阀⑸井下油嘴⑹井底 ⑺完井段⑻ 气层

普通节点：指过该点压力连续的节点。如：地面节点 井底节点 井口节点分离器节点。函数节点：指过该点压力突变的节点。如：完井段节点 井下油嘴节点 井下安全阀节点 井口油嘴节点。5.起泡剂

（1）定义：能显著降低水的表面张力或界面张力的物质称为表面活性剂，也成为起泡剂。（2）起泡剂助采作用：泡沫效应，分散效应，减阻效应，洗涤效应。（3）起泡剂性能：起泡能力强 泡沫携液量大 泡沫的稳定性适中 在含凝析油和高矿化水中有较强的起泡能力。

（4）起泡剂类型：离子型（主要是阴离子型）、非离子型、两性表面活性剂、高分子聚合物表面活性剂。

（5）起泡剂的评价方法

1气流法：气流法用于测定起泡剂溶液在气流搅拌下，产生泡沫的能力和泡沫含水量。起○泡剂溶液盛于发泡器内，空气在一定压力下通过多孔分散器进入发泡器，搅动起泡剂溶液，产生泡沫。在泡沫发生器中，每升气流通过后形成连续泡沫柱的高度，表示起泡剂溶液生成泡沫的能力。实验中产生的泡沫，用泡沫收集器收集。加入消泡剂消泡后，测定每升泡沫的含水量，用以表示泡沫的携水能力。

起泡能力=泡高（cm）/单位气体体积（l）或 起泡能力=泡沫体积（l）/单位气体体积（l）泡沫含水量=ml（水）/l（泡沫）

（2）罗氏米尔法：实验规定，测定200ml起泡剂溶液从罗氏管口流至罗氏管底时管中形成的泡沫高度。起始泡沫高度反应了起泡剂溶液的起泡能力，其差值表示泡沫的稳定性。

第五章 积液的来源：○1地层中游离水○2烃类凝析液○3凝析水○4压裂液

气井积液的识别：○1产量急剧下降○2套压Pa，油压Pc下降○3产液量Qw下降○4 ddl,井底压力上升○5气井间出现间喷生产 临界流速：

2ugo5.54lg/g

式中：σ-气液表面张力，n/m-液体密度，kg/-气体密度，kg/

APdi2pwfugcwfugc41.9810qcr2.510ZTZTwfwf 临界流量：

4单位（/d）

式中：di-产气管柱直径，m A-产气管柱截面积，pwf-油管鞋处井底流动压力，Mpa Twf-油管鞋处井底流动温度，K Z-天然气偏差系数 Ugc-临界流速，m/s 表面活性剂：能显著降低水的表面张力或界面张力的物质。硫沉积机理：

硫在天然气中的沉积方式分为化学沉积和物理沉积。大部分学者认为在含硫气井中元素硫的沉积属于物理沉积，即由于温度、压力的降低而导致元素硫在酸气中溶解度降低，从而析出单质硫。其主要依据是：在气井生产开发时，单质硫的沉积主要是发生在井筒以及井筒周围的地层，而在这一区域，压力下降最大，天然气的流速也达到最大，单质硫在天然气中的溶解度也最大，这一变化过程很适合解释物理沉积过程。而在化学沉积中，化学反应的反应速度明显缓慢于井筒附近天然气的流速，所以在地层中发生反应生成的单质硫还未来得及沉积下来，就会被井筒附近的高速气流带出井外，元素硫没有充分时间在近井地带产生沉淀。煤层气的开采机理：煤层甲烷的产出情况可分为三个阶段：

第一阶段，多数井为欠饱和，随着井筒附近地层地层压力的下降，只有水产出，这个阶段地层压力下降不多，井筒附近只有单相流动。当储层压力进一步下降，井筒附近开始进入第二阶段。

第二阶段，随着井筒附近压力进一步下降，这时有一定数量的甲烷从煤的表面吸收，形成气泡阻碍水的流动，出现气水两相，但是只有水相可以流动。当储层压力进一步下降，有更多的气解吸出来，井筒附近则进入第三阶段。

第三阶段，含气饱和度超过临界流动饱和度，气泡互相连通形成连续流线，形成汽水两相流。随着压力下降和水饱和度降低，气的相对渗透率逐渐上升，气产量也逐渐增加，在这个阶段形成汽水两相流动。