气井水力优化设计及软件开发

论文摘要

随着我国能源结构政策调整和城市燃气工业的快速发展,天然气生产在能源生产中所占的比重正在飞速提高。近年来,随着陕京线、涩宁兰线、西气东输管道、忠武线等长距离天然气输送管道的建成,更加速了我国天然气生产的步伐。天然气井进行系统的优化设计,对于合理地开发天然气以及提高管理水平,具有重要的实际意义。天然气井不同于油井,主要体现在天然气的可压缩方面。由于天然气很容易被压缩,其产能曲线已不是线性变化,在井筒中的流动规律已不同于单相液体流动。天然气井生产过程中,常常伴随地层水的产出,此时便呈现为气、液两相流动,使得其流动参数和流动规律的确定变得更加复杂。沿着井筒流动方向,温度是逐渐降低的,在一定条件下将会形成天然气水合物,严重影响天然气的正常生产。为此,天然气水合物形成条件的合理确定,对于预测天然气水合物形成深度是十分重要的。通过建立与求解相关的物性参数计算模型,给出了气井产能、天然气压缩因子、温度沿井筒的分布、压力沿井筒的分布规律。以温度沿井筒分布规律为基础,进一步给出了天然气水合物形成深度的计算模型。将气井从地层、井筒到地面作为统一的系统,利用节点系统分析方法,采用C++Builder高级程序设计语言,开发了气井水力优化设计软件。利用编制的天然气井水力优化设计软件,对辽河油田葵花19井三次试井数据进行了计算与对比,结果表明,该软件具有较好的适应性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 天然气物性参数计算
• 1.1 天然气的组成和分类
• 1.1.1 天然气的组成
• 1.1.2 天然气的分类方法
• 1.2 天然气分子量、相对密度、密度和比容的计算
• 1.2.1 天然气分子量
• 1.2.2 天然气密度
• 1.2.3 天然气相对密度
• 1.2.4 天然气的比容
• 1.3 天然气压缩因子的确定
• 1.3.1 天然气压缩因子
• 1.3.2 Standing—Katz 压缩因子图
• 1.3.3 应用状态方程求压缩因子
• 1.3.4 应用经验公式求压缩因子
• 1.4 天然气的等温压缩系数
• 1.5 天然气的体积系数和膨胀系数
• 1.6 天然气粘度的计算
• 1.6.1 粘度的定义
• 1.6.2 天然气粘度的确定
• 1.7 天然气含水量和溶解度
• 1.7.1 天然气的水露点和烃露点
• 1.7.2 天然气的发热量和沃贝指数
• 第二章 气井流入动态
• 2.1 稳定状态流动的气井产能公式
• 2.1.1 定状态流动达西公式
• 2.1.2 非达西流动产能公式
• 2.2 拟稳定状态流动的气井产能公式
• 2.3 气井产能经验方程
• 2.3.1 指数n
• 2.3.2 系数C
• 第三章 气井井筒温度和压力分布
• 3.1 井筒温度分布计算
• 3.1.1 传热方程
• 3.1.2 相关参数计算
• 3.2 气相井筒压力分布计算
• 3.2.1 气体管流基本方程
• 3.2.2 单相气体管流压降计算方法
• 3.3 气、液两相井筒压力分布计算
• 3.3.1 气、液两相垂直管流压力梯度计算方法
• 3.3.2 贝格斯—布里尔方法
• 第四章 气井生产系统节点分析
• 4.1 气井生产系统分析
• 4.1.1 气井生产系统
• 4.1.2 气井生产系统分析
• 4.1.3 气井生产系统分析的用途
• 4.1.4 气井生产系统分析步骤
• 4.2 普通节点分析
• 4.2.1 地层为解节点
• 4.2.2 井底为解节点
• 4.2.3 取井口为解节点的节点分析
• 4.3 函数节点分析
• 4.3.1 射孔密度对气井产能的影响
• 4.3.2 井下气嘴直径对气井产能的影响
• 第五章 天然气水合物形成的预测与防止措施
• 5.1 天然气水合物的结构
• 5.2 天然气水合物生成条件的预测
• 5.2.1 经验图解法
• 第六章 软件介绍及现场应用
• 6.1 软件研究设计基本思路
• 6.2 软件功能及运行环境
• 6.2.1 软件的开发特点和运行环境
• 6.2.2 软件系统总体结构设计
• 6.2.3 软件模块详细结构及界面简单介绍
• 6.3 应用实例
• 6.3.1 基础数据输入模块
• 6.3.2 气井产能计算模块
• 6.3.3 参数计算模块
• 6.3.4 优化计算
• 6.3.5 现场应用情况
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要