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气液两相管流在石油工业中有着广泛的应用,其研究目的就是能精确的计算气液两相流动在管道中的压力梯度。由于两相管流的复杂性,目前的两相管流关系式还是不能很准确的算出井筒内的压力分布情况,特别是对于一些特殊气藏,如含水凝析油气井,常用的两相流关系式的计算结果误差更大。本文在前人研究基础上,从相态研究出发,建立了比较适合含凝析油气水井井筒多相管流稳定流动和非稳定流动压力计算的计算模型。同时将这种方法运用到井筒监测技术当中,建立了气液井的最小携液模型,在此基础上求出最小井底流动压力,并且对气液井的生产参数的影响做了定量分析。本文主要完成了如下工作:
1)根据含水凝析气井的特点,在以往井筒稳定流模型的基础上考虑了相态的变化,对稳定流模型中的参数进行了修正,计算表明,修正过后的模型计算结果更接近实测值。同时对参数进行了敏感性分析,分析了产量、管径等参数对井筒压力的影响;并结合实例讨论了以往计算方法和本文计算方法差别。
2)根据质量、动量和能量守恒方程,建立了描述含凝析油气水井井筒非稳定流动的数学模型、数值模型,并给出了初始条件、边界条件和详细的求解过程。应用VB计算机语言编制了含凝析油气水井井筒稳定流动和非稳定流动情况下井筒压力分布的计算程序,指导气田开采。
3)建立了考虑相态变化的气井井筒携液模型和凝析气井排液采气最小井底流压计算模型,文中还分析了产气量、井口压力等生产参数与临界油管尺寸的关系,作出了生产参数与油管尺寸之间的关系曲线,所得结果对现场生产具有一定的指导作用。