采气工公式

采气工（上册）所有公式

一、天然气的主要物理—化学性质

1、密度

单位体积天然气的质量叫密度。其计算式为：Pg=m/V

式中 Pg——密度，（kg/m³）；

m ——质量，kg；

V ——体积；m³。

气体的密度与压力、温度有关，在低温高压下与压缩因子Z有关。

2、相对密度

相同压力、温度下天然气的密度与干燥空气密度的比值称为天然气的相对密度。其计算式为：G=Pg/P

式中 G=天然气相对密度；

Pg=天然气密度，kg/m³；

P=空气密度，kg/m³。

3、粘度

天然气的粘度是指气体的内摩擦力。当气体内部有相对运动时，就会因内摩擦力产生内部阻力，气体的粘度越大，阻力越大，气体的流动就越困难。粘度就是气体流动的难易程度。

动力粘度：相对运动的两层流体之间的内摩擦力与层之间的距离成反比，与两层的面积和相对速度成正比，这一比例常数称为流体的动力粘度：μ=Fd/υA

式中μ——流体的动力粘度，Pa·s；

F ——两层流体的内摩擦力，N；

d ——两层流体间的距离，m；

A ——两层流体间的面积，㎡；

υ——两层流体的相对运动速度，m/s。

粘度使天然气在地层中、井筒和地面管道中流动时产生阻力，压力降低。

4、气体状态方程

在天然气有关计算中，总要涉及到压力、温度、体积，气体状态方程就是表示压力、温度、体积之间的关系，用下式表示：pV/T=p1V1/T1式中 P ——气体压力，MPa ；

V ——气体体积，㎡；

T ——气体绝对温度，K；

P1，V1，T1——气体在另一条件下的压力、体积、温度。

天然气为真实气体，与理想气体的偏差用气体偏差系数（也称压缩因子）“Z”校正；PV/T=P1V1/ZT1

式中Z——气体偏差系数。

偏差系数是一个无量纲系数，决定于气体的特性、温度和压力。根据天然气的视对比温度Tr，视对比压力Pr,可从天然气偏差系数图中查出：

Tr=T/Te

Pt=P/Pe

式中 Tr——视对比温度；

Te——视临界温度，K；

T——天然气温度，K；

Pr——视对比压力，MPa；

Pe——视临界压力，PMa；

P——天然气压力，PMa。

5、天然气的含水量和溶解度

(1)天然气的含水量

天然气在地层中长期和水接触，含有一定量的水蒸气，把每立方米天然气中含有水蒸气的克数称为天然气含水量或绝对温度，用e表示。一定压力、温度下,每立方米天然气中含有最大水蒸气克数称为天然气的饱和含水量，用e s表示。当e小于e s时，天然气未被水蒸气饱和；e等于e s时，天然气刚好被水蒸气饱和，经过脱水处理的天然气e小于e s。在一定条件下，天然气的含水量与饱和含水量之比称为天然气的相对湿度，用下式表示；

μ=e/e s

(2)天然气的溶解度

在地层压力下，地层水中溶解有部分天然气，每立方米地层水中含有标准状态下天然气的体积数称为天然气的溶解度。天然气在地层水中的溶解度可按下式计算；

S2=S1(1-XY/10000)

式中 S1——天然气在纯水中的溶解度，m3/m3,

S 2——天然气在地层水中； X ——校正系数；

Y ——地层水中含盐量，mg/L

溶解的天然气会释放出来从而增加天然气储量。在某些条件下，还会形成水溶性气藏。 二、气井工作制度的种类 1、定产量制度

适用于产层岩石胶结紧密的无水气井早期生产，是气井稳产阶段常用的制度。气井投产早期，地层压力高，井口压力高，采用气井允许的合理产量生产，具有产量高，采气成本低，易于管理等优点。地层压力下降后，可以采取降低井底压力的方法来保持产量一定。定产量制度下的地层压力，井底压力，井口压力随时间的变化可按以下公式计算。 地层压力：

g

f i upr

q .t p =p -

q

井底流动压力：

wf p

井口流动压力：

wh p

式中 P i ——原始地层压力，MPa ；

P f ——t 时间的地层压力，MPa ； q g ——气藏的日产量，104m 3/d ；

t ——气藏压力由P i 降到P f 的累计生产时间，d ； P wf ——t 时间的井底流动压力,MPa ； a ，d ——二项式的系数；

P wh ——t 时间的井口流动压力，PMa ； q upr ——单位压降采气量，104m 3/MPa ；

0i

upr i

R Z q =

p

式中 R O ——气藏天然气原始储量，104m 3； Z i ——P pr 、T r 天然气的偏差系数； T i ——原始地层温度，K 。

g avg avg

0.03415L s=

T Z γ

式中 g γ—— 天然气相对密度； L ——气层中部井深，m ； T avg ——井筒天然气平均温度，K ； Z avg ——井筒天然气平均偏差系数。

-1022avg avg 2s 5

1.32410fT Z =e -d θ⨯（1）

式中 e ——自然对数（e=2.718）；

f ——油管摩阻系数（50.3mm 油管f=0.0161，62mm 油管f=0.0151, 75.9mm 油管f=0.0145）；

d ——油管内径，m 。 2、定生产压差制度

气井生产时，地层压力与井底流动压力的差值称为气井生产差压。使用于气层岩石不紧密、已垮塌的气井，以及有边底水的气井，防止生产差压过大，前者引起地层垮塌，后者引起边、底水浸染气层，过早出水。

按照气田（气藏）规定的日产量q gp （为常数），确定不同的生产时间t 时的气井产量q g ：

g a q =-2b

求不同时间的地层压力：

gp f i upr

q .t p =p -q

或

2

g

g f aq bq p

p =2p 2p 2∆++

∆∆

求不同时间的井底压力： wf f p =p -p

∆

求井口流压：

wh p

式中：p ∆——气井生产差压，MPa 。 三、集输气管线