垂直管流实验+石工11-10+王金胜+11021464+14.doc

中国石油大学采油工程实验报告 实验日期： 2014/10/15 成绩： 班级 石工11-10 学号： 姓名： 王金胜 教师： 战永平 同组者：王鲁杰、刘兴、刘文正、邢志辉、满宗通、赵春平、乐杰、牟科翰、黄志诚 实验一 垂直管流实验 一、实验目的 (1) 观察垂直井筒中出现的各种流型，掌握流型判别方法； (2) 验证垂直井筒多相管流压力分布计算模型； (3) 了解自喷及气举采油的举升原理。 二、实验原理 在许多情况下，当油井的井口压力高于原油饱和压力时，井筒内流动着的是单相液体。当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管内部都是气-液两相流动。油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失，只有当气液两相的流速很高时(如环雾流型)，才考虑动能损失。在垂直井筒中，井底压力大部分消耗在克服液柱重力上。在水平井水平段，重力损失也可以忽略。所以，总压降的通式为： 式中：-重力压降；-摩擦压降；-加速压降。 在流动过程中，混合物密度和摩擦力沿程随气-液体积比、流速及混合物流型而变化。油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。除某些高产量凝析气井和含水气井外，一般油井都不会出现环流和雾流。 本实验以空气和水作为实验介质，用阀门控制井筒中的气水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的有机玻璃管中观察相应的流型。 三、实验仪器 (1) 仪器与设备：自喷井模拟器(使用方法参见附录)，空气压缩机，秒表等； (2) 实验介质：空气，水。 (3) 设备的流程(如图1所示) 图1-1 垂直管流实验设备流程图 四、实验步骤 (1) 检查自喷井模拟器的阀门开关状态，保证所有阀门都关闭，检查稳压罐的液位，如不足(稳压罐高度3/4)请打开稳压罐进液阀门加液使稳压罐的液位保持在稳压罐高度3/4液位； (2) 打开气路阀门，保证气路畅通后打开空气压缩机，向管路供气； (3) 调整稳压罐定值器，保证稳压罐压力表压力不超过0.10MPa，打开稳压罐压力阀门，等待压力稳定后打开液路阀，向系统供液； (4) 此时系统已经开始同时供应液体和气体，待液面上升至井口时，可以改变气液阀门的相对大小，观察井筒中出现的各种流型，调节到所需流型，待流型稳定后开始测量； (5) 按下流量积算仪清零按钮，同时启动秒表计时，观察井底流压和气体浮子流量计的示数。当计时到10秒时，记录井底流压、气体流量、液体累计流量和所用时间； (6) 改变不同的气液流量，重复步骤4到5记录数据，一般取5组段塞流和5组泡流数据点。 (7) 试验结束，首先关闭液路，再关闭空气压缩机和总电源，等待气体放空后再关闭面板所有阀门，最后清理实验装置，结束实验。 五、注意事项 (1) 不要踩踏地面的各种管道； (2) 操作自喷井模拟器时要注意稳压罐中的液位，不要打空或溢出； (3) 观察的浮子流量计和压力表示数应读取测量时间内的平均值； (4) 浮子流量计的单位和流量积算仪的单位。 (5) 注意流量积算仪清零的操作方法。 六、数据处理 原始数据记录表 序号 Pwf/MPa Pt/MPa Pr/MPa Qg/（L/h ∑QL/L T/s 流型 1 0.119 0.076 0.130 490 0.100 10 段塞流 2 0.121 0.077 0.130 480 0.180 10 段塞流 3 0.122 0.078 0.130 475 0.410 10 段塞流 4 0.122 0.079 0.130 440 0.540 10 段塞流 5 0.124 0.079 0.130 440 0.710 10 段塞流 6 0.123 0.079 0.130 435 0.870 10 段塞流 7 0.121 0.079 0.130 435 1.010 10 段塞流 8 0.123 0.078 0.130 430 1.120 10 段塞流 基本参数： D=30mm；h=6.0m；；；； ；； 取第一组数据： 因此取 由此可推出：，≤Ls，根据流型判别方法计算第二组数据属于段塞流，实验观察现象也为段塞流，验证了流型判别方法的正确性。 其余组别均按此法计算进行流动型态的判断和验证，均为段塞流，计算方法及计算结果正确。 七、思考题 1、简述段塞流的特征？ 答：流体中的气泡合占据整个油管断面，在井筒内形成一段油一段气的结构，段塞流时大气泡拖着油柱向上流动。 2、简述滑脱和滑脱损失的概念？ 答：在混合物向上流动的同时，气泡上升速度大于液体流速，气泡将从油中超越而过，