采油工程-第一章：油井流入动态-汤.ppt

④环流 随着混合物继续向上流动，压力不断下降，气体体积继续增大，气泡不断加长，并逐渐由油管中心突破，形成油管中心是连续的气流而管壁为油环的流动结构。 特点：气液两相都是连续相； 气体举油作用主要是靠摩擦携带； 摩擦损失变大。 ⑤雾流 当油气混合物继续上升，压力继续下降，气体的体积流量增加到足够大时，油管中流动的气流芯子将变得很粗，沿管壁流动的油环变得很薄，绝大部分油以小油滴分散在气流中。 特点：气体是连续相，液体是分散相； 气体以很高的速度携带液滴喷出井口； 气、液之间的相对运动速度很小； 气相是整个流动的控制因素。 总结： 油井生产中可能出现的流型自下而上依次为：纯油(液)流、泡流、段塞流、环流和雾流。 实际上，在同一口井内，一般不会出现完整的流型变化。 图1-17 油气沿井筒喷出时的流型变化示意图 Ⅰ—纯油流；Ⅱ—泡流；Ⅲ—段塞流； Ⅳ—环流；Ⅴ—雾流 一般油井不会出现 环流和雾流 (三)滑脱损失概念 因滑脱而产生的附加压力损失称为滑脱损失。 图1-18 气液两相流流动断面简图 由于滑脱现象是由气液密度差 引起的，滑脱之后将增大 气液混合物密度，从而增加 混合物重力，使其在举升 过程中消耗的能量增加， 从而产生压力损失。 无滑脱 实际 由于有滑脱时，气体流速大，液体流速小，为了保持体积流量不变，气体过流断面将减小，而液体的过流断面将增加 。 由于滑脱存在： 假定有滑脱和无滑脱时液、气体积流量不变。由于有滑脱时，气体流速大，液体流速小，为了保持体积流量不变，气体过流断面将减小，而液体过流断面将增大。 滑脱损失的实质： 液相的流动断面增大引起混合物密度的增加。 二、井筒气液两相流能量平衡方程 及压力分布计算步骤 两个流动断面间的能量平衡关系： (一)能量平衡方程推导 任何流体流动系统在两个断面都是能量守恒的 倾斜多相管流断面1和断面2的流体的能量平衡关系为： 图2-19 倾斜管流能量平衡关系示意图 上式中： ：单位管长的总压力损失（总压力降） ：由于动能变化而损失的压力，或称加速度引起的压力损失 ：克服流体重力所消耗的压力 ：克服各种摩擦阻力而消耗的压力 则上式变为： 令： 根据流体你写管流计算公式有： 取 为正值，则有： 为了强调多相混合物流动，将上式的各项流动参数加上角“m”,则有： 单相液体垂直管流的 ；单相液体水平管流的 和 均为零。对于气液多相管流，如果流速不大，则 很小，可以忽略不计。 只要求得 就可以计算出压力梯度，但是，多相管流中这些参数沿程是变化的。因而不易求出。 (三)多相垂直管流压力分布计算步骤 由于多相管流中每相流体影响流动的物理参数(密度、粘度等)及混合物密度和流速都随压力和温度而变，沿程压力梯度并不是常数，因此，多相管流需要分段计算；同时，要先求得相应段的流体性质参数，然而，这些参数又是压力和温度的函数，压力却又是计算中需要求得的未知数。所以，多相管流通常采用迭代法进行计算。 有两种不同的迭代途径：按深度增量迭代和按压力增量迭代。 ⑧以计算段下端压力为起点，重复②～⑦步，计算下一段的深 度和压力，直到各段的累加深度等于管长为止。 ⑥重复②～⑤的计算，直至 。 1)按深度增量迭代的步骤 ①已知任一点(井口或井底)的压力作为起点，任选一个合适 的压力降作为计算的压力间隔?p(0.5 ～1.0MPa)。 ②估计一个对应的深度增量?h估计，计算与之对应的温度 。 ③计算该管段的平均温度及平均压力，并确定流体性质参数。 ④计算该段的压力梯度dp/dh。 ⑤计算对应于的该段管长(深度差)?h计算。 ⑦计算该段下端对应的深度及压力。 2)按压力增量迭代的步骤（略） 思考题：根据上述步骤整理出计算压力分布的程序流程框图。 说明： a. 计算压力分布过程中，温度和压力是相关的； b. 流体物性参数计算至关重要，但目前方法精度差； c. 不同的多相流计算方法差别较大，因此在实际应用中有必要根据油井的实际情况筛选精度相对高的方法。 奥齐思泽斯基（Orkiszewski）方法 奥齐思泽斯基于1967年用三大类、148口井的实际资料对前人的研究进行了评价，加上自己的研究，提出了此方法。其主要构成为： Orkiszewski流型图 他提出的四种流动型态是：泡流、段塞流、过渡流及环雾流. 存容比（滞流率）：多相流动的某一管段中某相流体的体积与管段容积之比。(持液率) 图1-24 Orkiszewski方法计算流程框图 贝格斯-布里尔方法 Beg