第1章 井筒多相流-1-2&3-new-918.ppt

《第1章 井筒多相流-1-2&3-new-918.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第一章油井流入动态与井筒多相流动计算井筒气液两相流基本概念Concepts计算气液两相垂直管流方法Methods第二部分井筒多相流动MultiphaseFlowinWellbore井筒多相流理论：研究各种举升方式油井生产规律基本理论研究特点：流动复杂性、无严格数学解研究途径：基本流动方程实验资料相关因次分析近似关系第二节井筒气液两相流基本概念一、井筒气液两相流动的特性(一)气液两相流动与单相液流的比较Comparisonbetweensinglephaseandtwophaseflow流动型态（流动结构、流型）：流动过程中油、气的分布

2、状态。(二)气液混合物在垂直管中的流动结构变化FlowRegime①纯液流Liquidflow当井筒压力大于饱和压力时，天然气溶解在原油中，产液呈单相液流。影响流型的因素：气液体积比、流速、气液界面性质等。②泡流BubbleFlow井筒压力稍低于饱和压力时，溶解气开始从油中分离出来，气体都以小气泡分散在液相中。滑脱现象：Slippage混合流体流动过程中，由于流体间的密度差异，引起的小密度流体流速大于大密度流体流速的现象。如：油气滑脱、气液滑脱、油水滑脱等。特点：气体是分散相，液体是连续相；气体主要影响混合物密度，对摩擦阻力影响不大；

3、滑脱现象比较严重。③段塞流SlugFlow当混合物继续向上流动，压力逐渐降低，气体不断膨胀，小气泡将合并成大气泡，直到能够占据整个油管断面时，井筒内将形成一段液一段气的结构。特点：气体呈分散相，液体呈连续相；一段气一段液交替出现；气体膨胀能得到较好的利用；滑脱损失变小；摩擦损失变大。④环流CircularFlow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；滑脱损失变小；摩擦损失变大。⑤雾流MistFlow气体的体积流量增加到足够大时，油管中内流动的气流芯子将变得很粗，沿管壁流动的

4、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—雾流实际计算：直接求存在滑脱混合物密度或包括滑脱在内的摩擦阻力系数。(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。Slippagep

5、ressuredrop单位管长上滑脱损失为：图1-18气液两相流流动断面简图滑脱损失的实质：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WellborePressureProfileCalculation两个流动断面间的能量平衡关系：(一)能量平衡方程推导图2-19倾斜管流能量平衡关系示意图具有能量：内能、位能、动能、膨胀能图2-19倾斜管流能量平衡关系示意图倾斜多相管流断面1和断面2的流体的能量平衡关系为：适合于各种管流的通用压力梯度方程：则：令：井筒多相垂直管流压力分布图1-17油气沿井

6、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—雾流压力计算过程复杂压力计算与流体物性参数有关流体物性参数等是压力的函数工程上采用迭代方法编程计算按深度增量和压力增量迭代学习关键是掌握计算的原理未知数：密度、流速、摩擦阻力系数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。(2)多相垂直管流压力分布计算步骤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。②估计一个对应的深度增量

7、h。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判断流型，并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。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。第三节Orkiszewski方法综合了Griffith&Wallis和Duns&Ros等

8、方法处理过渡性流型时，采用Ros方法(内插法)针对每种流动型态提出存容比及摩擦损失的计算方法提出了四种流型，即泡流、段塞流、过渡流及环雾流把Griffith段塞流相关式改进后推广到了高流速区于1967年提出，适用于垂直管