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《西南石油采油工程课件-采油工程-第1章2.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第二节气液两相管流基本概念及基本方程一、多相垂直管流物性变化规律Pt＞Pb，单相垂直管流Pwf＞Pb>Pt，多相垂直管流1、气体体积流量qG从压力等于Pb点起出现小气泡，越往上流，压力越低，气体体积膨胀，新气体析出，qG不断增加。2、液体的体积流量qL随流体上升，压力低于Pb以后，气体析出，qL略有下降，与qG的增加相比基本不变。3、总混气液的体积流量:qm=qL+qG4、混气液流速Vm=qm/A=(qL+qG)/A(1-54)A不变,Vm的变化与qm的变化一致。5、混气液密度ρm=wm/qm，wm—质量流量质量守恒,wm不变,qm随流体上升而增加
2、，ρm随流体上升而下降。qmqLqGρmvm：与一致HPbqm6、压力分布(1).液柱垂压Pm=Hρmg压力梯度:Pm/H=ρmg由于ρm随位置而变化,故液柱压力梯度也随位置而变化。Vm随着位置而变化，越向上越大，ρm越向上越小，而速度是平方项，故摩阻梯度随速度而显著变化。(2).摩阻梯度PtP(3).总压降梯度总的压降梯度,也随位置变化，不是常数,压力分布曲线不是直线。H1、理论密度设：液相截面积:AL气相截面积AG高度ΔL的流体质量为ΔL(ALρL+AGρG)体积为:ΔLA（A=AL+AG）AALAG二、混气液的密度则混气液密度:（1-48）持
3、液率:单位管长内液体体积与油管容积的比值（1-46）持气率：（1-47）2、油气滑脱现象由于油气密度不同，在垂直管中气体比液体上升快的现象称为滑脱现象。两相的速度差叫气体的滑脱速度。vS=vG-vL（1-50）（1-49）（1-51）泡流取:Vs=0.244m/sVSL-液相表观速度VSL=qL/A（1-53）VSG=qG/A（1-52）（1-54）（1-50）（1-52）（1-50a）同理：（1-51a）（1-55）（1-56）/A()/A（1-55a）无滑脱持液率无滑脱混合物密度:有滑脱混合物密度:（1-48）（1-48）（1-55a）无滑脱时
4、：存在滑脱时：则:式中第一项是无滑脱密度ρns(VG=VL)AALAG3、实际密度qG=vGAG，vG，则AGA=AL+AG，AG，AL若无滑脱时液相面积AL滑脱时增加ΔAL密度所引起的压力变化是油气流动时不可避免的压力损耗,叫有效损耗。式中第二项是滑脱引起的密度增量,它所引起的压力变化叫滑脱损失。1、垂直管气液两相流流型纯液流:从井底到井筒压力等于Pb的点之间。无气相,管内流动的是均质液体，叫纯液流，流体密度最大，压力梯度最大，压力分布曲线为直线。三、气液两相管流的流型泡流：管内从压力等于Pb起，有气体析出，呈现泡状,分散在液相中。随着油流上升，
5、压力下降,气泡渐渐膨胀，这时液相是连续相，气相是分散相。这时，气体的体积流量仍较小。总流量不大，流速较低，摩阻小，密度比纯液流低，但滑脱损失较大，压降分布曲线呈上凹型。段塞流：随混气液上升,压力下降,小气泡膨胀成大气泡。当气泡断面几乎与油管直径相当时，井筒内形成一段气，一段液的流动结构。气段外有液膜,液相仍是连续相,气相是分散相。气体体积流量较泡流大,摩阻较泡流大,密度较小,滑脱较小。气段膨胀时顶着液段上升,举油效果好,总的压力损失最小。过渡流：气体体积膨胀，气段增长,液段被突破,气段与上部气段相连形成中心是气、外环为液膜的流态。液体靠中心气流的摩
6、擦携带作用向上运移。液相从连续相过渡到分散相，气相从分散相过渡到连续相。这时体积流量较大,密度小。压降以重力为主过渡为以摩阻为主。总压降比段塞流大，压降曲线呈上凸型。雾流：气体体积流量越来越大,管壁的油膜越来越少,液相主要以雾状分散到气相中。气为连续相,液为分散相。这时密度很小,但流速很大,压降主要消耗在摩阻上。HP2、水平管气液两相流流型分层流：见图1—20层状平滑流：沿管子底部流动的流体和顶部流动的气体之间具有平滑的界面。流量较低。层状波状流：气、液界面变成波状的，气体流量较高。环流：在管壁上形成液环，管子中心为夹带液滴的气流。气液流量较高。间
7、歇流：见图1—20段塞流：包括大液体段塞流与几乎充满管子的高速气泡的交替流。塞流：大气泡沿管子顶部流动，而管子下部为液流。分散流：见图1—20泡流：大气泡集中在管子的上半部。环雾流：气流量高、液流量低，气流中夹带液滴。倾斜管的两相流流型不同于垂直管或水平管，它与管斜角有关。四、气液两相管流压力梯度方程及求解步骤1.压力梯度方程沿程压降=位能增量+沿程摩阻+动能增量压降梯度=重力梯度+摩阻梯度+动能梯度（1-58）单相流：多相流：对于水平管流：（1-61）（1-62）（1-63）2.压力梯度方程求解步骤（1）以井口或井底为起点(由已知压力的位置定)（
8、2）选择一个计算区间长度:ΔH一般取50～100m（3）假设这一区间的压降值ΔP(由经验定)（4）计算出区间的平均温度和平
