第1章 緒論 油井流入動(dòng)態(tài)與多相流課件_第1頁
第1章 緒論 油井流入動(dòng)態(tài)與多相流課件_第2頁
第1章 緒論 油井流入動(dòng)態(tài)與多相流課件_第3頁
第1章 緒論 油井流入動(dòng)態(tài)與多相流課件_第4頁
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第一章油井流入動(dòng)態(tài)與井筒多相流計(jì)算油井流入動(dòng)態(tài)井筒氣液兩相流基本概念計(jì)算氣液兩相垂直管流方法油氣從油藏流入井底和在井筒中的流動(dòng)是油氣開采的兩個(gè)基本流動(dòng)過程。油井流入動(dòng)態(tài)和井筒多相流動(dòng)規(guī)律是油井各種舉升方式設(shè)計(jì)和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)分析所需要的共同理論基礎(chǔ)。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流第一節(jié)

油井流入動(dòng)態(tài)(IPR曲線)油井流入動(dòng)態(tài)曲線(IPR曲線):

表示產(chǎn)量與井底流壓關(guān)系的曲線,簡(jiǎn)稱IPR曲線。油井流入動(dòng)態(tài):

油井產(chǎn)量與井底流動(dòng)壓力的關(guān)系。它反映了油藏向井的供油能力,反映了油藏壓力、油層物性、流體物性、完井質(zhì)量等對(duì)油層滲流規(guī)律的影響,是采油工程與油藏工程的銜接點(diǎn)。通過油井流入動(dòng)態(tài)研究為油藏工程提供檢驗(yàn)資料;為采油工程的下一步工作提供依據(jù);檢查鉆井、固井、完井和各項(xiàng)工藝措施等技術(shù)水平的優(yōu)劣。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流圖1-1典型的流入動(dòng)態(tài)曲線第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流一、單相液體流入動(dòng)態(tài)(基于達(dá)西定律)供給邊緣壓力不變圓形地層中心一口井的產(chǎn)量公式為:圓形封閉油藏,擬穩(wěn)態(tài)條件下的油井產(chǎn)量公式為:第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流泄油面積形狀與油井的位置系數(shù)對(duì)于非圓形封閉泄油面積的油井產(chǎn)量公式,可根據(jù)泄油面積和油井位置進(jìn)行校正。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流采油(液)指數(shù):

單位生產(chǎn)壓差下油井產(chǎn)油(液)量,反映油層性質(zhì)、厚度、流體物性、完井條件及泄油面積等與產(chǎn)量之間關(guān)系的綜合指標(biāo)。單相流動(dòng)時(shí),油層物性及流體性質(zhì)基本不隨壓力變化,產(chǎn)量公式可表示為:第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流采油指數(shù)J的獲得:油藏參數(shù)計(jì)算試井資料:測(cè)得3~5個(gè)穩(wěn)定工作制度下的產(chǎn)量及其流壓,便可繪制該井的實(shí)測(cè)IPR曲線對(duì)于單相液體流動(dòng)的直線型IPR曲線,采油指數(shù)可定義為產(chǎn)油量與生產(chǎn)壓差之比,或者單位生產(chǎn)壓差下的油井產(chǎn)油量;也可定義為每增加單位生產(chǎn)壓差時(shí),油井產(chǎn)量的增加值,或油井IPR曲線斜率的負(fù)倒數(shù)。注意事項(xiàng):第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流圖1-1典型的流入動(dòng)態(tài)曲線對(duì)于非直線型IPR曲線,由于其斜率不是定值,按上述幾種定義所求得的采油指數(shù)則不同。所以,對(duì)于具有非直線型IPR曲線的油井,在使用采油指數(shù)時(shí),應(yīng)該說明相應(yīng)的流動(dòng)壓力,不能簡(jiǎn)單地用某一流壓下的采油指數(shù)來直接推算不同流壓下的產(chǎn)量。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流當(dāng)油井產(chǎn)量很高時(shí),井底附近將出現(xiàn)非達(dá)西滲流:膠結(jié)地層的紊流速度系數(shù):非膠結(jié)地層紊流速度系數(shù):第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流如果在單相流動(dòng)條件出現(xiàn)非達(dá)西滲濾,也可利用試井所得的產(chǎn)量和壓力資料求得C和D值。由試井資料繪制的~直線的斜率為D,其截距則為C。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流二、油氣兩相滲流時(shí)的流入動(dòng)態(tài)

o、Bo、Kro都是壓力的函數(shù)。用上述方法繪制IPR曲線十分繁瑣。通常結(jié)合生產(chǎn)資料來繪制IPR曲線(Vogel方法)或簡(jiǎn)化的Fetkovich方法。平面徑向流,直井油氣兩相滲流時(shí)油井產(chǎn)量公式為:(一)垂直井油氣兩相滲流時(shí)的流入動(dòng)態(tài)第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流1.Vogel方法(1968)①假設(shè)條件:a.圓形封閉油藏,油井位于中心;溶解氣驅(qū)油藏。b.均質(zhì)油層,含水飽和度恒定;c.忽略重力影響;d.忽略巖石和水的壓縮性;e.油、氣組成及平衡不變;f.油、氣兩相的壓力相同;g.擬穩(wěn)態(tài)下流動(dòng),在給定的某一瞬間,各點(diǎn)的脫氣原油流量相同。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流②Vogel方程Vogel曲線第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流

a.計(jì)算c.根據(jù)給定的流壓及計(jì)算的相應(yīng)產(chǎn)量繪制IPR曲線。b.給定不同流壓,計(jì)算相應(yīng)的產(chǎn)量:已知地層壓力和一個(gè)工作點(diǎn):③利用Vogel方程繪制IPR曲線的步驟第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流油藏壓力未知,已知兩個(gè)工作點(diǎn)a.油藏平均壓力的確定

b.計(jì)算d.根據(jù)給定的流壓及計(jì)算的相應(yīng)產(chǎn)量繪制IPR曲線c.給定不同流壓,計(jì)算相應(yīng)的產(chǎn)量第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流④Vogel曲線與數(shù)值模擬IPR曲線的對(duì)比a.按Vogel方程計(jì)算的IPR曲線,最大誤差出現(xiàn)在用小生產(chǎn)壓差下的測(cè)試資料來預(yù)測(cè)最大產(chǎn)量。一般,誤差低于5%。雖然,隨著采出程度的增加,到開采末期誤差上升到20%,但其絕對(duì)值卻很小。b.如果用測(cè)試點(diǎn)的資料按直線外推時(shí),最大誤差可達(dá)70~80%,只是在開采末期約30%。C.采出程度N對(duì)油井流入動(dòng)態(tài)影響大,而kh/μ、B0、k、S0等參數(shù)對(duì)其影響不大。圖1-4不同方法計(jì)算的油井IPR曲線

1-用測(cè)試點(diǎn)按直線外推;2-計(jì)算機(jī)計(jì)算的;3-用Vogel方程計(jì)算的第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流2.費(fèi)特柯維奇方法溶解氣驅(qū)油藏:假設(shè)與壓力成直線關(guān)系,則:第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流式中:則:令:當(dāng)時(shí):所以:第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流3.非完善井Vogel方程的修正油水井的非完善性:

打開性質(zhì)不完善;如射孔完成打開程度不完善;如未全部鉆穿油層打開程度和打開性質(zhì)雙重不完善油層受到損害酸化、壓裂等措施

改變油井的完善性,從而增加或降低井底附近的壓力降,影響油井流入動(dòng)態(tài)關(guān)系。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流完善井和非完善井周圍的壓力分布示意圖第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流完善井:非完善井:令:非完善井附加壓力降:則:第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流油井的流動(dòng)效率(FE):油井的理想生產(chǎn)壓差與實(shí)際生產(chǎn)壓差之比。油層受污染的或不完善井,完善井,增產(chǎn)措施后的超完善井,第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流利用流動(dòng)效率計(jì)算非完善直井流入動(dòng)態(tài)的方法圖1-6Standing無因次IPR曲線①Standing方法(FE=0.5~1.5)第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流Standing方法計(jì)算不完善井IPR曲線的步驟:a.根據(jù)已知Pr和Pwf計(jì)算在FE=1時(shí)最大產(chǎn)量b.預(yù)測(cè)不同流壓下的產(chǎn)量c.根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制IPR曲線第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流②Harrison方法圖1-7Harrison無因次IPR曲線(FE>1)第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流b.求FE對(duì)應(yīng)的最大產(chǎn)量,即Pwf=0時(shí)的產(chǎn)量Harrison方法計(jì)算超完善井IPR曲線的步驟:a.計(jì)算FE=1時(shí)的qomax(FE=1)

先求Pwf/Pr,然后查圖1-7中對(duì)應(yīng)的FE曲線上的相應(yīng)值qo/qomax(FE=1)。則c.計(jì)算不同流壓下的產(chǎn)量d.根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制IPR曲線第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流非完善井的IPR曲線繪制第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流(二)斜井和水平井的IPR曲線

Cheng對(duì)溶解氣驅(qū)油藏中斜井和水平井進(jìn)行了數(shù)值模擬,并用回歸的方法得到了類似Vogel方程的不同井斜角井的IPR回歸方程:P’=Pwf/Pr;q’=qo/qomax;A、B、C為取決于井斜角的系數(shù)。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流Bendakhlia等用兩種三維三相黑油模擬器研究了多種情況下溶解氣驅(qū)油藏中水平井的流入動(dòng)態(tài)關(guān)系。得到了不同條件下IPR曲線。Bendakhlia用公式來擬合IPR曲線圖版,發(fā)現(xiàn)吻合很好。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流圖1-8擬合的IPR曲線與實(shí)際曲線的對(duì)比

_____擬合的IPR曲線,……實(shí)際曲線第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流圖1-9參數(shù)v、n與采收率系數(shù)之間的關(guān)系第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流其它水平井產(chǎn)能計(jì)算模型:Borisov模型:Giger模型:Joshi模型:Renard&Dupuy模型:第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流(1)基本公式當(dāng)油藏壓力高于飽和壓力,而流動(dòng)壓力低于飽和壓力時(shí),油藏中將同時(shí)存在單相和兩相流動(dòng),擬穩(wěn)態(tài)條件下產(chǎn)量的一般表達(dá)式為:三、時(shí)的流入動(dòng)態(tài)第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流井周圍壓力和氣體飽和分布第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流組合型IPR曲線(2)實(shí)用計(jì)算方法(組合型IPR方法)第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流流壓等于飽和壓力時(shí)的產(chǎn)量為:①當(dāng)時(shí),由于油藏中全部為單相液體流動(dòng)。②當(dāng)后,油藏中出現(xiàn)兩相流動(dòng)。流入動(dòng)態(tài)公式為:直線段采油指數(shù)第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流四、油氣水三相IPR曲線Petrobras提出了計(jì)算三相流動(dòng)IPR曲線的方法。綜合IPR曲線的實(shí)質(zhì):按含水率取純油IPR曲線和水IPR曲線的加權(quán)平均值。當(dāng)已知測(cè)試點(diǎn)計(jì)算采液指數(shù)時(shí),是按產(chǎn)量加權(quán)平均;當(dāng)預(yù)測(cè)產(chǎn)量或流壓時(shí)是按流壓加權(quán)平均。圖1-12油氣水三相IPR曲線第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流(一)采液指數(shù)計(jì)算已知一個(gè)測(cè)試點(diǎn)(、)和飽和壓力及油藏壓力①當(dāng)時(shí):思考題:推導(dǎo)時(shí)的采液指數(shù)計(jì)算式。②當(dāng)時(shí):③當(dāng)時(shí):其中:直線段采液指數(shù)第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流①,則:②,則按流壓加權(quán)平均進(jìn)行推導(dǎo):(二)某一產(chǎn)量下的流壓計(jì)算所以:第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流因?yàn)椋核裕孩廴?,則綜合IPR曲線的斜率可近似為常數(shù)。思考題:試推導(dǎo)第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流五、多層油藏油井流入動(dòng)態(tài)(1)多油層油井流入動(dòng)態(tài)—迭加型IPR圖1-13多層油藏油井流入動(dòng)態(tài)第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流(2)含水油井流入動(dòng)態(tài)圖1-14含水油井流入動(dòng)態(tài)與含水變化()圖1-15含水油井流入動(dòng)態(tài)曲線()第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流小結(jié)(1)介紹的方法闡明了油井流入動(dòng)態(tài)的物理意義,也是目前現(xiàn)場(chǎng)最常用的計(jì)算方法。(2)油井流入動(dòng)態(tài)研究主要有三種途徑:基于Vogel、Fetkovich、Petrobras方法的完善。建立不同類型油藏和井底條件的滲流模型。利用單井流入動(dòng)態(tài)的油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)。(3)油井流入動(dòng)態(tài)是采油工程各項(xiàng)技術(shù)措施設(shè)計(jì)、分析與評(píng)價(jià)的依據(jù)。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流第二節(jié)井筒氣液兩相流基本概念井筒多相流理論:研究各種舉升方式油井生產(chǎn)規(guī)律基本理論研究特點(diǎn):流動(dòng)復(fù)雜性、無嚴(yán)格數(shù)學(xué)解研究途徑:基本流動(dòng)方程實(shí)驗(yàn)資料相關(guān)因次分析近似關(guān)系第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流一、井筒氣液兩相流動(dòng)的特性(一)氣液兩相流動(dòng)與單相液流的比較第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流流動(dòng)型態(tài)(流動(dòng)結(jié)構(gòu)、流型):

流動(dòng)過程中油、氣的分布狀態(tài)。(二)氣液混合物在垂直管中的流動(dòng)結(jié)構(gòu)變化影響流型的因素各相介質(zhì)的體積比例介質(zhì)的流速各相的物理及化學(xué)性質(zhì)(密度、粘度界面張力等)流道的幾何形狀壁面特性管道的安裝方式第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流流動(dòng)型態(tài)的劃分方法:兩類第一類劃分方法:根據(jù)兩相介質(zhì)分布的外形劃分,包括泡狀流、彈狀流或團(tuán)狀流、(層狀流、波狀流)、段塞流或沖擊流、環(huán)狀流、霧狀流垂直氣液兩相流流型水平氣液兩相流流型第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流第二類劃分方法:按流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型或流體的分散程度劃分,包括分散流、間歇流、分離流兩種分類方法比較第一類劃分方法較為直觀第二類劃分方法便于進(jìn)行數(shù)學(xué)處理第一類劃分方法泡狀流彈狀流或團(tuán)狀流層狀流波狀流段塞流或沖擊流環(huán)狀流霧狀流第二類劃分方法分散流間歇流分離流分離流間歇流分離流分散流兩類劃分結(jié)果的對(duì)應(yīng)關(guān)系第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流①純液流

當(dāng)井筒壓力大于飽和壓力時(shí),天然氣溶解在原油中,產(chǎn)液呈單相液流。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流②泡流

井筒壓力稍低于飽和壓力時(shí),溶解氣開始從油中分離出來,氣體都以小氣泡分散在液相中?;摤F(xiàn)象:

混合流體流動(dòng)過程中,由于流體間的密度差異,引起的小密度流體流速大于大密度流體流速的現(xiàn)象。如:油氣滑脫、氣液滑脫、油水滑脫等。特點(diǎn):氣體是分散相,液體是連續(xù)相;氣體主要影響混合物密度,對(duì)摩擦阻力影響不大;滑脫現(xiàn)象比較嚴(yán)重。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流③段塞流

當(dāng)混合物繼續(xù)向上流動(dòng),壓力逐漸降低,氣體不斷膨脹,小氣泡將合并成大氣泡,直到能夠占據(jù)整個(gè)油管斷面時(shí),井筒內(nèi)將形成一段液一段氣的結(jié)構(gòu)。特點(diǎn):氣體呈分散相,液體呈連續(xù)相;一段氣一段液交替出現(xiàn);氣體膨脹能得到較好的利用;滑脫損失變??;摩擦損失變大。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流④環(huán)流

油管中心是連續(xù)的氣流而管壁為油環(huán)的流動(dòng)結(jié)構(gòu)。特點(diǎn):氣液兩相都是連續(xù)相;氣體舉油作用主要是靠摩擦攜帶;滑脫損失變小;摩擦損失變大。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流⑤霧流

氣體的體積流量增加到足夠大時(shí),油管中內(nèi)流動(dòng)的氣流芯子將變得很粗,沿管壁流動(dòng)的油環(huán)變得很薄,絕大部分油以小油滴分散在氣流中。特點(diǎn):氣體是連續(xù)相,液體是分散相;氣體以很高的速度攜帶液滴噴出井口;氣、液之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度很小;氣相是整個(gè)流動(dòng)的控制因素。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流總結(jié):

油井生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的流型自下而上依次為:純油(液)流、泡流、段塞流、環(huán)流和霧流。實(shí)際上,在同一口井內(nèi),一般不會(huì)出現(xiàn)完整的流型變化。圖1-17油氣沿井筒噴出時(shí)的流型變化示意圖Ⅰ—純油流;Ⅱ—泡流;Ⅲ—段塞流;Ⅳ—環(huán)流;Ⅴ—霧流第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流實(shí)際計(jì)算:直接求存在滑脫混合物密度或包括滑脫在內(nèi)的摩擦阻力系數(shù)。(三)滑脫損失概念因滑脫而產(chǎn)生的附加壓力損失稱為滑脫損失。單位管長(zhǎng)上滑脫損失為:圖1-18氣液兩相流流動(dòng)斷面簡(jiǎn)圖滑脫損失的實(shí)質(zhì):液相的流動(dòng)斷面增大引起混合物密度的增加。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流二、井筒氣液兩相流能量平衡方程及壓力分布計(jì)算步驟兩個(gè)流動(dòng)斷面間的能量平衡關(guān)系:(一)能量平衡方程推導(dǎo)圖2-19傾斜管流能量平衡關(guān)系示意圖第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流圖2-19傾斜管流能量平衡關(guān)系示意圖傾斜多相管流斷面1和斷面2的流體的能量平衡關(guān)系為:第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流適合于各種管流的通用壓力梯度方程:則:令:第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流⑧以計(jì)算段下端壓力為起點(diǎn),重復(fù)②~⑦步,計(jì)算下一段的深度和壓力,直到各段的累加深度等于管長(zhǎng)為止。(2)多相垂直管流壓力分布計(jì)算步驟⑥重復(fù)②~⑤的計(jì)算,直至。1)按深度增量迭代的步驟①已知任一點(diǎn)(井口或井底)的壓力作為起點(diǎn),任選一個(gè)合適的壓力降作為計(jì)算的壓力間隔

p。②估計(jì)一個(gè)對(duì)應(yīng)的深度增量

h。③計(jì)算該管段的平均溫度及平均壓力,并確定流體性質(zhì)參數(shù)。④判斷流型,并計(jì)算該段的壓力梯度dp/dh。⑤計(jì)算對(duì)應(yīng)于的該段管長(zhǎng)(深度差)

h。⑦計(jì)算該段下端對(duì)應(yīng)的深度及壓力。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流2)按壓力增量迭代的步驟(略)思考題:根據(jù)上述步驟整理出計(jì)算壓力分布的程序流程框圖。說明:a.計(jì)算壓力分布過程中,溫度和壓力是相關(guān)的;b.流體物性參數(shù)計(jì)算至關(guān)重要,但目前方法精度差;c.不同的多相流計(jì)算方法差別較大,因此在實(shí)際應(yīng)用中有必要根據(jù)油井的實(shí)際情況篩選精度相對(duì)高的方法。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流第三節(jié)Orkiszewski方法綜合了Griffith&Wallis和Duns&Ros等方法處理過渡性流型時(shí),采用Ros方法(內(nèi)插法)針對(duì)每種流動(dòng)型態(tài)提出存容比及摩擦損失的計(jì)算方法提出了四種流型,即泡流、段塞流、過渡流及環(huán)霧流把Griffith段塞流相關(guān)式改進(jìn)后推廣到了高流速區(qū)

1967年提出,適用于垂直管流計(jì)算第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流出現(xiàn)霧流時(shí),氣體體積流量遠(yuǎn)大于液體體積流量。根據(jù)氣體定律,動(dòng)能變化可表示為:一、壓力降公式及流動(dòng)型態(tài)劃分界限由垂直管流能量方程可知,壓力降是摩擦能量損失、勢(shì)能變化和動(dòng)能變化之和:所以壓降計(jì)算式為:在霧流情況下才有明顯意義第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流表1-3Orkiszewski方法流型劃分界限不同流動(dòng)型態(tài)下和的計(jì)算方法不同。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流二、平均密度及摩擦損失梯度的計(jì)算氣相存容比(含氣率)Hg

:管段中氣相體積與管段容積之比值。液相存容比(持液率)HL

:管段中液相體積與管段容積之比值。(1)泡流平均密度:?第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流滑脫速度:氣相流速與液相流速之差。則:泡流摩擦損失梯度按液相進(jìn)行計(jì)算:Griffith實(shí)驗(yàn)測(cè)得:0.244m/s第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流圖1-21摩擦阻力系數(shù)曲線(教材p37)圖1-21第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流(2)段塞流平均密度:段塞流的摩擦梯度:段塞流計(jì)算關(guān)鍵是滑脫速度vs和液體分布系數(shù)δ的計(jì)算。液體分布系數(shù)δ的計(jì)算見課本p39表1-4和公式(1-58)。滑脫速度vs的計(jì)算方法有兩種:查圖迭代法和經(jīng)驗(yàn)公式法。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流泡流雷諾數(shù):圖1-22C1~Nb曲線雷諾數(shù):圖1-23C2~NRe曲線滑脫速度的計(jì)算——查圖迭代法滑脫速度:第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流滑脫速度的計(jì)算——經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算法詳見教材p38~93公式(1-54)~(1-57)。(3)過渡流過渡流的混合物平均密度及摩擦梯度是先按段塞流和霧流分別進(jìn)行計(jì)算,然后用內(nèi)插方法來確定相應(yīng)的數(shù)值。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流霧流混合物平均密度計(jì)算公式與泡流相同:由于霧流的氣液無相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度,即滑脫速度接近于零,基本上沒有滑脫。霧流摩擦系數(shù)可根據(jù)氣體雷諾數(shù)和液膜相對(duì)粗糙度查圖得。摩擦梯度:(4)霧流所以:第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流圖1-24Orkiszewski方法計(jì)算流程框圖第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流第四節(jié)Beggs&Brill方法水和空氣、聚丙烯管實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上總結(jié)的方法建立流型分布圖,將七種流型歸為三類,增加了過渡流計(jì)算時(shí)先按水平管流計(jì)算,然后采用傾斜校正系數(shù)校正成相應(yīng)的傾斜管流傾斜度-90°~+90°,分上坡和下坡流動(dòng)

1973年提出,適用于水平、垂直和任意傾斜管流計(jì)算第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流Beggs&Brill兩相水平管流型分離流分層流波狀流環(huán)狀流間歇流團(tuán)狀流段塞流分散流泡流霧流第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流一、基本方程單位質(zhì)量氣液混合物穩(wěn)定流動(dòng)的機(jī)械能量守恒方程為:(1)位差壓力梯度:消耗于混合物靜水壓頭的壓力梯度。(2)摩擦壓力梯度:克服管壁流動(dòng)阻力消耗的壓力梯度。假設(shè)條件:氣液混合物既未對(duì)外作功,也未受外界功。第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流(3)加速度壓力梯度:由于動(dòng)能變化而消耗的壓力梯度。忽略液體壓縮性、考慮到氣體質(zhì)量流速變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于氣體密度變化,則:(4)總壓力梯度(Beggs-Brill方法的基本方程)第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流圖1-26Beggs-Brill流型分布圖(教材p45)二、Beggs&Brill方法的流型分布圖及流型判別式分離流間歇流過渡流分散流第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流表2-4Beggs-Brill法流型判別條件第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流三、持液率及混合物密度確定(1)持液率Beggs&Brill方法計(jì)算傾斜管流時(shí)首先按水平管計(jì)算,然后進(jìn)行傾斜校正。表1-6a、b、c常數(shù)表第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,傾斜校正系數(shù)與傾斜角、無滑脫持液率、弗洛德數(shù)及液體速度數(shù)有關(guān)。圖1-27不同EL下的傾斜校正系數(shù)第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果回歸的傾斜校正系數(shù)的相關(guān)式為:對(duì)于垂直管:系數(shù)C與無滑脫持液率、弗洛德數(shù)和液相速度數(shù)有關(guān)。表1-6系數(shù)d、e、f、g其中:第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流對(duì)于過渡流型,先分別用分離流和間歇流計(jì)算,之后采用內(nèi)插法確定其持液率。利用持液率計(jì)算流動(dòng)條件下混合物實(shí)際密度:第1章緒論油井流入動(dòng)態(tài)與多相流四、阻力系數(shù)氣液兩相流阻力系數(shù)與無滑脫氣液兩相流阻力系數(shù)的比值與持液率和無滑脫持液率(入口體積含液率)之間的關(guān)系:當(dāng)1<y<1.2時(shí)其中

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