垂直管流实验.doc

中国石油大学采油工程实验报告 实验日期： 成绩： 班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者： 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。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： -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、井筒各种流型的特征 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。纯液流时无气体分出，无滑脱现象。 泡流的特征如下：气体是分散相，液体是连续相；气体影响混合物的密度，但对摩擦阻力的影响很小。 段塞流的特征如下：气体呈分散相，流体呈连续相；一段气一段液体交替出现；气体不断膨胀，气体的膨胀能得到很好的发挥和利用；油气之间的相对运动比泡流小，且滑脱也小。 环流的特征是：气液两相都是连续；气体的举油作用主要是靠摩擦携带。 雾流的特点是：气体是连续相，液体是分散相；气体以很高的流速携带液滴喷出井口；气、液直接的相对运动速度很小；气相是整个流动的控制因素。 四、数据处理 序号 Pwf/MPa Pt/MPa Pr/MPa Qg/(m3/h) ∑QL/L T/s 流型 1 0.063 0.014 0.170 875 0.10 10 段塞流 2 0.064 0.015 0.175 825 0.18 10 段塞流 3 0.064 0.015 0.180 810 0.41 10 段塞流 4 0.084 0.029 0.180 700 0.54 10 段塞流 5 0.068 0.025 0.165 775 0.71 10 段塞流 6 0.053 0.006 0.165 820 0.87 10 段塞流 7 0.055 0.004 0.170 810 1.01 10 段塞流 8 0.081 0.028 0.175 750 1.12 10 段塞流 计算所需参数： （2）数据处理： 以第1组数据为例，计算如下所示： 所以，取： 因为： 所以，根据奥齐思泽斯基方法判别流型，查《采油工程原理与设计》课本中的表1-3，可以确定第一组数据的对应的流态为段塞流，与实验观察结果一致。 五、思考题： 1、简述段塞流的特征？ 答：段塞流的特征如下：（1）