第1章油井流入动态及多相流动计算.ppt

泡流雷诺数： C1～Nb曲线 雷诺数： 滑脱速度的计算——迭代法 滑脱速度： C2～NRe′曲线 （假设Vs） 滑脱速度的计算——经验公式法 过渡流的混合物平均密度及摩擦梯度是先按段塞流和雾流分别进行计算，然后用内插方法来确定相应的数值。 (3)过渡流 雾流混合物平均密度计算公式与泡流相同： 由于雾流的气液无相对运动速度，即滑脱速度接近于零，基本上没有滑脱。 雾流摩擦系数可根据气体雷诺数和液膜相对粗糙度查图得。 摩擦梯度: (4)雾流 所以： Orkiszewski方法计算流程框图 第四节 Beggs Brill 方法 水和空气、聚丙烯管实验基础上总结的方法 建立流型分布图，将七种流型归为三类，增加了过渡流 计算时先按水平管流计算，然后采用倾斜校正系数校 正成相应的倾斜管流 倾斜度 -90°~ +90°，分上坡和下坡流动 1973年提出，适用于水平、垂直和任意倾斜管流计算 Beggs Brill 两相水平管流型 一、基本方程 单位质量气液混合物稳定流动的机械能量守恒方程为： (1)位差压力梯度：消耗于混合物静水压头的压力梯度。 假设条件:气液混合物既未对外作功，也未受外界功。 (2)摩擦压力梯度：克服管壁流动阻力消耗的压力梯度。 (3)加速度压力梯度：由于动能变化而消耗的压力梯度。 忽略液体压缩性、考虑到气体质量流速变化远远小于气体密度变化，则： (4)总压力梯度（Beggs-Brill方法的基本方程） 二、Beggs Brill方法的流型分布图及流型判别式 Beggs-Brill流型分布图 分离流 间歇流 过度流 分散流 Beggs-Brill法流型判别条件 NFr为弗鲁德数 入口无滑脱持液率 三、持液率及混合物密度确定 (1)持液率 Beggs Brill方法计算倾斜管流时首先按水平管计算,然后进行倾斜校正。 a、b、c常数表 实验结果表明，倾斜校正系数与倾斜角、无滑脱持液率、弗洛德数及液体速度数有关。 不同EL下的倾斜校正系数 根据实验结果回归的倾斜校正系数的相关式为 对于垂直管: 其中： 系数C与无滑脱持液率 、弗洛德数和液相速度数有关。 表1-6 系数d、e、f、g 四、阻力系数 气液两相流阻力系数与无滑脱气液两相流阻力系数的比值与持液率和无滑脱持液率(入口体积含液率)之间的关系： 当1y1.2时 其中： 两相流动的雷诺数： ??也可用Moody图上的光滑管曲线来确定: 气液两相流阻力系数: 1.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。 3.多相垂直管流压力分布计算：按深度增量迭代、按压力增量迭代。 2.模拟计算多相管流规律的数学相关式及图版研究很多，其基本通式一般都是从基本能量守恒方程出发建立的： 小 结 5.Beggs-Brill方法是可用于水平、垂直和任意倾斜气液两相管流动计算的方法，需要划分流型。先求出水平状态下的流动参数，然后校正为计算角度下的流动参数。 4.Orkiszewski方法用于垂直管流计算，需要划分流型，通过计算平均密度及摩擦损失梯度，求压力降： 完 气相就地速度： 液相就地速度： 真实速度 滑脱速度： 气相表观速度： 液相表观速度： 不存在的理想速度 两相混合物速度： * ①自喷井生产过程中，改变油井工作制度（油嘴尺寸、油管尺寸等），井筒动液面会发生变化，油井产量也随之发生变化，而动液面的变化是对应着井底流压变化； ②抽油机井也是如此，改变油井工作制度（机、杆、泵等工作参数），井底流压发生变化，产量也随着变化。 这就说明产量与井底流压存在一定的关系。到底是什么关系？ AB线为在井底流压高于油层压力时水层向油层的转渗动态。 dIw表示摩擦消耗的功 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 a.出现条件 单相 单相与多相共存 全井多相 单相：井底流压 多相： +气体膨胀能 b.能量供给 多相流 油（或+水）+气 单相流 油（或+水） (二)气液混合物在垂直管中的流动结构变化 1.油气混合物在垂直管中的流动特征 d.能量消耗 单相：重力+摩阻 多相：重力+摩阻+动能损失 单相： 多相：自下而上 c.运动参数 流压：从油层流到井底后具有的压力。 油压：流压作用下，克服静液柱压力和流动 阻力后的压力。 多相 垂直管流 + 混合物的密度、粘度、流速等会随温度、压力变化而变化 流动形态会发生变化 能量损失主要包括： 重力损失 摩擦损失 滑脱损失 油气混合物在垂直管中的流动特征 2.气液混合物在垂直管中的流动结构变化 根据两相介质分布的外形分为5类： 流态Flow Pattern （也称流动结构或流型）是指流动过程中油、气的分布状态。它与油气比、流速、界面性质有关。 从井底到井口，自喷井内可能出现的流态