水平井筒气液两相分散泡状流流动模型

通过对分散泡状流流型中的分散气泡进行受力分析,考虑了管壁入流或出流的影响,得到水平井筒气液两相变质量流动分散泡状流向间歇流流型转变的判别方法。并分别应用气、液两相质量守恒方程和动量守恒方程,考虑管壁存在入流或出流对于分散泡状流流型压降的影响,得到水平井筒气液两相变质量流动分散泡状流流型的压降计算方法。     

水平井筒气液两相变质量流动流型转变的研究

井筒中的流动是管壁存在入流或出流的变质量流动。给定井筒气液流动条件,在应用机械模型预测我们感兴趣的参数之前,我们需要识别井筒中出现的流型。由于水平井筒和常规水平管中气液两相流动的相似和差别,可以预知常规水平管流的流型转换标准对于井筒流动来说就需要进行修正或扩展。根据波的迅速成长机理,在Taitel和Dukler的研究基础上,得到水平井筒分层流向非分层流流型转变的判别方法;通过对分散气泡进行受力分析,得到水平井筒分散泡状流向间歇流流型转变的判别方法;基于Barner和Brauner的研究给出水平井筒环空雾状流向间歇流流型转变的判别方法。从而得到一种判别水平井筒气液两相变质量流动4种基本流型的新方法。     

水平井筒气液两相变质量流动流型转变实验研究

在对水平井筒气、液两相变质量流动的流型转变进行了理论研究,在此基础上,设计并建立了流型转变实验装置,对水平井筒气、液两相变质量流动的流型转变进行了模拟实验研究.在轴向为气、液两相流动的前提下分别进行了上管壁单孔眼注入和下管壁单孔眼注入的流型转变实验研究,获得了大量的实验数据.根据实验数据修正了理论计算模型,修正后的理论模型计算结果和实验数据吻合很好.     

水平气液两相流动的持液率

这篇研究的目的是为了简化和改进Ｔａｉｔｅｌ和Ｄｕｋｌｅｒ提出的用来估计水平两相流动液体持液率的机理模型。首先做了一个实验，将空气和煤油的混合物通过一个直径２英寸，长１１８英尺的水平管实验段。用测试到的持液率数据对提出的模型进行评价。     

产水气井气液两相瞬变流动分析

产水气井在开、关井过程中,井筒内气水两相的流动为瞬变流动,井筒压力、温度等参数是井深和时间的函数。根据气液瞬变流动过程中所遵循的质量、动量和能量守恒定律,建立了描述气液两相瞬变流动的数学模型。该模型是一组偏微分方程,采用有限差分法对其进行求解,给出了计算井筒压力、温度和气液相速度的差分方程和详细的计算步骤。最后用具体实例模拟了产水气井开井过程中压力、温度随时间变化的情况,分析了压力、温度随时间变化的规律,证明了流动达到稳定后,瞬变模型的计算结果和稳定模型的计算结果是一致的,从而证明了模型是有效的。     

水平井筒变质量气液两相环空雾状流压降的分析模型

由于水平井筒和常规水平管道中气液两相流动的相似和差别，可以预和常规水平管流压的压降计算方法对于井筒流支说就需要修正或扩展。考虑管壁存在入流或出流对于环空雾状流流型压降的影响，文中对气、液两相分别应用质量守恒方程和动量守恒方程，得到水平井筒气液两相变质量流动环空雾状流流型的压降计算方法。     

变质量气液分层流动数值模拟

管内气液两相分层流动是管道输运和水平井采油中的重要研究课题之一,而气液界面是研究的重点内容,尤其有气泡穿过界面的分层流是水平井采油中有射孔注入时不可回避的流动现象,也是数值计算的难点所在。首先采用一维定常模型对分层流作整体研究,然后采用三维非定常模型进行数值研究,利用VOF方法捕捉气液界面,应用RNG湍流模式和有限体积数值方法计算圆管内三维非定常雷诺方程,得到了典型界面上有质量交换的分层流流场和界面上阻力变化的结果。     

水平井筒变质量气液两相环空雾状流压降的分析模型

由于水平井筒和常规水平管道中气液两相流动的相似和差别,可以预知常规水平管流压的压降计算方法对于井筒流动来说就需要修正或扩展．考虑管壁存在入流或出流对于环空雾状流流型压降的影响,文中对气、液两相分别应用质量守恒方程和动量守恒方程,得到水平井筒气液两相变质量流动环空雾状流流型的压降计算方法。     

相关法测量气液两相水平管流流量

讨论了相关法测量气液两相水平管流流量的基本原理及其数学模型。在两相流试验台架上建立了压力数据采集系统。分别在0．47、0．64、0．90、1．10、1．20m3／h流量下测试了两相流中液柱的压力变化，并对试验数据进行了相关分析。通过对试验数据的分布特征和置信度的分析，说明了利用相关法测量两相流液相流量是可行的，并在此基础上提出了减小相关法测量误差的建议。     

水平井筒变质量间歇流压降的理论与试验研究

间歇流是实际水平井筒气液两相流动中非常重要的一种流动形态。由于水平井筒和常规水平管道中气液两相流动的相似和差别,常规管流的压力计算方法对于水平井筒流动来说就需要进行修正和扩展。在常规水平管道间歇流动压降分析的基础上,对气、液两相分别应用质量守恒方程和动量守恒方程,考虑管壁入流或出流对压降的影响,得到一种新的水平井筒间歇流流型压降计算方法。同时,设计并建立了水平井筒流体流动模拟试验装置,在轴向为气液两相流动的前提下分别进行了上管壁单孔眼注入和下管壁单孔眼注入的间歇流动压降试验研究,获得了大量试验数据,与理论计算结果吻合较好,表明该计算方法具有实际应用价值。     

水平井变质量管内流动损失的数值研究(一):单支孔流动

水平井采油是石油工程中新的重大课题之一,尤其对于开采稠油、低渗、裂缝性、底水和气顶油藏以及老井的后期挖潜有明显效益。由于水平井与油藏接触段较长,井内压降较大,其沿程压降对产油量有很大影响。因此,掌握水平段的流动损失和压降规律,对优化水平井长度及开采工艺设计、准确预测水平井产油量是非常重要的。在实际水平井中,沿程不断有流体从管壁孔眼流入井筒,这是一种变质量流动,这种流动比常规的管道流动复杂得多。文中采用数值方法研究壁面注入对管流压降及壁面摩擦阻力的影响,给出单支管流动损失并总结压降系数与壁面注入速度及截面雷     

井筒气-液两相垂直管流的研究现状

井筒两相管流研究的主要目的是用于井筒内流体流型的划分和流型的转变与判断，其基本依据在于井筒内油气水混合物压力的分布状况；在了解了井筒混合流体的压力分布状况之后，能够为掌握油井生产规律、合理控制和调节油井工作方式及气举设计提供可靠的依据。在总结国内外相关研究成果的基础上，针对不同学者的理论模型和不同模型的适用条件，提出了相应的评价与建议。     

Experimental Research on Gas-Liquid Two-Phase Spiral Flow in Horizontal Pipe

In view of the importance of gas-liquid two-phase spiral flow and the few research reports at home and abroad,the gas-liquid two-phase spiral flow patterns have been researched in a horizontal pipe with different parameters investigated by means of observation and a high-speed camera.Since the appearance of spiral flow makes the distribution of twophase flow more complicated,the flow patterns appearing in the experiments were divided into the Spiral Wavy Stratified Flow(SWS),the Spiral Bubble Flow(SB),the Spiral Slug Flow(SS),the Spiral Linear Flow(SL),the Spiral Axial Flow(SA),and the Spiral Dispersed Flow(SD) by the observations and with reference to the predecessors’ research achievements.A flow pattern map has been drawn up.The influence of velocity,vane angle and vane area on flow pattern conversion boundary and pressure drop has been studied,with a solid foundation laid for the future research work.     

两相管流工艺计算软件的研制

利用流体力学理论 ,结合目前国内外最新的两相流理论和实验研究成果 ,在描述气液两相流水力计算、热力计算和流型判断的数学物理模型基础上 ,研制出适用于海洋、沙漠、丘陵地区原油与伴生气、凝析天然气与凝液输送工艺的一套新的计算模拟软件TFTCS。介绍TFTCS软件的结构、功能、适用范围。用该软件对锦州 2 0 - 2海底湿天然气管道进行模拟计算 ,并与管线生产数据进行对比 ,用国外同类软件PIPEPHASE进行验算。实例计算分析表明 ,该软件功能完善 ,操作方便 ,计算结果可靠 ,能满足油气混输管道的设计计算和生产管理的需要     

Modeling of Two-Phase Flow in Oil Wells Using a Simplified Two-Fluid Model

Abstract

In this work, with the idea of finding a simplified, numerically stable, one-dimensional, time-dependent two-fluid mathematical model whose predictions are in agreement with oil wells data, a study of the accumulative terms effect on the numerical stability and predictions of a general two-fluid model, was carried out. The fluids considered in oil wells were water, oil, and gas. The liquid phase in the model is formed by water and oil with pseudoproperties. The model is able to predict pressure, volume fraction, velocity, and temperature for both phases. The numerical solution of the model, which consists of mass, momentum, and energy conservation equations, is based on the finite difference technique in the implicit scheme. The thermodynamic and transport properties of the fluids are estimated by black-oil PVT correlations. It was observed that, a numerically stable model, with acceptable predictions has to take into account the accumulative terms for the liquid volume fraction, gas velocity, and liquid temperature. Numerical results are in agreement with field data and theoretical results reported in literature.     

水平管内气液两相流中气泡滑移速度的数值模拟

基于多相流Euler模型,采用Fluent软件对水平管道内的气液两相流进行数值模拟,在水和气体初始速度相同的情况下,考察气泡直径、气泡体积分数和流体流速对气泡滑移速度的影响。模拟结果表明,气泡直径、气泡体积分数和流体流速对气泡滑移速度都有影响,其中流体流速的影响较大;在气泡直径小于等于0.10 mm,或气泡体积分数大于等于10%,或流体流速大于等于0.10 m/s时,对气泡滑移速度的影响可忽略;与水和气泡的速度相比,气泡滑移速度很小,可忽略不计。     

抽油杆直径对井筒中混合流体压降影响分析

在井筒中,当抽油杆直径改变时,油管与抽油杆间的环形面积发生变化,气液混合密度、持液率、混合物沿管路流动的压降等参数也会发生变化。为研究井筒中抽油杆直径对压降的影响规律,选用Beggs-Brill模型,利用大庆油田采油一厂的生产数据,通过编程对压降进行数值计算。结果表明:随着抽油杆直径增大,重位压降逐渐减小,摩阻压降逐渐增大,总压降先减小后增大,存在最佳抽油杆直径。为抽油机井节能降耗提供理论依据。