伞集流油气水三相流涡轮流量计统计模型研究

伞集流器存在非均衡及非线性的油气水三相流流体漏失,致使伞集流后测量通道内流型复杂多变,建立三相流涡轮流量计物理模型存在困难.基于伞集流涡轮流量计与放射性密度-持水率计组合仪在油气水三相流流动环中的动态试验结果,建立了三相流涡轮流量计统计测量模型,该模型考虑了三相流等效"气液"滑脱速度及流动密度因素,回避了复杂流型对测量模型影响.该模型预测三相流总流量过程相对简单,且具有良好的计算结果收敛特性.检验结果表明,伞集流涡轮流量计与放射性密度-持水率计组合测量可以有效地测量油气水三相流总流量.     

垂直管中三相流分相含率测量模型研究

基于集流型涡轮流量计与放射性密度计、持水率计在大庆生产测井研究所油、气、水三相流流动环路中的实验数据，本文提出了用于确定油、气、水三相流分相含率的测量模型，用此模型预测的油、气、水分相含率与流动环标定的数据进行了对比，在规定的实验范围内，取得了较高精度的油、气、水分相含率预测效果，为油井三相流测井提供了一种新的解释模型。     

气体对伞集流涡轮流量计流量测量影响实验研究

在三相流实验装置上采用伞式集流器对涡轮流量计在气/水两相流及油/气/水三相流中进行实验,获得了涡轮流量计在气/水两相流及油/气/水三相流条件下的实验数据,分析气体对涡轮流量计测量流量的影响。在气体流量较低时,涡轮流量计与液相流量的响应关系受油水两相含水率的影响较小,可以将油/气/水三相的流量测量问题简化成气/水两相的流量测量问题。气体会对涡轮流量计产生较大的测量误差,当气体流量为3m3/d、液相流量小于10m3/d的条件下以及气体流量大于3m3/d的条件下,液相流量测量误差大于10%。     

气相介入对伞集流涡轮流量计及阻抗含水率计响应影响

针对油气水三相流条件下产液剖面测井问题,在大庆油田多相流模拟实验装置上进行三相流条件下阻抗式含水率计的响应规律实验,考察气相介入对伞集流涡轮流量计及阻抗式含水率计流量和含水率测量的影响,得到油气水三相流情况下涡流流量计及阻抗含水率传感器的响应特性。实验结果表明,气相介入对伞集流涡轮流量计及阻抗含水率计测量液相流量和含水率有较大影响,使流量测量值偏高,含水率测量值偏低;液相流量越低,二者测量值误差越大。给出了2口井现场测井实例,为现场测井工程师在生产测井中产气井的测试提供借鉴。为进一步提高油气水三相流条件下的产出剖面测井质量提出了建议。     

水平及微倾斜管内油气水三相流流型特性

以4号机械油、自来水和空气为实验介质,对水平及微倾斜有机玻璃管内油气水三相流的流型及其转变特性进行了实验研究。采用观察法和流型识别仪相结合的方法,按照油、水两相的关系以及气液界面总体特征,将管内油气水三相流的流型进行了划分,并给出了相应的流型结构及流型图。以实验数据为基础提出了考虑流动参数变化影响的反相点预测关联式。按照现有的关于气液两相流的流型转变准则以及考虑流动条件的油水乳状液的变化规律,对管内油气水三相流各流型之间的相互转变进行了预测和分析,结果表明,气相的作用使油水分布发生了很大变化,不同流动条件下的油水混合物的物性变化也很大。     

光纤探针-阻抗三相流测井仪在三相流中的试验及分析

为满足产出油井对三相流测井仪器总流量测量范围宽、气量测量范围宽、高含水下测量精度高且环保的需要,设计并研制了光纤探针-阻抗三相流测井仪。该仪器由光纤探针、阻抗含水率计和涡轮流量计组合,采用光纤探针测量气相响应、阻抗含水率计测量含水率、涡轮流量计测量总流量响应。仪器通过模拟井标定建立各参数在三相流下的响应图版,总结出响应图版之间的交绘关系,形成解释方法。对仪器进行了现场试验,验证了重复性、一致性及适用性。在三相流井中,光纤探针-阻抗三相流测井仪与两相流测井仪器进行了对比试验。试验分析表明,仪器重复性、一致性及适用性非常好,对油气水三相流的定量测量,较两相流测量结果能更准确地给出产层的产液和含水率情况。     

垂直管径内油水两相流流型与涡轮传感器间特性实验研究

涡轮传感器作为流量计被广泛应用在测井仪器中,油水两相流流动对涡轮传感器测量的影响以及涡轮传感器对油水两相流流动特性的影响对产出剖面测井作用很大.通过垂直小管径实验装置中涡轮传感器在油水两相中响应频率的测量及PCI信息采集系统对涡轮响应频率信号进行分析.利用高速摄像的方法在涡轮传感器上下两端进行拍摄,记录并分析油水两相流流动特性.结果表明,涡轮传感器在油水两相流中的转动受流型影响很小,但油水两相流动特性受涡轮传感器影响较大.油水总流量10 m3/d时,涡轮传感器对流体流动特性影响最小.油水总流量小于10 m3/d时,涡轮传感器对油滴的聚集效果大于打散效果,过涡轮传感器后油滴粒径变大,数量变少;油水总流量大于10 m3/d时,涡轮传感器对油滴的打散效果大于聚集效果,油滴粒径变小,数量较多.据此,更直观地分析仪器通道内涡轮传感器对油水两相流流动特性的影响,为测井新仪器的制造与优化提供有利的依据.     

水平管油气水三相流压降特性实验研究

为了深入了解水平管内油气水三相流的流动特性并准确预测流动过程中的压降变化,以白油、自来水和空气为实验介质,在多相流实验平台上进行了油气水三相流流动实验研究。对实验过程中出现的流型进行整理,将水平管内油气水三相流的流型划分为分层流、泡状流、间歇流(段塞流和弹状流)和环状流。基于Chishlom的压降关联式,重新定义了关联参数C,并提出了适用于水平管油气水三相流的压降预测关联式。通过与实验测量压降比较可知,改进的压降预测关联式能较好地预测水平管内的油气水三相流压降,可以作为水平管油气水三相流摩擦压降计算的通用关系式。     

低流量三相流动生产测井实验研究

在低流量情况下进行了油气水三相流动模拟实验研究.研究了气流量不同时液流量与含水率、集流流量计响应值、持水率的关系以及气水滑脱速度与持水率的关系.     

管内相分隔状态下电磁流量计测量气液两相流的方法

针对电磁流量计测量气液两相流时测量精度和稳定性易受流型影响的问题,提出了一种管内相分隔状态下基于电磁流量计的气液两相流测量方法。利用旋流器将不规则的两相流入口流型整形成气芯-水环的对称型环状流,保证了权函数的有序分布,并引入空隙率修正了电磁流量计测量模型,提高了电磁流量计的测量精度。利用空气-水两相流为介质,通过室内实验对该测量方法进行了验证,结果表明,在管内相分隔状态下,电磁流量计的液相测量相对误差在±5%以内。研究结果为工业生产中的气液两相测量提供了一种很好的思路和方法,具有良好的应用价值。     

一种更精确的管道流量自动调节系统

在油气水三相水平管流的试验研究中,为便于流量计的在线标定,设计了一种更精确的流量自动调节系统。该系统由微机I/O卡和一个调节阀配用两个电子继电器代替常规流量调节法中的计算机内置D/A卡与伺服放大器,通过I/O卡两个输出端产生两个开关量分别控制继电器的通断,继电器的接通时间决定电动机带动输出杆的位置,从而控制流量。与常规流量调节系统比较,该流量调节系统能更精确、更快捷地调节流量,可大大降低成本,具有良好的经济效益。     

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。     

流动改进剂对抽油机井内含水原油流动规律影响的研究

拟乳状液流动是石油开采和油气集输过程中新的流动现象,该流动与常规油气水混合物流动相比,可以大大降低管流沿程阻力、局部阻力,提高抽油机泵效。通过开展抽油泵泵筒凡尔、抽油泵柱塞凡尔、抽油泵筛管对不同含水、不同改进剂浓度的含水原油流动阻力试验,得到了含水原油加入流动改进剂后的转相点,流动改进剂的最佳使用浓度为0.2mL/L。     

临界气体流量影响因素分析

泡状流向段塞流转化的临界气体流量是一个非常重要的参数。应用奥齐思泽斯基方法和克雷洛夫-路塔斯金方法，分别就其影响因素进行了较为全面的分析计算，并结合我国油田实际状况给出了克雷洛夫-路塔斯金临界气体流量的修正公式。     

幂律钻井液管流的f因子

依据幂律流体层流运动的基本规律和修正的Blasius紊流阻力公式,利用当量直径和当量雷诺数的概念,推导出两种流态(层流和紊流)、三种过流断面(圆形、同心环空及偏心环空)六种不同形式f因子的数学表达式,为幂律钻井液管流摩阻的实用计算提供了理论依据和简捷方法。     

气液混输管线与悬链线立管系统严重段塞流数值模拟

针对气液混输管线与悬链线立管系统严重段塞流问题,采用严重段塞流形成条件一致的等效原则,发展了一种将三维管道系统等效为二维管道系统的计算流体力学(CFD)数值模拟方法.以文献中某水平/下倾管与悬链线立管组合系统为对象,结合其实验工况,数值模拟了该种管型下的严重段塞流现象,分析了其压力波动幅值及周期变化特性,数值模拟与文献所述实验结果一致,表明了该数值模拟方法的有效性.     

Friction Factor Determination for Horizontal Two-Phase Flow Through Fully Eccentric Annuli

Abstract

In this study, empirical friction factor correlations were developed for two-phase stratified- and intermittent-flow patterns through horizontal fully eccentric annuli. Two-phase flow hydraulics were investigated, and a flow pattern prediction model is proposed. The friction factor correlations were validated using experimental data collected at the multiphase flow loop METU-PETE-CTMFL. Two different geometrical configurations were used during experiments—that is, 0.1143 m inner diameter (ID) casing, 0.0571 m outer diameter (OD) drillpipe; and 0.0932 m ID casing, 0.0488 m OD drillpipe. The eccentric annuli has been represented by representative diameter d _r . A new mixture Reynolds number based on liquid holdup is proposed for friction factor determination.     

流量测量的意义及流量传感器的现状

随着工业生产和科学研究的发展,流量测量变得越来越重要.从分析流量测量的意义出发,进一步阐述了流量传感器的类型、原理及其特点.根据实际现状,分析了流量测量仪表的发展方向.     

基于锥形层流元件的气体微小流量测量研究

目的 常规毛细管层流流量测量技术因层流传感元件结构而存在进出口压损等非线性问题。因此,须改进层流传感元件,解决非线性问题。方法 提出了一种锥形结构的层流元件,利用在层流充分发展段直接取压的优势,有效解决层流起始段非线性压损问题,能直接反映流量与差压之间的线性关系。设计并加工了3种不同间隙的锥形层流元件,搭建了空气微小流量测量系统。结果 在0.015 0～2.348 1 kg/h气体流量范围内,3套装置的测量误差均小于±2%,其中,基于间隙为0.7 mm的锥形层流元件装置的测量误差最小,小于±1%。结论 锥形层流元件用于天然气等气体微小流量测量方面具有良好性能。