油水两相流动漂流模型的研究

漂流模型考虑了多相流之间在流动特性上的相互影响以及流动机构因素，常常用来整理滞留数据，在研制管道多相流动中得到了广泛应用，对模拟并动态实验数据整理发现，漂流模型在持水率大于０．７５时具有较低的解释精度，在实验数据的基础上对此问题进行了探讨，并提出了新的解释方法。     

垂直上升管内油水乳状液流动特性的研究

在石油、化学工业中,经常会遇到油水两种互不相溶的液体共同流动的情况.由于油水乳状液的广泛存在,以及采出液含水率的不断提高,导致油气集输过程中输液量的大幅度增加,给油气集输工艺和设备带来了新的困难.文中对垂直上升管内油包水型(W/O)和水包油型(O/W)油水乳状液的流动特性进行了实验研究.实验参数范围:含水率εw=0.0～1.0;压力p=0.1～0.6MPa;流量Q=0.14～1.7kg/s;温度T=10～45℃.实验结果分析得出了一个新的油水乳状液表观粘度的表达式,此表达式优于文献中别的预测模型,其计算值和实验结果吻合良好;同时得出一个新的油水乳状液发生相转变的判别式,分析了在相转变点附近油水乳状液在垂直上升管内的流动状态以及发生相转变和流量、含水率的关系;提出了采用Re和摩擦阻力系数的关联式计算摩擦阻力的方法,得到判别油水乳状液为牛顿流体和非牛顿流体的方法.该研究结果对管道输送系统的设计有一定的参考价值.     

内边界旋转的垂直井筒气液两相流型和压降梯度

井筒中泵杆的存在会对井筒内气液两相流动产生干扰,进而影响流型和压力梯度,而井筒内压力梯度的计算是油气井生产优化的重要部分。实验采用内径?88.9 mm,长7 m且含有螺杆泵的部分透明有机玻璃管,进行了不同转速的气液两相流实验 ,得到了在螺杆泵旋转时,泡状流向段塞流的转换界限 ;并与无杆的流型转换模型进行对比,得到了0 r/min、30 r/min、60 r/min、90 r/min转速下改进的流型转换模型;根据实验数据对有杆井筒内不同转速下压力梯度变化的修正,得到不同转速下的压力梯度公式 。结果表明,在液相表观速度相同的情况下,无杆井筒中更早发生泡状流向段塞流的转换;随着转速增加,流动摩擦阻力同时增大,增大幅度比较小;随着气相表观速度的提高,总压力梯度逐渐降低,压力梯度的降低速率逐渐变小。     

内管旋转的垂直同心环形管内单相流动特性的试验研究

分别以空气、油、水为工作介质对内管旋转的垂直同心环形管内的单相流动特性进行了系统的试验研究。首先在100 Re 70000的范围内对内管不转的环形管内的摩擦阻力进行了试验测定,并与几种摩阻关系式进行了比较,得出同心环形管内紊流摩擦系数比圆管摩擦系数约高6%~10%,Sadatomi的关系式可用于4000 Re 70000的范围内的紊流计算。采用测量轴向摩擦压降的方法,对内管旋转的环形管内的流动离心不稳定性以及摩阻进行了试验研究,得出了直径比小于0.8时,层流向层流+Taylor涡旋的转换边界及紊流+Taylor涡旋向紊流的过渡边界,并针对不同流型给出了适用于较大环形间隙环形管的摩阻关系式。     

钻井环空气液两相流动及气相漂移上升速度规律研究

在钻井环空气液两相流动过程中,气相滑脱上升给气侵溢流处理和欠平衡钻井井口回压控制带来困难.运用自主研制的实验装置,分别以清水和三种黏度液作为液相介质,在实验条件下,对钻井环空气液两相流的流动型式及气相漂移上升速度进行了实验研究.测得不同介质中小气泡、帽形泡、弹形泡和搅动流(气泡团)的漂移速度,给出了传统气相漂移上升速度计算式的适用范围;引入含气率建立了新的适用于各种流动型式的气相漂移上升速度计算式,得到清水介质和黏度液介质中气相存在的不同形式及黏度对气相漂移上升速度的影响规律.本研究对分析钻井环空气液两相流动问题有重要意义和工程应用价值.     

椭圆井眼同心环空赫巴流体流动规律研究及压降计算简化模型

因岩石和地应力的非均匀性易形成椭圆井眼,导致现有规则圆形井眼环空流动模型存在较大误差.为明确椭圆井眼同心环空赫巴流体流动规律,建立了解析模型和Fluent仿真模型,分析椭圆井眼对环空流速和压降梯度的影响规律;通过修正水力直径和引入有效黏度的方法建立了椭圆井眼同心环空压降计算简化模型,实现流动压降的准确快速预测,并利用解...     

125mm垂直圆管中油水两相流流型辨识研究

在模拟井实验的基础上,通过直接测量方法,对125mm垂直圆管中油水两相流流型进行了重新划分,给出了垂直圆管中油水两相流流型的过渡边界,建立了用流量法和持水率法判别流型的标准,通过实验发现,小直径管中的流型划分结果不能成比例地应用到大直径管中,而且划分标准或界限也不能按比例放大或缩小。应用混沌分析方法,对油水两相流流动的持水率测量信号进行相空间重构处理,计算出不同流型下的分形维数和关联维数,实现了用混沌方法对两相流流型进行辨识。     

垂直上升管内油气两相流动截面含气率的测量

采用水平—上升管组合法测量了垂直上升管内油气两相流动在泡状流和弹状流情况下截面含气率的值。同时，应用漂移通量模型对试验结果进行了预测，预测值与试验结果吻合良好，从而证实了此方法在工程应用中是一种简单、准确和可行的测量方法。     

具有启动压力梯度的油水两相渗流理论与开发指标计算方法

现有的油水两相渗流理论和注水开发指标计算方法是基于达西定律的，而低渗油层和某些稠油油层的渗流不符合达西定律，存在启动压力梯度。鉴于此，建立了具有启动压力梯度的油水两相渗流数学模型，推导出了其分流量方程、等饱和度面推进速度方程、水驱油前缘饱和度和位置计算公式，进而研究了具有启动压力梯度的注水开发指标计算方法，导出了井排见水前后开发指标计算公式（中高渗油层达西流情形下的注水开发指标的计算是其特例），并进行了实例分析。结果表明：启动压力梯度对低渗油田注水开发指标有较大的影响，见水前产油量按达西流计算，随时间增大而递增，按非达西流计算则随时间增大而递减；按达西流计算的初始产油量、见水后产油量及产液量均比按非达西流计算的高。建立的计算方法为低渗油田注水开发指标计算提供了理论依据，对于宾厄姆型稠油油田注水开发的理论及计算的研究也很有意义。图４参９（陈志宏摘）     

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.     

Modelling of Two-Phase Flow Through Concentric Annuli

A mathematical model is introduced in order to predict the flow characteristics of multiphase flow through an annulus. Flow patterns and frictional pressure losses estimated using the proposed model are compared with the experimental data of a wide range of liquid and gas flow rates recorded at a flow loop consisting of numerous circular pipes and annulus. The results showed that the model predictions for flow patterns and frictional pressure losses are reasonably accurate. Moreover, it is observed that geometry and liquid phase viscosity have a significant influence on flow pattern transitions and frictional pressure losses.     

Modelling of Two-Phase Flow Through Concentric Annuli

Abstract

A mathematical model is introduced in order to predict the flow characteristics of multiphase flow through an annulus. Flow patterns and frictional pressure losses estimated using the proposed model are compared with the experimental data of a wide range of liquid and gas flow rates recorded at a flow loop consisting of numerous circular pipes and annulus. The results showed that the model predictions for flow patterns and frictional pressure losses are reasonably accurate. Moreover, it is observed that geometry and liquid phase viscosity have a significant influence on flow pattern transitions and frictional pressure losses.     

油--水两相流流型研究

油－水两相流动是石油工业中十分普遍的现象。研究油－水混合液的流变行为和它在集输管路里的流动规律,准确预测它的摩擦压降,对于油田集输管路的设计有着重要意义。本文扼要介绍了近２０年来国内外有关油－水两相流动的研究成果,包括油－水两相流动的流型,流型转换、流型和压降的关系等方面的一些理论和实验研究,并对未来油－水两相流研究的方向提出了一些看法。     

基于高速摄像与多参数结合的油水两相流流型实验分析

通过在垂直小管径多相流实验装置上的实验,利用高速摄像机拍摄了油/水两相流多种流动状态下的高速摄像图片,对不同流量及不同含水率下拍摄的图片进行了流型划分。在垂直小管径实验装置上进行了差压传感器及阻抗传感器在油水两相流中的实验。差压传感器在油/水两相流中的实验结果体现了油/水两相流流型的变化规律,差压值出现波峰的含水率范围可确定为流型转换的过渡区域;阻抗含水率传感器在油/水两相流中的含水率测量下限可确定水为连续相范围。通过高速摄像与差压传感器及阻抗传感器相结合,综合分析得到了垂直小管径油水两相流流型图。     

稠油-水两相水平管流流型实验研究

以高粘度稠油和水为工质,将稠油和水先经搅拌罐混合,再由螺杆泵输送进入实验环道流程,在内径为25.4mm、长52m的水平钢质管道中,模拟了稠油油田现场情况。描述了实验流型,并命名了一种新的流型——Ew/o+D(Ew/o)/w间歇流流型,研究了稠油-水两相管流的压降及反相过程,重点探讨了混合流速对反相的影响。研究结果表明,随着混合流速的增大,反相有提前发生的趋势。在含水率为0.35-0.55时,混合流速的增大将直接引发反相。     

寄生管充气钻井环空多相流流动特性研究

针对寄生管充气钻井技术的特征,选用Hasan多相流计算模型,确定了井筒环空的流型和压降计算方法,给出了编程求解的计算流程。利用新疆某充气欠平衡井的数据进行计算,对井筒压力、流型变化、含气体积分数随注气量、钻井液排量、井口回压的变化规律进行了研究。在寄生管充气钻井的过程中,井筒环空压力随注气量的增大而减小,随钻井液排量的增大而增大,随井口回压的增大而增大。井筒环空中的含气体积分数随注气量的增大而增大,随钻井液排量的增大而减小,随井口回压的增大而减小。井筒环空中的流型转换点随注气量的增大而下移,随钻井液排量的增大而上移,随井口回压的增大而上移。     

油井多相垂直管流压降计算法的研究进展

探讨多相垂直管流压力降预测方法的应用发展概况.     

油套环空放空防止气井井筒生成水合物技术

基于气液两相流沿气井油管上升流动过程中质量和动量守恒及井筒传热机理,建立了压力和温度梯度耦合模型,并采用四阶龙格 库塔法数值求解。该模型中考虑了流体的焦耳 汤姆逊效应及环空介质和地层热物性沿井深的变化,分析了大牛地低渗低产D2-56气井环空介质换热系数和井筒总传热系数与套压的关系。计算结果表明：若井下安装封隔器,并将油套环空放空,可显著降低井筒总传热能力和油管内流体的热损失,提高油管内流体温度,可防止水合物在油管中生成。对于产量较高的气井,降低油套环空压力对防止水合物生成更具有实用性。     

油井多相垂直管流压降计算法的研究进展

探讨多相垂直管流压力降预测方法的应用发展概况。