严重段塞流压力及持液率波动特性试验分析

利用中国石油大学(华东)自主设计的试验装置,对严重段塞流的压力及持液率波动特性进行了初步研究。在相同工况下,严重段塞流的发生范围随着管道下倾角的增大而稍微增大;严重段塞流的发生严格受到气、液相流量大小的限制,只有在气、液两相流量都较小的工况下,严重段塞流才会发生;稳定流态(即试验数据采集过程中气、液相流量保持恒定不变的状态)下,严重段塞流的压力及持液率波动呈周期性变化,压力波动幅度是未发生严重段塞流现象时的数倍,持液率波动幅度也明显比未发生严重段塞流现象时大。     

基于大数据分析的段塞流持液率预测模型

为了解决气液两相段塞流的持液率问题,在大数据分析的基础上,改进传统模型,建立了一种新的预测段塞流持液率模型.该模型适用的倾角范围为0°～90°,并利用软件编程实现在各种特性条件下气液两相段塞流持液率的预测.为了对新模型进行准确性与可行性分析,选取了Beggs-Brill和Lockhart-Martinelli两种传统模...     

水平管段塞流持液率的试验统计分析

对水平管段塞流持液率进行了试验研究。通过对试验结果的统计分析可以得出:①可以利用段塞流持液率的波动情况来确定液塞频率。②在段塞流动中,当气相折算速度和液相折算速度相差不大时,持液率概率密度函数呈双峰分布;当液相折算速度不变时,随着气相折算速度的增大,持液率概率密度函数第2峰值逐渐减小,直至消失而变为单峰分布;利用这一特征可初步确定段塞流动中气、液相流量相对大小。③折算速度的变化会引起液塞持液率的变化,液塞持液率随气相折算速度的增大而减小,随液相折算速度的增大而增大。     

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。     

低气液比携液临界流量的确定方法

针对低气液比的气井携液情况，以Hogedarn和Brown井简压力计算方法为基础，定义了理论和实际持液率，建立确定低气液比携液临界流量的原则和计算公式，对携液临界流量影响因素的讨论及井底压力的分析表明：为了保持正常携液，不仅需要一定的产气量，而且必须具备相当高的气层压力。现场实例分析表明，该方法计算结果与气井实际生产情况相吻合。图1表6参9。     

水平与微倾斜两相段塞流中持液率计算新方法

一种新的计算水平管与小角度倾斜管中段塞流持液率经验关系式 ,该关系式是混合物速度、液体粘度和倾斜管倾角的函数。该经验式是基于水平管流中 316个测试数据和倾斜管流中 10 7个数据点而提出的 ,倾斜管流倾角 (以水平面为准 )的变化范围为 - 10℃～ 9℃。根据现有的测试数据和其它方面的数据进行检验 ,结果表明新经验公式比现有计算水平和倾斜段塞流的模型具有较大的改进     

气井零液流量可视化试验研究

零液流量气提流动是产水气井中一类独特的持液流动现象,是油管中由于微量液体长时间逐渐地积存形成了液柱,而气体流速又不足以将液体带出井筒所致,表现为井筒中存在2相流气提区,而井口处的液体流量为零。该现象气液2相流动滑脱损率为100%。其现场意义在于它相当于积液气井气举排水过程中始喷点的概念。给出该流动现象的压降和持液率计算数学模型,并设计建立总高为16ITI、内径040mm的可视化试验台架模拟该物理现象。试验采用先进测试手段采集得到其流型图片以及压降、井口压力、注气量、持液率等数据。通过理论计算与试验数据对比,验证该理论模型的正确性;给出算例,模拟计算实际气井零液流量气提流动和无滑脱气液2相流动,从而得出规律性认识。该研究成果对于指导严重积液气井气举排水采气设计以及优化注气量有积极的意义。     

湿气管线中的持液率

为探索湿气管线中的持液率,进行了一项两相流动的实验研究。采用给直径为77.93mm水平管道通球,然后,计量其排出液体积的方法来测取持液率数据。本实验使用了三种不同的两相混合物。把持液率数据与若干预测方法的预测值进行了比较,并对分离流动的力学模型进行了评价。结果表明,没有一种方法能够精确地预测在低持液率区的持液率。本文提出了两个新的水平管线持液率相关式。其中,第一个适于持液率为0～0.35的湿气管线;第二个适于持液率为 0～1.0的任何水平管线。     

预测气体-幂律液体水平段塞流的持液率

对水平管中气体－非牛顿幕律液体两相流动的持液率进行了研究，给出的段塞流持液率计算式与实验结果吻合较好。     

基于SOA优化LSSVM的气液两相流持液率预测

为准确预测气液两相流持液率,在筛选前人实验研究结果的基础上,采用海鸥算法(SOA)优化最小二乘向量机(LSSVM)模型对气液两相流持液率进行预测,并将预测结果引入Beggs-Brill压降计算模型,形成改进压降模型,用于现场验证。结果表明,与传统经验模型相比,SOA-LSSVM模型考虑的影响因素更加全面,实际值与实验值偏差较小,模型的均方误差(MSE)较传统经验模型缩小了85倍,R²提高了0.138;与其余机器学习模型相比,计算精度和收敛速度均有明显提升,证明了该模型在预测持液率方面的优越性;根据现场情况,利用管道沿程压力和低点排液量验证了改进压降模型的准确性。研究结果极大扩展了持液率模型的计算精度和适用范围。     

低含液率混输管路气量变化过程压力特性实验

在大型混输实验管道上进行了大量的气量变化的瞬态实验,详细分析了低含液率混输管路中气量瞬变时的压力变化特性,证实气量瞬变过程管道内压力会出现过增和过降现象。为了研究压力过增的特性,首次提出压力过增比的概念,并分析了其变化规律。选择液相雷诺数、欧拉数等9个控制气液两相管流的无量纲数进行灰色关联分析,确定出各个无量纲数对压力过增比的影响程度,并选择影响最大的3个因素,即气相折算速度准数增加值(ΔNgw)、气相折算速度准数(Ngw)以及液相折算速度准数(Nlw),回归了气量增加过程压力过增比的计算关系式,该实验具有一定的理论研究价值。     

油气混输管流中压降和持液率的影响因素分析

压降和持液率的计算在多相管流工艺计算中占有重要的地位，一般说来，影响压降的主要因素有温度、管径、管路粗糙度、气液相流量等；影响持液率的因素主要有压力、管径、气液相流量等。针对低粘油品用不同的计算模型，编制了计算压降和持液率的软件并进行了计算，结合具体的算例对压降和持液率的影响因素进行了分析。     

大斜度井中气液两相段塞流动力学模型分析

水平井及大斜度井中气液两相的流型变得复杂,对角度变化更为敏感,致使在直井中建立的相关测井解释模型已经不能解决其流动剖面解释问题。针对大斜度井中气水两相流常见的段塞流,从管流动力学特性出发,建立了气液段塞流动力学模型,在多相流动环路模拟实验资料分析的基础上对该理论模型进行了正反演计算。采用该模型预测了多相流动环路模拟实验环境下的持水率和水相表观速度,与实验数据进行了对比分析。计算结果与实验很好地吻合,持水率理论预测值平均相对误差为6.831 3%,总流量越大误差越小;水相表观速度理论预测值平均相对误差为13.855 1%,角度越大误差越小。     

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。     

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.     

水平多相流的流态和持液率

管道中持液率和多相流态对于地面设备的压降计算和设计是非常重要的。要预测持液率 ,首先必须确定流态。所开发的两组人工智能网络模型 (ANN)用以确定水平多相流的流态和计算持液率。     

GLS-MALR中的气含率和循环液速

 在1个四流道的气-液-固三相多室气升式环流反应器（MALR）中,以空气-水-K 树脂为体系,考察了气体表观速率、固体装载量对气含率和循环液速的影响。结果表明,上升室的气含率随着该室气体表观速率的增加而增加,而随着另一上升室气体表观速率的增加而略有降低;下降室的气含率随着该室气体表观速率的增大而略有增加;上升室和下降室的气含率均随固体装载量的增加而降低;循环液速随着上升室气体表观速率的增加而增加,而随着固体装载量的增加而降低。在鼓泡流下,用关联式法建立了上升室的气含率模型;根据动量平衡原理建立了循环液速模型。气含率和循环液速的计算值和实验值的平均相对误差分别为±5.755%和±9.362%。     

气井临界携液流量的计算方法

在气藏开发中,气井井底的液量若不能及时排出,就会在井底聚集,将会形成积液,严重时造成水淹停产,因此,预测气井积液很重要。目前现场主要应用Turner模型进行气井临界携液流量的计算,但有一定的局限性。在实际生产现场,每口井的生产条件是不一样的,因此在计算气井临界携液流量时应先结合拽力系数G的全域拟合关联式计算出液滴的拽力系数,采用与Turner液滴模型相同的力学分析方法,得到了针对不同生产井的临界携液流量的计算公式。通过实例的计算分析,其预测结果较符合实际生产。     

Predicting on Distribution of Temperature,Pressure, Velocity,and Density of Gas Liquid Two-phase Transient Flow in High Temperature-High Pressure Wells

The authors present a predicting model concerning pressure, temperature, density, and velocity of gas liquid two-phase transient flow in high-temperature–high-pressure wells, according to mass, momentum, and energy balances. The finite difference method is used to solve the model. A high-temperature–high-pressure gas well (6,115 m deep) in Sichuan Province of China is used to check the efficiency of the proposed model and the algorithms.     

液膜区气液界面形状对水平管段塞流压降计算的影响

采用了FLAT、ARS以及MARS三种界面形状模型计算了水平管段塞流的压力梯度,并在内径为80mm的大型实验环道上进行了实验。结果表明,假设气液界面为平面的FLAT模型预测结果偏低;ARS模型预测结果在气相流速较低时偏低,在气相流速较高时偏高;而MARS模型在整个实验范围内与实验结果吻合得较好。对于水平管段塞流,在气相流速较高时推荐采用MARS界面模型进行相关参数计算。