石大_采油工程_1垂直管流实验.doc

中国石油大学采油工程实验报告实验日期： 成绩： 班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者： 垂直管流实验一、实验目的 （1）观察垂直井筒中出现的各种流型，掌握流型判别方法； （2）验证垂直井筒多相管流压力分布计算模型； （3）了解自喷及气举采油的举升原理。 二、实验原理 在许多情况下，当油井的井口压力高于原油饱和压力时，井筒内流动着的是单相液体。当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管内部都是气-液两相流动。油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失，只有当气液两相的流速很高时（如环雾流型），才考虑动能损失。在垂直井筒中，井底压力大部分消耗在克服液柱重力上。在水平井水平段，重力损失也可以忽略。所以，总压降的通式为： p总=pa+pr+pa式中：pa重力压降；pr摩擦压降；pa加速压降。在流动过程中，混合物密度和摩擦力随着气-液体积比、流速及混合物流型而变化。油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。除某些高产量凝析气井和含水气井外，一般油井都不会出现环流和雾流。 本实验以空气和水作为实验介质，用阀门控制井筒中的气、水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的有机玻璃管中观察相应的流型。 三、数据处理 （1）基本参数：d=30mm h=6.0m g=1.29kg/m3 l=1000kg/m3 =0.072mn/m =4.57*10-5m s=0.244m/s（2）实验测得的数据：序号pwf/mpapt/mpapr/mpaqg/(m3/h)ql/lt/s流型10.0670.020.0815500.981042段塞流20.0620.0220.0806000.961029段塞流30.0640.0210.0796250.931062段塞流40.0630.020.0806500.910993段塞流50.0620.0210.0806500.891010段塞流60.0600.0130.0804750.771075段塞流70.0500.0080.0815000.281006段塞流80.0520.0070.0815000.261019段塞流90.0520.0070.0815000.261006段塞流100.0510.0080.0815500.271001段塞流110.0520.0070.0815500.271009段塞流120.0500.0080.0815750.271004段塞流130.0490.0080.0815750.280997段塞流140.0480.0070.0816000.270986段塞流150.0480.0080.0816000.281011段塞流160.0480.0080.0816250.341004段塞流170.0470.0090.0816250.361015段塞流180.0540.0130.0816500.591034段塞流190.0560.0160.0816750.711022段塞流200.0590.0170.0816750.781016段塞流（3）计算举例：以第12组数据为例：qg=q3600=0.5753600=1.60 10-4m3/sql=ql1010-3=0.271010-3=0.2710-4m3/sv1=qg+qlaf=(1.60+0.27) 10-44d2=(1.60+0.27) 10-440.032=0.2646m/sls=1.071-0.7277vl2d=1.071-0.72770.264620.03=-0.627ls=0.13vg=qgaf(lg)14=1.60 10-47.068 10-4(10009.80.07210-3)14=7.81ls=50+36vgqlqg=50+367.810.271.60=97.45由此可推出：qgqtls,vgls,根据流型判别方法（奥齐思泽斯基方法）计算第二组数据属于段塞流，实验观察现象也为段塞流，验证流型判别方法（奥齐思泽斯基方法）的正确性。四、注意事项（1）不要踩踏地面的各种管道；（2）操作自喷井模拟器时要注意稳压罐中的液位，不要打空或溢出；（3）观察的浮子流量计和压力表示数应读取测量时间内的平均值；（4）浮子流量计的单位和流量积算仪的单位；（5）注意流量积算仪的清零方法。五、思考题 简述垂直井筒中各种流型的特征答：（1）纯液流：当井筒压力大于饱和压力时，天然气溶解在原油中产液呈单相液流。（2）泡流：气体是分散相；液体是连续相；气体主要影响混合物的密度，对摩擦阻力的影响不大；滑脱效应比较严重。（3）段塞流：气体呈分散相，液体呈连续相；一段气一段液交替出现；气体膨胀能得到较好的利用；滑脱损失变小，摩擦损失变大。（4）环流：气