國內石油大學(華東)現(xiàn)代遠程教育教學方針采油施工計劃“垂直管流實驗”實驗報告

1、*中國石油大學（華東）現(xiàn)代遠程教育采油工程實驗報告學生姓名：學號：年級專業(yè)層次：14春專升本（網(wǎng)絡春）學習中心：大港油田學習中心提交時間：2015年4月25日實驗名稱垂直管流實驗實驗形式在線模擬+現(xiàn)場實踐提交形式提交電子版實驗報告-、實驗目的(1)觀察垂直井筒中出現(xiàn)的各種流型，掌握流型判別方法;(2)驗證垂直井筒多相管流壓力分布計算模型；(3) 了解自噴及氣舉采油的舉升原理。二、實驗原理在許多情況下，當油井的井口壓力高于原油飽和壓力時， 井筒內流動著的是 單相液體。當自噴井的井底壓力低于飽和壓力時，則整個油管內部都是氣-液兩相流動。油井生產(chǎn)系統(tǒng)的總壓降大部分是用來克服混合物在油管中流動時的重力

2、 和摩擦損失，只有當氣液兩相的流速很高時(如環(huán)霧流型)，才考慮動能損失。在垂直井筒中，井底壓力大部分消耗在克服液柱重力上。在水平井水平段，重力損失也可以忽略。所以，總壓降的通式為：AP 總=+ % + AP4式中：錯誤!未找到引用源。重力壓降；錯誤!未找到引用源。一一摩擦壓降； 錯誤!未找到引用源。一一加速壓降。在流動過程中，混合物密度和摩擦力隨著氣-液體積比、流速及混合物流型 而變化。油井中可能出現(xiàn)的流型自下而上依次為：純油流、泡流、段塞流、環(huán)流 和霧流。除某些高產(chǎn)量凝析氣井和含水氣井外，一般油井都不會出現(xiàn)環(huán)流和霧流。本實驗以空氣和水作為實驗介質，用閥門控制井筒中的氣、水比例并通過儀表 測取

3、相應的流量和壓力數(shù)據(jù)，同時可以從透明的有機玻璃管中觀察相應的流型。三、實驗設備及材料儀器與設備：自噴井模擬器，空氣壓縮機，離心泵，秒表等;實驗介質：空氣，水。設備的流程（如圖1所示）圖1垂直管流實驗設備流程圖四、實驗步驟1 .檢查自噴井模擬器的閥門開關狀態(tài)， 保證所有閥門都關閉，檢查穩(wěn)壓罐的 液位（3/4液位）；2 .打開空氣壓縮機及供氣閥門；3 .打開離心泵向系統(tǒng)供液；4 .打開液路總閥，向穩(wěn)壓罐中供液，控制穩(wěn)壓罐減壓閥，保證罐內壓力不超 過 0.12MPa ;5 .待液面達到罐體3/4高度，關閉液路總閥，輕輕打開氣路總閥和氣路旁通 閥，向實驗管路供氣，保證氣路壓力不大于 0.5MPa ,穩(wěn)

4、壓罐壓力約為 0.8MPa；6 .輕輕打開液路旁通閥，向系統(tǒng)供液，待液面上升至井口時，可以改變氣液 閥門的相對大小，觀察井筒中出現(xiàn)的各種流型；7 .慢慢打開液路測試閥門和氣路測試閥門，然后關閉氣路旁通閥和液路旁通 閥，調節(jié)到所需流型，待流型穩(wěn)定后開始測量；8 .按下流量積算儀清零按鈕，同時啟動秒表計時，觀察井底流壓和氣體浮子 流量計的示數(shù)。當計時到10秒時，記錄井底流壓、氣體流量、液體累計 流量和所用時間；9 .改變不同的氣液流量，重復步驟 7到8記錄數(shù)據(jù)，一般取5組段塞流和5 組泡流數(shù)據(jù)點。10 .打開氣、液旁通閥，再關閉測試閥，關閉離心泵和空壓機，清理實驗裝 置，實驗結束。注意事項1 .不

5、要踩踏地面的各種管道；2 .操作自噴井模擬器時要注意穩(wěn)壓罐中的液位，不要打空或溢出;3 .觀察的浮子流量計和壓力表示數(shù)應讀取測量時間內的平均值；4 .浮子流量計的單位和流量積算儀的單位；5 .注意流量積算儀清零的操作方法。五、實驗報告處理過程和處理結果6 .簡述垂直井筒中各種流型的特征；答：油井中可能出現(xiàn)的流型自下而上依次為：純油流、泡流、段塞流、環(huán)流和霧流。各種流型的特征如下：(1)純油流：當井筒中的壓力高于飽和壓力時，沒有氣體從油中分離出來，油呈單相流動。(2)泡流：氣體是分散相，液體是連續(xù)相；氣體主要影響混合物的密度，對摩擦阻力的影 響不大；滑脫效應比較嚴重。(3)段塞流：氣體呈分散相，

6、液體呈連續(xù)相；一段氣一段液交替出現(xiàn)；氣體膨脹能得到較好的利用；滑脫損失變小，摩擦損失變大。(4)環(huán)流：在環(huán)流結構中，氣液兩相都是連續(xù)的，氣體的舉油作用主要是靠摩擦攜帶，滑 脫損失小，摩擦損失更大。(5)霧流：氣體是連續(xù)相，液體是分散相；氣體以很高的速度攜帶液滴噴出井口；氣、液 之間的相對運動速度很?。粴庀嗍钦麄€流動的控制因素。2.用奧齊思澤斯基方法判斷各實驗數(shù)據(jù)點所屬的流型并與實驗觀察到的現(xiàn)象相對比，至少列出一個實驗點的判別過程。表1原始數(shù)據(jù)記錄表序號Pwf / MPaPt/MPaPr/MPaQg/ L/hQl/LT/s流型10.0650.0170.0904500.809.81段塞流20.06

7、40.0240.0907000.7810.31段塞流30.0490.0060.0925000.2010.34段塞流40.0580.0170.0926500.1610.28段塞流50.0420.0120.0928000.2110.28段塞流60.0390.0060.0927500.2410.19段塞流70.0590.0270.0928500.1310.31段塞流80.0340.0080.0929500.2410.34段塞流D 30mmh 6.0m3g 1.29kg / m3L 1000kg/mvs 0.244m / s計算所需參數(shù):0.072mN/m 一 .一 八 n.450=L2 5 黑 10

8、-4m3/s以第1組數(shù)據(jù)為例說明數(shù)據(jù)處理過程:5一3600 乂 1000 3600 X 1000X IQ-3 T0.809.81X IO-3 = 815 X 10-5m3/+ % q目(1.25 + 0.815) X 10-4iuDV4nX 0.0374二 0.292m/0.7277 X d0.7277 X 0.292a1.071 = 1.071= -0.997 < 0.13取二 Qeqg + qL (1.25 + 0.815) X IO-4=0,605 > LB = 0.13=一 %1.25 X1000=二產(chǎn)=6.1C2n X 0.032/4v9.8 X 0.072 X 10一獷

9、_ qL0.915 X IOfU = 5D +36 Xijr： = 50+ 36 X 6.102 X = 193.23弋91.25 X IO-4由計算可知：%<L由以上計算可知滿足,即根據(jù)奧齊思澤斯基方法計算第1組數(shù)據(jù)可得該氣液流量下形成的流型為段塞流，實驗觀察現(xiàn)象也為段塞流，即可驗證奧齊思澤斯基方法的正確性。所有數(shù)據(jù)計算結果如卜表所示：表2數(shù)據(jù)處理結果表序 號qg/qtqtqgqiVtLb'LbLs否10.6050.0002070.0001250.00008150.292-0.9970.13193.236.10220.720.000270.0001940.00007570.38

10、-2.470.13183.019.5030.8780.00015830.0001390.00001930.224-0.1460.1383.926.78540.9210.0001960.0001810.00001560.28-0.800.1377.368.8250.9160.0002430.0002220.00002040.34-1.790.1385.9210.8560.8980.0002320.0002080.00002360.33-1.540.1391.4110.1770.9490.0002490.0002360.00001260.35-1.940.1372.1711.5380.9190.0002870.0002640.0