中国石油大学（华东）现代远程教育

采油工程实验报告

学生姓名：李志金

学号：12452380079

年级专业层次：1209油气开采技术

学习中心：志丹县职业技术教育中心

提交时间：2014   年  6  月  23  日

第二篇：垂直管流

垂直管流

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：

式中：——重力压降；——摩擦压降；——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、实验数据 

1、基本参数：

D=30mm     h=6.0m     ρ_g=1.29kg/m³     ρ_L=1000kg/m³  

σ=0.072mN/m     ε=4.57*10^-5m     νs=0.244m/s

2、实验测得的数据：

四、数据处理（需列出详细计算过程）

计算举例：

以第3组数据为例：

q_g = Q/3600×10^-3 = 0.650/3600 = 1.8055×10^-4 m³/s

q_l = ∑Q_L /10 ×10^-3 = 0.41/10×10^-3 =0.41×10^-4 m³/s

v_l = ( q_g + q_l ) / A_f = ( 1.8055 + 0.41 ) ×10^-4/( ×0.03²/4 ) = 0.3134 m/s

Ls = 1.071 – 0.7277 v_l² /D = 1.071 – 0.7277×0.3134² / 0.03 = -1.3115 ＜0.13

取=0.13

q_g/q_t = q_g / (q_g+q_l) = 1.8055×10^-4 /(1.8055×10^-4 +0.41×10^-4 ) = 0.8149＞=0.13

V_g = q_g/A_f （ρ_L / ( g×σ )）^1/4  = 1.8055×10^-4 / (7.0686×10^-4 ) ×(1000/(9.8×0.072×10^-3 )) ^1/4 = 8.8130

= 50+36V_g ×q_l/q_g = 50+36×8.8130×0.41/1.8055 = 122.0465

由此可推出：,根据流型判别方法（奥齐思泽斯基方法）计算第三组数据属于段塞流，实验观察现象也为段塞流，验证了流型判别方法（奥齐思泽斯基方法）的正确性。

五、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。

六、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：气液两相都是连续相；气体举油作用主要是靠摩擦携带；滑脱损失变小，摩擦损失变大。

（5）雾流：气体是连续相，液体是分散相；气体以很高的速度携带液滴喷出井口；气、液之间的相对运动速度很小；气相是整个流动的控制因素。

七、实验总结

通过本次试验对垂直管流进行了进一步的了解，学会了垂直管流的测量方法，了解了垂直管流的流态及其变化，掌握流型判别方法,对采油理论知识进行了实践学习，对以后的学习生活有很大的帮助。最后，谢谢老师的指导！