采油工程第2章气液两相管流.ppt

b.摩阻梯度 泡流中气体以小气泡分布于液体中，靠近管壁主要是液体。其摩阻压力梯度按液相计算。 紊流（Re2300） 层流（Re≤2300） 泡流一般为层流。 （泡流条件下动能项忽略） 2.段塞流 a.混合物密度 液体分布系数Co由连续液相的类型及混合物速度分别选用相应的公式 1－86d 1－86c 1－86b 1－86a Co计算公式 3.048 油 3.048 3.048 3.048 vm，m/s 油 水 水 连续液相 vb计算方法一 迭代计算 vb计算方法二 当Reb≤3000时 当3000 Reb 8000时 当Reb ≥8000时 b.摩阻梯度 （段塞流条件下动能项可忽略） 3.雾状流 a.混合物密度 雾状流一般发生在高气液比、高流速条件下，液相以小液滴形式分散在气柱中呈雾状，这种高速气流携液能力强，其滑脱速度甚小，一般可忽略不计。 b.摩阻梯度 气相雷诺数 液膜相对粗糙度 确定e/D 根据无因次韦伯系数选择公式。 当Nw≤0.05时 当Nw0.05时 液膜的相对粗糙度，取0.001－0.5 动能项 视气体流动过程中发生等温膨胀。 根据气体定律，动能变化可表示为： 总压降梯度： 4．过渡流 用段塞流和雾流计算后内插。 段塞流 雾流 解：（1）以井口或井底为起点(由已知压力位置定) 起始点：井口压力p1 = pwh，T1=Twh，H1=0 （2）选择计算区间长度:ΔH一般取50～100m 选取计算区间长度： ΔH=100m （3）假设这一区间的压降值ΔP(由经验定) 假设深度ΔH对应的压力增量ΔP=0.6MPa 补充：井深H：2500m，井底温度100℃（或温度剃度ΔT 3℃/100m），求井底压力。 ℃/100m 例1-6某不含水自喷井产油量Qo为38m3/d，产气量Qg为2027.4 m3/d，原油和天然气的相对密度分别为0.85和0.65，原油饱和压力8.66MPa，油压2.352MPa（表压）井口温度Twh为25℃，油管内径62mm。试用Orkiszewski 方法计算井口压力梯度。 （4）计算出区间的平均温度和平均压力Pav,Tav Pav= P1+ ΔP/2 Tav=T1+ ΔT×ΔH/2 （5）确定Pav和Tav下的物性参数 计算Rs、Bo、μo、σo、Zg、 μg、Bg等 （6）判断流态 计算 NGV、LB、LS、LM、qG/qm等，利用表1-6判断流态 （7） 计算dp/dh和ΔP′ 根据流态计算 ρm 、f等，计算dp/dh 则： ΔP′= dp/dh×ΔH （8） 比较ΔP′与ΔP,若相差超过误差限,以ΔP?代替ΔP返回到（4）重新计算到第8步。 如果 ，则进行下一段计算: P1 = P1 + ΔP ,H1= H1 +ΔH,T1=T1+ ΔT×ΔH 直至井底。 也可以选择假设压降值ΔP,来计算区间ΔH, 比较ΔH与ΔH的方法。 二、倾斜（水平）管两相流计算方法 Mukherjee 和 Brill（1985） 实验装置：内径38mm的倒U形倾斜管，中部可以升降，可与水平方向在0～±90°范围内变化 实验介质：空气+煤油或润滑油 温度：-7.8~55.6℃ 29 2 μ，mPas 849 817 ρ，kg/m3 35 26 σ，mN/m 润滑油 煤油 根据所测得的1500个实验数据，通过回归分析，提出了倾斜管气液两相流的持液率及摩阻系数经验公式。适于垂直井、斜直井、定向井和水平井的两相管流压力计算。 Mukherjee 和 Brill（1985） 对比： 与水平方向的夹角（ 0～+90o ） a. 持液率 0.393952 0.504887 0.288657 c6 0.371771 0.079951 0.4775686 c5 15.519214 56.262268 2.343227 c4 0.551627 4.171584 -0.119788 c3 0.789805 4.808139 0.129875 c2 -0.516644 -1.33082 -0.380113 c1 系 数 值 其它 分层流 所有 流型 向 下 流 向上和水平流 流向 无因次液相粘度 无因次液相速度 无因次气相速度 若 则为环流，否则为泡流–段塞流。 条件：向上或水平（水平井段）流动 分泡流–段塞流和环流，判别式为 b. 确定摩阻系数 泡流–段塞流 无滑脱！ ns fm为相对持液率HR和无滑脱摩阻系数fns 的函数 确定步骤： (1) 计算相对持液率 HR