《采油工程》年秋學(xué)期在線作業(yè)(三))—實驗分析報告

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1、 《采油工程》年秋學(xué)期在線作業(yè) ( 三)) —實驗報告

2、 ———————————————————————————————— 作者： ———————————————————————————————— 日期： 2 中國石油大學(xué)（華東）現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育 采油工程 實驗報告 學(xué)生姓名： --- 學(xué)號： --- 年級專

3、業(yè)層次： --- 學(xué)習(xí)中心： --- 3 提交時間： 2017 年 -- 月 -- 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 一、實驗?zāi)康? （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。

4、 二、實驗原理 在許多情況下， 當(dāng)油井的井口壓力高于原油飽和壓力時， 井筒內(nèi)流動著的是 單相液體。當(dāng)自噴井的井底壓力低于飽和壓力時，則整個油管內(nèi)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和摩擦損失，只有當(dāng)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： 式中： ——重力壓降； ——摩擦壓降； ——加速壓降。 在流動過程

5、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。 4 本實驗以空氣和水作為實驗介質(zhì)，用閥門控制井筒中的氣、水比例并通過儀表 測取相應(yīng)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(yīng)的流型。 三、實驗設(shè)備及材料 儀

6、器與設(shè)備：自噴井模擬器，空氣壓縮機，離心泵，秒表等； 實驗介質(zhì)：空氣，水。 5 四、實驗步驟 1. 檢查自噴井模擬器的閥門開關(guān)狀態(tài)， 保證所有閥門都關(guān)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

7、罐中供液， 控制穩(wěn)壓罐減壓閥， 保證罐內(nèi)壓力不超過 0.12MPa ； 5. 待液面達(dá)到罐體 3/4 高度，關(guān)閉液路總閥， 輕輕打開氣路總閥和氣路旁通閥，向?qū)嶒灩苈饭?，保證氣路壓力不大于 0.5MPa ，穩(wěn)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(guān)閉氣路旁通閥和液路旁通閥，調(diào)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(dāng)計時到

8、 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(fù)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(guān)閉測試閥，關(guān)閉離心泵和空壓機，清理實驗裝置，實驗結(jié)束。 6 五、實驗報告處理過程和處理結(jié)果 1.簡述垂直井筒中各種流型的特征；

9、 答： （1 ）純液流：當(dāng)井筒壓力大于飽和壓力時，天然氣溶解在原油中產(chǎn)液呈單相液流。 （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(yīng)比較嚴(yán)重。 （3 ）段塞流：氣體呈分散相，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：氣液兩相都是連續(xù)相；氣體舉油作用主要是靠摩擦攜帶；滑脫損失變小，摩擦損失變大。 （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

10、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。 原始數(shù)據(jù)記錄表 序號 Pwf / MPa P / MPa P / MPa Qg / L / h 流 L t r Q / L 型 1 0.059 0.005 0.080 80 0.11 10 泡 流 2 0.058 0.005

11、 0.081 80 0.10 10 泡 流 3 0.058 0.005 0.081 80 0.10 10 泡 流 4 0.058 0.005 0.082 90 0.11 10 泡 流 5 0.057 0.005 0.081 90 0.11 10 段 塞 流 6 0.034 0.003

12、 0.083 440 0.23 10 段 塞 流 7 0.033 0.003 0.080 460 0.23 10 段 塞 流 8 0.033 0.003 0.080 480 0.24 10 段 7 塞 流 9 0.032 0.003 0.082

13、 500 0.24 10 段 塞 流 10 0.031 0.003 0.080 530 0.25 10 段 塞 流 11 0.030 0.003 0.080 570 0.25 10 段 塞 流 以第 6 組數(shù)據(jù)為例： qg Q 0.440 1.222 10 4 m3 / s 3600 3600 QL 10 3 0

14、.23 10 3 0.23 10 4 m 3 / s ql 10 10 vt qg ql (1.222 0.23) 10 4 (1.222 0.23) 10 4 AF D 2 0.032 0.205m / s 4 4 LB 0.7277v 2 t 0.7277 0.205 2 1.071 1.071 0.03 0.052 0.13 D 取 LB

15、=0.13 qg qg 1.222 10 4 0.842 LB =0.13 qt qg ql (1.222 0.23) 10 4 vg qg ( 1 1.222 10 4 1000 1 l ) 4 4 ( 10 3 ) 4 5.965 Af g 7.068 10 9.8 0.072 LS50 36 vg ql 50 36 5.965 0.23 10 qg 1.222 10  4 4

16、90.418 8 則 vg LS qg 由此可推出： LB , vg L S ,根據(jù)流型判別方法 （奧齊思澤斯基方法） 計算第 qt 6 組數(shù)據(jù)屬于段塞流，實驗觀察現(xiàn)象也為段塞流，驗證流型判別方法（奧齊思澤斯基方法）的正確性。 9