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1、
《采油工程》年秋學(xué)期在線作業(yè)
( 三)) —實(shí)驗(yàn)報(bào)告
2、
———————————————————————————————— 作者:
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2
中國石油大學(xué)(華東)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育
采油工程 實(shí)驗(yàn)報(bào)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(shí)間: 2017 年 -- 月 -- 日
實(shí)驗(yàn)名稱 垂直管流實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)形式 在線模擬 +現(xiàn)場實(shí)踐
提交形式 提交電子版實(shí)驗(yàn)報(bào)告
一、實(shí)驗(yàn)?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(yàn)證垂直井筒多相管流壓力分布計(jì)算模型;
(3 )了解自噴及氣舉采油的舉升原理。
4、
二、實(shí)驗(yàn)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(shí), 井筒內(nèi)流動(dòng)著的是
單相液體。當(dāng)自噴井的井底壓力低于飽和壓力時(shí),則整個(gè)油管內(nèi)部都是氣 - 液兩相流動(dòng)。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(dòng)時(shí)的重力和摩擦損失,只有當(dāng)氣液兩相的流速很高時(shí)(如環(huán)霧流型),才考慮動(dòng)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(dòng)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(huì)出現(xiàn)環(huán)流和霧流。
4
本實(shí)驗(yàn)以空氣和水作為實(shí)驗(yàn)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(shí)可以從透明的有機(jī)玻璃管中觀察相應(yīng)的流型。
三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料
儀
6、器與設(shè)備:自噴井模擬器,空氣壓縮機(jī),離心泵,秒表等;
實(shí)驗(yàn)介質(zhì):空氣,水。
5
四、實(shí)驗(yàn)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(jī)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?yàn)管路供氣,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(shí), 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(shí)啟動(dòng)秒表計(jì)時(shí), 觀察井底流壓和氣體浮子流量計(jì)的示數(shù)。當(dāng)計(jì)時(shí)到
8、 10 秒時(shí),記錄井底流壓、氣體流量、液體累計(jì)流量和所用時(shí)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(diǎn)。
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(jī),清理實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)結(jié)束。
6
五、實(shí)驗(yàn)報(bào)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(shí),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(yùn)動(dòng)速度很??;氣相是整個(gè)流動(dòng)的控制因
10、素。
2.用奧齊思澤斯基方法判斷各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)所屬的流型并與實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象相對比, 至少列出一個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)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(jì)算第 qt
6 組數(shù)據(jù)屬于段塞流,實(shí)驗(yàn)觀察現(xiàn)象也為段塞流,驗(yàn)證流型判別方法(奧齊思澤斯基方法)的正確性。
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