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单相液流与井筒气液两相流动的比较
编辑:连云港市吉鑫机械设备有限公司   发布时间:2020-06-20

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。其流规律与普通水力学中单相液体的流动规律完全相同。

  原油从油层流到井底后具有的压力(简称流压),既是油藏流体油流到井底后的剩余压力,同时又是沿井筒向上流动的动力。如果流压足够高,在平衡了相当于井深的静液柱压力和克服流动阻力之后,在井口尚有一定的剩余压力(称油管压力),则原油将通过油管和地面管线流到计量站。

  单相管流的能量来自液体的压力(井底流压),其能量消耗与克服重力及摩擦阻力。在单相水平管中没有克服液柱重力的能量消耗:而在井筒中,井底压力大部分消耗的克服液柱重力上。

  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。当井底压力高于饱和压力而井口压力低于饱和压力时,油流上升过程中其压力低于饱和压力后,油中溶解的天然气开始从油中分离出来,油管中便由单相液流变为气-液两相流动。液流中增加了气相之后,其流动形态(流型)与单相垂直管流有很大差别,流动过程中的能量供给和消耗关系要复杂得多。油气上升过程中,气体膨胀能是一个很重要的方面。一些溶解气驱油藏的自喷井,流压很低,主要是靠气体膨胀能来维持油井自喷。气举井则主要是依靠从地面供给的高压气来举升液体。

  实践表明,并非所有的气体膨胀能量都可以有效地举油,它取决于气体在举升系统中作功的条件,如油气在油管中气液的分布状态及流速。油气在流动过程中的分布状态不同,气体膨胀举油的条件不同,其流动规律也不相同。

  在单相管流中,由于液体压缩性很小,各个断面的体积流量和流速相同。在多相管流中,沿井筒自下而上随着压力不断降低,气体不断从油气中分开和膨胀,使混合物的体积流量和流速不断增大,而混合物密度则不断减小。

  多相垂直管流的压力损失除重力和摩擦阻力外,还有由于气流速度增加所引起的动能变化造成的损失。另外,在流动过程中,混合物密度和摩擦力沿程随气-液体积比、流速及混合物流动结构而变化。

 

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