油气水三相的流动型态的研究进展

合集下载

油气水多相不分离计量研究

油气水多相不分离计量研究
的油井 计 量方 式 已无 法满 足 生产 需 要 。
东 部 许多 油 田处于开 采 的 中晚期 ,含水 率 高达
9 % 以上 。为适 应 东部 油 田开采 开发 的需 求 ,必 须 0

针对 油井 采 出液高 含水 的特 点研 制 相应 的多 相 流量 计 。为此 提 出气 液 计量模 型 ,并 在计 量 装置 上进 行
接 在一 起 进行 静 电接 地 ,消 除静 电引燃 的危 险 ,确
保 反应 釜 安全 运行 。另外 ,系统 配管 时将 接 近反应 釜 的水 平 管段使 用 黄铜 管 ,促使 降凝 剂 的静 电荷 彻
底 泄露 。
隔油气 的投 料 装 置—— 重 缍 式 防 静 电 隔气 投 料 装 置 。该 装 置密封 壳体 侧端 法 兰与 进料 相 连 ,降凝 剂 颗 粒 以高 速 进 入 壳 体 后 首 先 碰 撞 至 铜 质 上 释 放 静 电 ,壳 体上 下部 分靠 锥 帽控制 开 与关 ,锥 帽上 部保 持 约 10 m 的垂直 高度 存 储 降 凝 剂 ,同时 计 人锥 5 m 帽上 下 两部 分的 压力 差值 。此 时上 部 的垂直 重 力 与
积位 升 高时 ,上 部 的垂 直 重 力 大 于重 锤 及 杠 杆 力 , 锥 帽处在 开状 态 ,降凝 剂 落入 反应 釜 中 。上 部 的垂 直重 力越 大 ,锥 帽打开 的 开度 也越 大 ,上部 的垂直
重力 与锥 帽 打开 的开度 成正 比。锥 帽 、顶杆 及 套筒
品禁 止在 该 系统 中使 用 。
( ) 进 入投 料 斗 的 降 凝 剂 若 有 结 块 现 象 ,应 2
将结 快捏 散 。
在 同一条 中心 线上 。降 凝剂 排 空后 锥 型 阀帽受 杠杆

水平管道油-气-水三相流动流型试验研究

水平管道油-气-水三相流动流型试验研究

水 平管 道 油一 水 三相 流 动 流 型试 验 研 究 气一
赵京梅 ,宫 敬 ,于 达 ( 石油大学 ( 京)石油 中国 北 天然气工 程学院, 北京124) 029
[ 摘要]在 气相 折算速度 0 5 S s . ~l m/ 、液相折算速度 0 0 ~0 5 s的试验条 件下 ,利 用管径 为 2 . m . 5 . m/ 5 7m
[ 收稿日期]2 0 — 3 1 06 0 — 2 [ 基金 项目]中国石油天然气集团公司石油科技中青年创新基金项目 (0 2c -1 。 2 0 一 x z ) [ 作者简介 ]赵京梅 ( 9 4 ) 1 7 一 .女 。1 9 年大学毕业 。博士生 。主要从事多相流方面的研究工作。 96
的水 平 管 道 ,进 行 了含 水 率分 别 为 1 ,2 ,4 ,5 和 7 的 油一 O O O 5 O 气一 三 相 流 动 流 型 试 验 研 究 。 水 观 察 到 油 基 / 离/ 塞 流 型 、 油 基/ 散 / 塞 流 型 、油 基 / 散 / 状 流 型 、 水 基 / 离/ 塞 流 型 、水 基 / 分 段 分 段 分 环 分 段
体 的流动形 态 ,对于设 计 、运 行 和安全 至 关重要 。但 到 目前 为止 ,多相 混输 管 路 中到底 有 多少种 流型 尚 未定 论 ,不同 的研究 者有 不 同 的见解 。为 了进 一步研 究三 相 流动流 型 ,使用 了 较高 粘度 的油 品 ,油水混 合物 在搅 拌罐 中搅拌 均 匀后再 进 入环 道 ,从而 在一 定程 度上模 拟油 田现 场情 况 ,使试 验 结果 更具有 实 际
流动 。
Ac g z | 流 型 的划分 与 S a eb r i o 等[ 对 k tp leg等类 似 ,但 在 试 验 中 也仅 观察 到 了 1 流 型 :油基 分 散 0种 塞 状 流 、油基 分 散段塞 流 、油 基分 散 分层/ 波浪 流 、油基分 离分 层/ 浪 流 、油基 分 离波状 分层 环流 、油 波 基 分 离/ 散分层 环 流 ,水 基 分散 段塞 流 、水基 分散 分层/ 分 波浪 流 、水 基 分离 / 散初 期分 层一 状流 以及 分 环

高效油气水三相分离器在油田中的应用

高效油气水三相分离器在油田中的应用

高效油气水三相分离器在油田中的应用高效油气水三相分离器(也称为三相分离器或三相旋流器)是一种在油田中广泛应用的设备,用于将油井产出的混合液体(包括原油、天然气和水)进行有效地分离和处理。

这种设备具有高效、节能、可靠的特点,在提高石油开采效率和降低生产成本方面具有重要意义。

下面将从三个方面介绍高效油气水三相分离器在油田中的应用。

一、原理及结构高效油气水三相分离器主要基于多相流旋流原理,通过采用特殊结构的分离器内部装置,将混合液体进行快速离心分离。

分离器内部通常由入口管、旋流器、分离室、出口管和底部排液管等组成。

当混合液体进入分离器后,通过入口管进入旋流器,在旋流器内形成涡流,使得液体发生离心分离。

由于原油密度较大,会沉积在分离器的底部,形成一层沉积物。

而天然气由于密度较小,会在分离器的中心部分上升,最终通过出口管排出。

水在中间位置,沉降在原油底部,并通过底部排液管排出。

二、应用领域1. 油田采油:高效油气水三相分离器的首要应用领域是油田的采油过程。

在油井产出时,原油会与天然气和水混合在一起,三相分离器可以将这三种物质有效地分离开来,保证原油的纯度,减少水和气体的占比,提高原油的产量和质量。

通过分离器的连续运行,可以减少沉积物对生产设备和管道的损害,延长设备的使用寿命。

2. 天然气处理:三相分离器也广泛应用于天然气处理过程中。

在天然气采集和输送过程中,常常伴随着水和油的混合液体。

通过使用高效油气水三相分离器,可以将这些混合液体进行有效分离,提高天然气的纯度和生产效率。

三相分离器还能很好地控制工艺流程中的冲击和液位波动,保护后续设备的正常运行。

3. 污水处理:高效油气水三相分离器也可应用于污水处理领域。

在石油开采和化工工业中,常常产生大量的含油废水。

通过使用三相分离器,可以将其中的原油和其他固体杂质有效地分离,减少水中的污染物含量,提高废水处理效率,达到环保要求。

三、优势和前景1. 高效节能:相较于传统的物理化学分离方法,高效油气水三相分离器具有分离效率高、设备体积小、能耗低的特点。

气液两相流流型研究进展答辩

气液两相流流型研究进展答辩

1956年,Sobocinski在水平透明管中研究了油气水三相流,发现在低流量下三相分层流动,而在高流量狭隘出现了分散流动,因而提出了划分三相流型的观点。

1970年,schlichting利用现场管线研究油气水三相流,修正了Lockhart & Martinelli计算方法。

1972年,Bocharov等发表了油、水、天然气三相流动的现场试验结果,指出油水乳状液反相时,管线压降达到最大值。

1974年,Guzhouv等将油气水三相流现场实验结果与两相流加以比较后指出:把稳定油水乳状液的性质用于三相混合物的液相是不合适的。

1991年,德国汉诺威大学的Stapelberg等学者采用对比法,对流型进行了研究。

1992年,美国Rensslaer工业研究院的Acikgoz等学者发表了油气水三相流型的研究成果。

1993-1996年,美国Ohio大学的Jepson、Lee等学者发表了油气水三相流的研究结果,包括流型、压降、分层流的液膜厚度和段塞流频率等研究内容。

1995年,著名学者Taitel、Bernea和Brill等将气液两相流的Taitel-Dukler(1976)流型划分法推广到油气水的三相流动,得到了判别分层流向其他流型转变的方法,并发现在较低气体流速下与试验吻合较好。

同时指出在给定的气体流量下,分层流向其他流型转变时与液面高度直接相关,所以当黏度较高的油品在液相中的流量比增加时,液面高度会上升,分层流将在较低液体流量下发生转变,其区域缩小。

因此,油水流量比对流型的变化有重要影响。

1997年,Hewitt等在高压多相流设备上进行了三相流实验,研究了流型、压降和相分率。

Acikgoz流型划分:实验在恒温(26±0.5℃)下进行,管径为19mm,管长为5.78m,其中流动发展段为2.93m,试验段为1.83m。

选择类似北海原油的矿物油做油相,25℃时其粘度为116.4mPa·s,密度为864kg/m3 。

大管径水平管油气水三相流流型试验研究

大管径水平管油气水三相流流型试验研究
石 油 天 然 气 学 报 ( 汉 石 油学 院 学 报 ) 21 年 8 江 00 月 第3卷 第4 2 期 Junl f ia dG s eh ooy (. P) A g21 V 1 2 N . ora o l n a c n l O T g JJ I u.00 o 3 o4 .
生产井 筒 中的流型识 别 。随着室 内多相流 模拟试 验技 术 的进 步 ,该研 究采 用实 际生产 测井 仪器 在大管 径 中进行 了水平 管油气 水三 相流流 动模 拟试 验 ,从 相似 理论 方 面来说 ,该模 拟试 验条件 与实 际水平 井井 下 环境 更相 近 。通 过试验 过程 中流 动现 象观 测和 电容 阵列仪测 井 响应信 息分析 ,对 大管 径水平 管 油气水 三 相 流的流 型进行 了分类 和数 值模 拟等研 究 。
[ 收稿 日期 ] 2 1 0 0 0— 4—2 0
[ 基金项目]中国石油 十一五 后三年测井科技项目 ( 0 8 2 0 ) 2 0 A-7 3 。 [ 者简介]刘军锋 (99 ) 作 1 7 一 ,男 ,20 04年 大 学 毕 业 ,博 士 生 ,现 主 要从 事 生产 测 井 资 料 处 理 与 解释 方 面的 研 究 工 作 。
・8 ・ 7
大 管径 水 平管 油气 水 三相 流 流 型试 验研 究
刘军 锋 享 海 敏 ( B 油气资 源与 勘探 技术教育 部重点实 验室 ( 长江大学) 湖北荆州442) , 303

王界 石 油 西 部 钻 探工 程 有 限公 司测 井公 司 ,新 疆 克 拉 玛 依 8 4 0 ) 中 3 0 0
度为 0 9 8 g c ,粘度 为 1 1 a・ 。 . 8 4 / m。 . 6mP S
12 试 验 方 案 与 测 量 仪 器 . 试 验 在 标 准 状 况 下 进 行 ,模 拟 井 筒 水 平 放 置 。油 气 水 配 比 中 气 相 流 量 1 0 5 0 / , 以 l O / 0 ~ 0 m。 d O m。 d

三相分离器油气水分离效率的提高与应用

三相分离器油气水分离效率的提高与应用

三相分离器油气水分离效率的提高与应用三相分离器在石油工业中起着非常重要的作用,它能够有效分离原油中的油、气和水三个组分,提高了石油生产的效率和质量。

随着石油工业的发展和进步,人们对三相分离器的要求也在不断提高,需要它能够更高效地分离油气水,以应对复杂的生产环境和原油性质。

提高三相分离器的油气水分离效率成为了石油工业中一项重要的研究课题。

本文将对三相分离器油气水分离效率的提高与应用进行探讨。

一、三相分离器的基本原理三相分离器是一种用于分离原油中的油、气和水三个组分的设备,通常是在油田生产现场使用。

它通过物理方法,利用原油中不同组分的密度差异和相态的不同,将原油中的油、气和水分离开来,分别收集和处理,从而提高原油的质量和提取率。

三相分离器通常由进料口、油气出口和水出口等部分组成,根据不同的分离原理和生产要求,还可以加装一些附属设备和控制器。

在实际生产中,三相分离器通常与其他设备相连,一起组成原油生产流程线,进行连续的分离和处理。

针对目前三相分离器在分离油气水过程中存在的一些技术难题和局限性,研究人员提出了一些提高分离效率的方法和途径。

主要包括以下几个方面:1. 设计优化:通过对现有三相分离器的结构和工艺参数进行优化设计,使其在分离油气水时具有更好的性能和效率。

优化分离器的进料分布和流场分布,增加油气水的接触面积和时间,改善疏气、分油、分水等功能部件的结构和布置,提高分离效率和稳定性。

2. 新型材料:采用新型材料和表面处理技术,改善分离器的液固界面性质和液液界面张力,减小界面能量,减轻表面污染和结垢,提高分离效率和可靠性。

3. 智能控制:引入先进的传感器和控制系统,实现对分离器的实时监测和智能控制,根据不同的工况和原油性质,调整分离器的操作参数和工艺流程,优化分离效率和稳定性。

4. 联合应用:将三相分离器与其他分离和处理设备联合应用,构建更加完善和智能的原油生产流程线,提高整个生产系统的效率和质量。

在实际生产中,通过对三相分离器的结构和工艺参数进行优化设计和改进,可以取得显著的分离效果和经济效益。

M-7 第七章 油气水三相渗流理论基础

M-7 第七章 油气水三相渗流理论基础

第七章 油气水三相渗流理论基础从能量分析观点出发,可以划分给定油藏的开采层次。

根据惯例,称依据天然能量开采原油阶段为一次采油。

在一次采油过程中,对于无活跃底水和气顶的油藏,主要依据原油降压脱气、地下流体膨胀补充能量,这样的油藏叫做溶解气驱油藏。

溶解气驱是最古老的驱动方式。

世界1/3的油藏发生溶解气驱,2/3的溶解气驱油藏伴有底水。

溶解气驱又称消耗驱、内部气驱或定容气驱。

溶解气驱油藏的平均采收率15%~17%(变化范围5%~30%),裂缝性碳酸岩油藏低于15%。

以油藏原始压力高于原油泡点压力情形为例,在生产伊始,地层压力开始下降,岩石和地下流体发生膨胀,当地层平均压力降至原油泡点压力以下时,原油脱气产生气泡,当地层中的气相饱和度大于某一临界值时成为流动相,地层中将发生气液多相渗流。

本章首先阐述油气水三相不稳定渗流控制方程,然后分别求解稳态渗流问题,讨论稳态条件下溶解气油比的表现特征。

通过近似分析给出两种控制方程线化的方法。

另外,在理论上还讨论了微分物质平衡方程的来历,以及拟稳态渗流问题。

7-1 油气水三相渗流偏微分方程基本假设:水平储层均质各向同性,油气水发生等温Darcy 渗流,忽略重力、毛管力影响。

有关密度的各种关系通式为:iisi B ρρ=,g o i ,=,osogs og B R ρρ=,wswgs wg B R ρρ=这里,ρis 为地面标准状况下流体密度。

质量守恒式为:()()i i i i S t v φρρ∂∂=⋅∇- ,1=++w g o S S S ,w o i ,= ()()[]w wg o og g g nw wg no og g g S S S t v v v ρρρφρρρ++∂∂=++⋅∇-相应地,体积守恒式:⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅∇-i i i i B S t B v φ ,w o i ,= ⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⋅∇-w sw w o so o gg w wsw o o so gg B R S B R S B S t B v R B v R B v φ不考虑毛管力及重力的运动方程为:P kk v iri i ∇-=μ ,g w o i ,,=将运动方程代入体积守恒式,忽略压力梯度平方项,得到渗流控制方程:⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∇⋅∇iii i ri BS t P B kk φμ,w o i ,= ⎪⎪⎭⎫⎝⎛++∂∂=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡∇⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⋅∇wsw w o so o g gw w sw rw o o so ro g g rg B R S B R S B S t P B R kk B R kk B kk φφφμμμ由于体积系数、溶解气油比以及粘度等诸多变量的存在,这一方程显然是非线性的,完整求解必须依靠数值方法。

油气水三相相对渗透率实验研究及分析

油气水三相相对渗透率实验研究及分析

62 囱UH 科技 2020年•第4期◊中石化胜利油田分公司勘探开发研究院范菲 油气水三揺拥対渗透率实验研究及分析本文通过非稳态法油水和油气两相相 对渗透率测试实验,得到同一块岩心的两 条相渗数据,并应用STONEn 概率模型计 算获得油气水三相相对渗透率数据。

通过 不同渗透率岩心的对比实验可知,岩心越致密,三相渗流能力越差,渗透率越高残 余油饱和度越小。

1研究的目的和意义目前针对两相相对渗透率测试的室内实验方法非常成熟,但是对三相同时存在的实 验测试目前还不够完善,直接进行三相相对渗透率的测试实验由于影响因素复杂、实验条件繁琐,对三相相渗的曲线形态、渗流规律以及不同级别空气渗透率的岩心三相相渗曲线形态的对比分析研究不够充分。

本文通过常规两相相对渗透率测试,应用STONE U概计算获得油气水三相相对渗透率数据,获得相应的三相相对渗透率曲线。

可以准确快速获得多种渗透率级差的曲线,从而 揭示高、中、低三种渗透率岩心的*渗流规律。

2实验设备及实验原理本实验利用油水相渗测定系统和油气相渗测定系统为实验设备,通过油水两相相对渗透率和油气两相渗透率测试实验获得油水、油气两相渗透率数据,并在此基础上通 过STONE H 概率模型,计算获得油气水三相相对渗透率数据。

实验以国家标准GB/T28912-2012《岩石中两相流体相对渗透率测定方法》为依据,基于楼态法测试方法获得。

非稳态法相对渗透率的测试忽略 了毛管压力和重力作用的影响,在水驱油过程中,油水饱和度在多孔介质中的分布是距离和时间的函数,根据时间变化记录每种流体的产量和压差可得到油、水相对渗透率与含水饱和度的关系曲线。

油气两相相对渗透率的测试原理与方法与油水两相渗相同。

油气水三相相对渗透率是通过STONE II 概率模型计算获得,在三相系统中,瓦+心+瓦01。

STONE H 认为o ”为油和水两相相对渗透率之和、b ,为油和气两相相对渗透率之和。

含水饱和度增加则° ”减小,但是油水两相的相渗并不是等量的增减 的。

油气水多相流量计的测试、标定探讨及应用

油气水多相流量计的测试、标定探讨及应用

油气水多相流量计的测试、标定探讨及应用油气水多相流量计在油田的开采作业过程中起到了非常重要的作用,尤其是在一些边缘油田以及海相油田上的应用,更是为油田的经济效益提升带来了积极的做用,形成油气水多相流的原因比较多,而且多相流的流动特性非常复杂,使得多相流的测试、标定工作特别难开展,目前为止能够很好的对多相流进行测试、标定的就是多相流流量计。

本文主要研究了多相流流量计对油气水多相流的测试、标定以及应用。

标签:多相流量计;测试、标定;应用油田在进行油气田开采的过程中,从井下开采出来的原油、半生天然气和水在管道运输的过程中逐渐形成了一种在相态以及流动性能上比较复杂且相态和流动性变化较快的多相流。

多相流在形态和物性上具有较大的随机性。

利用随机函数对多相流的随机变量进行计算后可以得出,对于油气水多相流的体积测量完全可以通过对油气水多相流的流速以及在流量截面上的含水气率等参数的实施检测就可以实现。

但是在实际的油田开采作业过程中对于油气水多相流的测试、标定还是存在很多的困难。

因此应该贾汪对多相流量计的开发和应用。

1 多相流量计的测试、标定技术1.1 多相流量计的测试由于油气水多相流的流动形态非常复杂多变,因此在多相流的体积分布上也随着多相流的流行变化而不断变化,油气水三种相态之间在流动的过程中存在着相对的运动,产生不同的相对速度,因此在进行油气水多相流的测量时,必须对油气水三相各自的相分率以及分相速度进行测试。

而相分率的表征主要是通过相分率产量来进行的,这个产量在实际的测试过程中处在很多难点。

目前针对相分率产量的测试技术主要有电学法、射线吸收法以及微波衰减法等几种。

利用不同相态的电导率以及介电常数等特性的差异来测量油气水多相流的气液相分率的方法就是电学法。

射线吸收法主要是利用射线在穿过多相流的时候,不同的相态对于射线吸收程度不同,而且不同密度的多相流对于射线的吸收程度也不相同,这样就可以对多相流的密度以及分相率进行测试。

油气储层流体相行为研究及应用

油气储层流体相行为研究及应用

油气储层流体相行为研究及应用油气储层是指地下岩石中存储着可以开采的石油和天然气的地层。

在油气储层中,流体相行为的研究非常重要,它可以帮助我们了解油气在地下的运移规律,进而指导油气的勘探和开发。

油气储层流体主要包括两个相:油相和气相。

油相一般是指石油,它主要由碳氢化合物组成,具有黏性和可流动性。

气相一般是指天然气,它主要由甲烷等轻烃组成,具有低密度和强大的膨胀性。

油气储层中流体相的行为受到温度、压力、孔隙度等因素的影响,因此研究流体相的行为需要考虑多个因素的综合作用。

研究油气储层流体相行为的方法包括实验室实验和数值模拟。

实验室实验可以模拟储层中流体相的行为,例如测定流体相的相态、温度和压力效应等参数。

数值模拟则可以通过建立流体相的物理模型,利用计算机模拟流体相的运移规律,从而预测油气的产量和开采效果。

油气储层流体相行为的研究可以帮助我们了解油气在储层中的分布规律和储存形式。

通过研究不同流体相的地层流动性和渗透性等参数,可以评估储层的可开采性和开采效果。

此外,研究流体相的行为还可以指导油气开采过程中的增产技术和改善开采效果的方法。

油气储层流体相行为的研究在实际应用中具有广泛的意义。

首先,研究流体相行为可以为油气储层的发现和勘探提供指导。

通过研究油气储层中流体相的行为,可以识别潜在的油气储层,并评估其勘探价值。

其次,研究流体相行为可以指导油气开采中的工艺选择和优化。

根据流体相的属性和行为特点,可以设计出适合的开采工艺,提高油气的采收率。

最后,研究流体相行为还可以指导储层工程的设计和优化。

根据流体相的渗透性和流动性等参数,可以确定适当的井网布置和注采方案,实现高效的油气开采。

总之,油气储层流体相行为的研究对于油气勘探和开采具有重要的意义。

通过研究不同流体相的物理特性和行为规律,可以为油气的发现、勘探和开采提供科学依据,实现高效、安全、可持续的油气资源开发利用。

油气水多相流测量技术的研究的开题报告

油气水多相流测量技术的研究的开题报告

油气水多相流测量技术的研究的开题报告一、研究背景随着能源需求的不断增长,油气开采日趋复杂,多相流测量技术也成为了研究的热点之一。

多相流是指在同一管道或介质中同时存在液态、气态和固态多种相的流动,这种流动具有复杂性、不规则性和不稳定性,使得多相流测量成为了一项具有挑战性的技术。

油气水多相流是多相流测量技术应用的重要领域之一,由于不同相之间的特性不同,传统的单相流测量技术难以准确测量油气水三相的流量和比例。

因此,油气水多相流测量技术的研究对于油气开采具有非常重要的意义。

二、研究目的本研究旨在针对油气水多相流测量技术的难点及其在油气开采中的应用,开展相关研究,探究多相流测量技术的发展现状与未来发展趋势,以期为油气开采技术提供有效的支撑。

三、研究内容1. 油气水多相流测量技术的原理及分类2. 多相流测量技术的应用现状及发展趋势3. 多相流测量技术的关键问题和研究进展4. 基于图像处理的多相流测量技术研究5. 基于声波传感器的多相流测量技术研究6. 基于质谱分析的多相流测量技术研究四、研究方法1. 文献综述法:通过查阅相关文献,了解多相流测量技术的原理及其应用现状,了解国内外多相流测量技术的研究进展和存在的问题。

2. 比较研究法:在多种多相流测量技术中,选择图像处理、声波传感器和质谱分析技术进行比较研究,探究各自的优缺点及适用范围。

3. 数据统计法:通过现场实验和样本数据分析,建立多相流测量技术的模型,并对实验结果进行数据分析和统计,验证研究成果的可靠性。

五、预期成果1. 系统掌握油气水多相流测量技术的原理及不同分类方式。

2. 对多相流测量技术的应用现状及发展趋势做出准确评估。

3. 对多相流测量技术的关键问题和研究进展做出系统总结和分析。

4. 各种多相流测量技术的优缺点进行全面比较,并掌握各自的适用范围。

5. 建立多相流测量技术的模型,对实验结果进行数据分析和统计,验证研究成果的可靠性。

六、研究意义本研究的结果将有利于优化油气开采工艺,提高油气生产效率和资源利用率,为油气行业的创新发展提供良好的技术支撑。

探索水的三相变化

探索水的三相变化

探索水的三相变化水是地球上最常见的物质之一,也是生命存在的基础。

在自然界中,水可以以三种不同的形态存在,即固态、液态和气态,这被称为水的三相变化。

本文将探索水的三相变化,从分子层面解释其原理,并介绍一些相关的应用。

一、固态:冰的形成及其特性水在低于0摄氏度的环境下,会发生相变,由液态转变为固态,即冰。

冰的形成是由于水分子的结构性改变导致的。

在液态状态下,水分子以弱的氢键相互连接,当温度下降时,分子的热运动减缓,氢键逐渐加强,水分子开始自组装形成规则的晶体结构,即冰体。

冰具有一些特性,如融点、熔解热和密度等方面的性质。

冰的融点为0摄氏度,当环境温度高于0摄氏度时,冰会转化为液态水。

冰的熔解热是指单位质量的冰从固态转化为液态时,所吸收或释放的热量。

冰的密度较水的密度更小,因此在冰的下方可以形成一个浮力,使冰浮在液态水表面。

冰的特性在多个领域都得到应用,例如冰块的制冷和冷冻食品的保存等。

此外,冰的固态结构还对研究晶体学、地球科学以及材料科学等领域具有重要意义。

二、液态:水在环境中的广泛存在液态水是地球上最常见、最熟悉的状态之一。

水以液态存在的温度范围相对较宽,从0摄氏度到100摄氏度,水可以在这个温度范围内稳定地存在。

液态水具有流动性、黏性以及溶解能力等特性,使其成为生物体繁衍和生命活动所必需的。

水的流动性使其在自然界中能流淌于河流、湖泊和海洋中,形成水循环的一部分。

液态水也是生物体内的主要成分之一,为维持细胞的结构和功能发挥重要作用。

此外,水的溶解能力使其成为溶解许多物质的良好介质,这在地球化学和生化过程中具有重要意义。

三、气态:水蒸气的形成和应用水蒸气是水的气态存在形式,是由液态水的分子转变为气态分子的过程。

当液态水受热蒸发,分子获得足够的能量克服相互之间的吸引力,从而脱离液体形成气体状态的水蒸气。

水蒸气是大气层中的重要组成部分,也是天气形成的基础之一。

水蒸气在自然界中起到重要的作用,如形成云和降水。

油气水三相分离器研究现状与发展趋势

油气水三相分离器研究现状与发展趋势

油田油井采 出 液 通 常 是 无 法 直 接 使 用 的,它 是原 油、天 然 气、水 及 泥 砂 等 的 混 合 物,只 有 经 过 繁 琐 的 工 艺 处 理 后,才 能 储 存、向 外 输 送 或 者 销 售。
作为 采 油 平 台 上 第 1个 处 理 井 液 的 设 备 , [1] 三 相 分 离 器 的 作 用 就 是 利 用 油 、气 、水 三 相 之 间 性 质的不同分离油 井 采 出 液,油 气 水 的 分 离 效 率 或 者分离器运行性能将直接影响到外输原油和气体 的品质 。 [2] 但是 仅 通 过 单 一 的 筒 体 完 成 这 个 复 杂 的 分 离 过 程,设 备 体 积 会 很 大,而 且 分 离 效 率 低。实际工 程 中 为 了 提 高 油 田 采 出 液 的 分 离 效 率,并 尽 量 减 小 设 备 体 积、降 低 成 本,常 添 加 一 些 内部构件,其中 对 分 离 器 工 作 性 能 影 响 较 大 的 是 入口构件、整流构件和聚结构件 。 [3]
1 油 气 水 三 相 分 离 器 工 作 原 理 按 照 外 形 ,三 相 分 离 器 可 以 分 为 立 式 、卧 式 和
球形。立式分 离 器 比 卧 式 占 据 空 间 更 小,为 了 更 彻底地清除沉降 的 固 体 杂 质,立 式 分 离 器 在 容 器 底 部 设 置 排 污 口 ,因 此 适 用 于 原 油 处 理 量 小 、含 较 多固体杂质的油 田;卧 式 分 离 器 拥 有 较 大 的 气 液 界 面 ,气 泡 可 以 更 好 地 从 液 相 中 析 出 ,而 液 滴 沉 降 方向与气体运动 方 向 垂 直,液 滴 从 气 体 中 分 离 变 得容易,因此卧式 更 适 合 于 处 理 乳 化 或 含 有 气 泡 的油井采出 液。立 式 虽 然 占 据 空 间 较 小,但 是 操 作 高 度 较 高 ,如 果 没 有 特 制 的 操 作 平 台 和 梯 子 ,则 很难对内 部 装 置 实 现 有 效 的 控 制,成 本 较 高 。 [4] 而 对 于 球 形 分 离 器 ,其 分 离 性 能 并 不 理 想 ,且 尺 寸 计 算 过 程 复 杂 ,难 以 加 工 ,成 本 相 对 较 高 。 故 在 实 际 油 田 工 程 中 ,立 式 和 卧 式 分 离 器 较 为 常 见 。

井筒油气水三相流动压力与温度分布的耦合计算模型

井筒油气水三相流动压力与温度分布的耦合计算模型

为油管内壁面 、 油管外壁面 、 套管内壁面 、 套管外壁面和水泥环外壁面半径 , m。 ] , ] 。 油管流体对流换热系数 h 油气物性计算参见文献 [ t 和环空换热系数h a n 的计算参见文献 [ 6 7 ) 和式 ( ) 构成了油气水三相流体井筒流动压力与温度相 耦 合 的 完 整 计 算 模 型 , 该 模 型 考 式 ( 6 1 1 虑了压力和温度对油气水物性的影响和油气两相之间的质量交换特性 , 可以比较全面地反映油井的生产 实际 。
石油天然气学报 ( 江汉石油学院学报 ) 2 0 1 1年6月 第3 3卷 第6期 ) J u n . 2 0 1 1 V o l . 3 3 N o . 6 J o u r n a l o f O i l a n d G a s T e c h n o l o J . J P I g y(
1 基本方程
1 . 1 基本假设 建立模型所做的基本假设有 : ① 假设井筒内传热为稳态传热 , 地层内传热为非稳态传热 ; ② 在同一 深度截面上 , 流体物性参数和流速处处相等 ; ③ 以向上方向为坐标正方向 。
收稿日期 ]2 0 1 1 0 3 1 0 [ - - , 男 ,1 作者简介 ] 苏泉 ( 1 9 7 3 9 9 8 年大学毕业 , 工程师 , 现主要从事采油工程技术研究和管理工作 。 [ -)
井筒流体在自下向上流动过程中 , 由于与地层之间存在温度差 , 使得井筒流体不断向地层散热 , 井 筒流体温度将沿着井深发生变化 。 准确计算或测试井筒流体温度 , 对测井工艺设计 、 采油工艺设计 、 井筒析蜡预测和井筒动态分析都 具有重要意义 。 由于井筒流体温度测试受到测试成本和精度等多种因素制约 , 井筒流体温度分布规律的 准确计算 , 一直受到广泛重视 。 我国绝大多数油田已进入高含水开采阶段 , 油井产物是油气水混合物 。 以往关于井筒流体的压降研

国内外含水合物的深水油气管道多相流理论研究进展

国内外含水合物的深水油气管道多相流理论研究进展

国内外含水合物的深水油气管道多相流理论研究进展X李 娣,李明忠,王建海,刘陈伟(中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛 266555) 摘 要:由于深水长距离油气管线的高压低温环境,使得管道内极易生成水合物,而水合物的生成,会对管道的运输和管道内流体的流动产生巨大的影响。

本文综述了人们长期以来对水合物生长、温度场计算和多相流理论研究中的重要成果。

关键词:天然气水合物;温度场;多相流 中图分类号:T E37 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)08—0001—021 水合物研究现状自19世纪30年代初起,人们开始注意到天然气输气管线中形成的天然气水合物。

在这近200年的时间里,天然气水合物的研究大致经历了三个阶段:第一阶段是从1810年英国科学家Davy 发现天然气水合物并与次年对水合物正式命名并著书到20世纪30年代初。

此时人们仅通过实验室来认识水合物。

第二阶段是自1934年美国的Hammer -schmidt [1]发表了关于水合物造成管线堵塞的有关数据后,人们主要针对工业条件下水合物的预测和清除,开始从负面加深了对气体水合物的研究。

第三阶段是自20世纪60年代[2],特罗费姆克等发现了天然气可以以固态形式存在于地壳中。

可以说,从60年代至今,全球水合物的研究跨入了一个把水合物作为一种能源进行全面研究和实践开发的阶段。

1.1 水合物生成热力学研究进展1959年,Van der waals 和Platteeuw 基于水合物晶体结构的特点,运用经典统计热力学的处理方法,结合Langmuir 气体等温吸附理论,推导出简单的气体吸附模型。

McKoy 和Sinanoglu 在1963年,通过考察了几种不同的势能函数模型后得出,在处理非球形分子时,Kihara 势能函数模型较其它的势能函数模型更为优越。

1985年,John 等人根据实际气体分子的非球形性引入扰动因子来矫正球形分子的Langmuir 常数,对Van der waals ~Platteeuw 模型进行了修正。

气液两相和油气水三相段塞流流动特性研究

气液两相和油气水三相段塞流流动特性研究

气液两相和油气水三相段塞流的流动特性研究1.本文概述随着石油工业的发展,对油、气、水三相流动的研究越来越受到重视。

段塞流作为一种特殊的流动形式,经常发生在石油生产和运输过程中。

段塞流的特点是流体在管道中以段塞状周期性运动,这对管道的输送效率和安全性有重大影响。

深入研究气液两相和油气水三相段塞流的流动特性,对提高油气输送效率、确保管道安全运行具有重要意义。

本文旨在系统研究气液两相和油气水三相段塞流的流动特性,包括流型识别、压力损失、流动稳定性等方面。

通过对不同条件下段塞流流动特性的实验研究和理论分析,揭示了段塞流的形成机理和演化规律,为油气管道的优化设计和安全运行提供了理论支持。

本文首先介绍了段塞流的基本概念和研究背景,然后对气液两相和油气水三相段塞流流动特性进行了详细的实验研究。

通过改变流量、压力和温度等参数,观察和分析段塞流型的变化和流动特性的演变。

同时,将理论分析与数值模拟相结合,对实验结果进行了解释和验证。

本文总结了气液两相和油气水三相段塞流流动特性的研究成果,指出了研究中存在的问题和不足,并展望了未来的研究方向。

本文的研究成果对深入了解段塞流的流动特性,优化油气管道的设计和运行具有重要的参考价值。

2.气液两相段塞流的理论基础在油气田开发过程中,气液两相段塞流是一种常见的多相流现象,对油气开采的效率和安全性有着重大影响。

段塞流是一种复杂的流动模式,其特征是在气体和液体之间的管道中交替形成大气泡(气塞)和液块(液塞)。

这种流动模式的形成与多种因素有关,包括流体的物理特性、管道的几何尺寸、流速、压力和温度。

研究气液两相段塞流的理论基础,旨在通过深入分析流动特性,建立描述和预测段塞流行为的数学模型。

这些模型通常需要考虑气体和液体之间的相互作用,如滑动速度和液膜效应。

滑移效应是指管道中气体和液体流速的差异,而液膜效应是指当气泡在管道中上升时,液体与管道壁接触形成的薄膜。

段塞流的研究还需要关注流体动力学中的不稳定性问题,如液塞的波动和破裂,以及气塞的合并和分裂。

油气水三相流的特性及模拟方法

油气水三相流的特性及模拟方法

油气水三相流的特性及模拟方法油气水三相流作为一种复杂的流体现象,在石油、化工、能源等众多领域中具有重要的应用价值。

本文将会从油气水三相流的特性和模拟方法两个方面进行探讨。

一、油气水三相流的特性(一)流态分类油气水三相流的流态分类主要包括气水两相流、油水两相流、气油两相流和三相流。

其中,气水两相流中气与水相互穿插,水体内部少有气泡;油水两相流中油和水相互穿插,水体内部少有油滴;气油两相流中气体和油体相互穿插,油体内部少有气泡;而在三相流中,油、水、气三相均相互穿插,且分布均匀。

根据油气水三相流的实际情况,合理地选择流态,对三相流的模拟具有重要的意义。

(二)油气水三相流的分散相和连续相在油气水三相流中,液体和气体两相(油水两相、气水两相或气油两相)被称为分散相,从而形成了包含油、水、气三个相的三相流。

在连续相中,油、水、气三相之间的交界面则被称为分界面。

由于不同相之间具有不同的物理性质,如密度、黏度等,因此求解分散相和连续相之间交界面处的流体力学参数十分困难。

目前,常用的方法是将分散相所占据的体积划分成网格,利用有限体积法、有限元法等数值方法来模拟油气水三相流。

(三)油气水三相流的流动规律油气水三相流中,液相和气相的物流性质存在一定的规律性。

液相沿管道底部流动,气相在管道顶部流动,两相均沿管道中心线紊动。

由于液相的黏度大,所以在气相、液相均流的情况下,由于阻力不同,液相会向管道内壁集中,形成液膜。

油气水三相流中,液膜的生成和液膜的运动对油气水三相流的流动规律具有重要的影响。

二、油气水三相流的模拟方法(一)欧拉-拉格朗日方法欧拉-拉格朗日方法是一种常用的数值计算方法,其主要思路是将流动问题转化为粒子之间的相互作用。

在该方法下,流场和粒子场分开求解,通过数值模拟,可以预测流场和粒子场的运动状态。

然而,由于欧拉-拉格朗日方法仍然需要求解分散相与连续相之间交界面处的流体力学参数,其计算结果不够精确,因此在实际应用中常常需要结合其他数值方法。

气_汽_液_固三相流研究进展_任欧旭

气_汽_液_固三相流研究进展_任欧旭

气(汽)-液-固三相流研究进展*任欧旭** 张少峰 韩莉果(河北工业大学化工学院) 摘 要 纵观气-液-固三相流研究进展,大体上出现了三种趋势:(1)为实际应用而开发新型的三相循环流化床;(2)对床内的汽泡行为和粒子行为进行基础研究;(3)以计算流体力学和气液、气固以及固固相间流体力学理论为基础,依靠计算机模拟来进行设计优化和放大服务。

关键词 气(汽)-液-固 三相流 流化床 气(汽)泡行为 颗粒行为 数值模拟 多相流是一种广泛存在的混合流动形式,如石油工业中的油气、油水两相流,化学工业中的流化床反应装置中的气固两相流,以及气液固三相流等。

气-液-固三相流研究始于20世纪60年代,气-液-固三相流化床由于其具备相间接触面积大、相间混合均匀、传热传质效果好和温度易于控制等优点而得到了广泛的应用。

特别是近10年来,越来越多的三相流过程出现在石油化工、生物化工、食品化工、矿物工程及能源工程中。

所以,对气-液-固三相流的研究也就越来越重要了。

纵观气-液-固三相流研究进展,大体上出现了三种趋势:(1)为实际应用而开发新型的三相循环流化床;(2)对床内的汽泡行为和粒子行为进行基础研究;(3)以计算流体力学和气液、气固以及固固相间流体力学理论为基础,依靠计算机模拟来进行设计优化和放大服务。

1 三相流化床 气-液-固三相流化床由于其具备相间接触面积大、相间混合均匀、传热传质效果好和温度易于控制等优点而得到了广泛的应用。

随着生物化工技术的发展,最近又出现了三相循环流化床(cir culating fluidized bed,CFB),气-液-固三相循环流化床是在传统气-液两相流化床的基础上引入固体颗粒并能够实现固体颗粒的分离和再循环。

三相循环流化床是近30年来流态化发展最为迅速的一个分支。

通过几十年来的深入研究,正逐渐被广泛地应用到化工、能源、材料等领域。

与传统的流化床相比有以下优点[1]: (1)床层可以在高气速、高液速情况下操作,提高了可操作容量; (2)可以达到更均匀的气泡分布和相分布,获得更好的相间接触; (3)湍动程度更高,在反应中使局部温度升高的可能性减小; (4)粒子三维循环能不断地带走热量和实现催化剂的再生,有利于反应和操作的稳定。

油田油气水三相分离器的设计技术研究

油田油气水三相分离器的设计技术研究

油田油气水三相分离器的设计技术研究引言:油气水三相分离器是油田生产中不可或缺的设备之一、它的设计和性能直接关系到油田产能和分离效果。

本文将重点研究油气水三相分离器的设计技术,包括分离器结构、分离过程中的关键问题以及分离器优化的方法。

一、油气水三相分离器结构设计油气水三相分离器的结构设计是保证分离效果的重要因素。

一般来说,油气水三相分离器的结构包括进出口管道、分离层、支撑板和排气管等部分。

其中,分离层的设计是关键。

分离层的设计应基于浮力和沉降速度的原理。

一般情况下,较重的水沉降到底部,较轻的气体上升到顶部,而中等密度的油则位于中间层。

为了提高分离效果,可以在分离层上设置泡沫塞或异型板,增加分离效果。

二、分离过程中的关键技术问题在油气水三相分离过程中,存在一些关键技术问题需要解决。

1.液位控制:分离器中的液位控制是分离过程中的关键问题之一、过高的液位会导致分离器容积不足,影响分离效果。

过低的液位则可能导致油、气、水混合不充分,分离效果不理想。

因此,需要在分离器中设置液位控制装置,确保液位始终保持在适当范围内。

2.压力控制:油气水三相分离器中的压力控制也是一个重要问题。

过高的压力会导致设备故障和安全隐患,而过低的压力则可能影响分离效果。

因此,在设计分离器时需要考虑压力控制装置的设置和调节。

3.破乳剂的使用:在油气水三相分离过程中,水中常含有一定量的乳化物。

这些乳化物会影响分离效果,甚至引发设备故障。

因此,在分离过程中需要添加适量的破乳剂,破坏乳化物的形成,提高分离效果。

三、油气水三相分离器的优化方法为了提高油气水三相分离器的分离效果和性能,可以采用以下优化方法。

1.提高分离器的处理能力:可以通过增加分离器的容积或改善分离层的结构来提高其处理能力。

另外,可以考虑增加分离器的数量或设置串联分离器的方式。

2.优化液位和压力控制:可以使用先进的自动控制系统,根据实际情况进行液位和压力的调节,实现最佳的分离效果。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

油气水三相流流型研究进展韩蕊[摘要]目前,国内外对油气水三相流动规律的研究,远落后于气液两相、油水两相流动规律的研究。

国内外学者对油气水三相流动规律仍未统一认识,本文论述了国内外学者对油气水三相流动中的流型划分的研究。

[关键词] 油气水;三相流;流型;水平管;垂直管Progress in the Study of Oil-Gas-Water ThreePhase Flow PatternHanruiAbstract:Currently,the study of oil-gas-water three phase flow pattern get far behind the study of two phase flow both at home and abroad. There is not a unitive cognition of the flow regulation about three phase. In this article the division method of flow pattern was discussed.Key words:oil-gas-water;three phase flow;flow pattern;horizontal tube;vertical tube一、引言油气水多相流中,由于存在着互不相溶的油水两相,与气液两相流相比,油水两相间的动量传递较强,升力影响较弱,表面自由能较小,使界面波较短、分散相尺寸较小,油水的相互作用和分散程度对流动型态影响很大,因此油气水三相流的流型比两相流复杂得多。

以下分别从水平管与垂直管中油气水三相流流型来说明三相流流型的研究进展。

二、水平管油气水三相流流型的研究1、国外学者对水平管油气水三相流流型的研究Acikgoz& Lahey最早进行油气水三相流型的实验研究[1],在其1992年发表的文章中阐述了他们对流型的划分。

根据“油基”(油为连续相)和“水基”(水为连续相)的不同,提出了10种流型,并且作出了流型图。

这十种流型分别为:油基分散气团流、油基分散段塞流、油基分散分层/波浪流、油基分离分层/波浪流、油基分离波状分层-环状流、油基分离/分散-环状流、水基分散段塞流、水基分散分层/波浪流、水基分离/分散分层-环状流及水基分散分层-环状流。

Acikgoz& Lahey的流型划分,虽然突出了油气水三相流动的复杂特征,但是流型划分不够简洁,由于实验管径只有19mm,很难观察到分层流动,其研究结果具有一定的局限性。

1993年美国Ohio大学的Lee& Jepson[2]在图1、Lee油气水三相流型图气液两相流型的基础上,将流型分为3类:分层流(包括分层光滑流、分层波浪流和波浪流)、间歇流(包括气团流、段塞流和拟段塞流)和环状流。

与Acikgoz流型相比,Lee流型(图1)划分虽然简洁,但难以区分。

1996年Pan采用每秒24幅照片的录相机在测试段进行流型数据的采集。

在实验观测数据的基础上,采用类似Acikgoz&Lahey的划分法,即先考虑连续相,再按照气液(油+水)两相流流型进行划分,并观察到段塞流的存在[2]。

1997年Hewitt等在实验研究的基础上,提出了划分流型的三元素法:第一元素是判断油水相间结构(分散流或分离流);第二元素是针对分散流的,判断连续相(油或水);第三元素即为描述气相与整体液相(油+水)之间的流型,可看成是气液两相流的6种流型(泡状流、分层光滑流、分层波浪流、气团流、段塞流、环状流)。

根据三元素法定义,Hewitt等将油气水三相流划分成了15种流型,几乎含盖了水平管路三相流的基本流型,类似于Acikgoz& Lahey的划分,在实验中同时观察到了Acikgoz& Lahey试验中未出现的分离段塞流,却没观察到油基分离环状流[2]。

Wegmann 2007年在试验中利用激光诱导荧光技术(LIF)结合高速摄像技术对流型进行了观测,以油水、气液两相流流型划分为基础,划分了6种3相流流型:分层-间歇流、环状-间歇流、间歇-分散流、间歇-间歇流、分散-间歇流和分散-环状流,第一部分是油水流型,第二部分是气液流型。

这种流型划分方式既体现出油气水三相的流动特征,相比Acikgoz提出的流型划分方式又比较简单, 由于试验管径只有5.6 mm和7mm 两种,其研究结果存在一定的局限性[3]。

2、国内学者对水平管油气水三相流流型的研究吴浩江李斌等在内径为40mm的水平管内、0.4MPa压力下进行了油气水三相流流型可视化的实验。

实验中观察到七种流型,如表1所示。

在其1999年发表的文章中对三相流的的术语进行总结并规范化,它主要包含的信息主要有(1)液相与管壁之间的联系,即两液相中的哪一种与管壁接触,(油基或水基)。

(2)油相与水相之间的关系(油和水混合在一起形成悬浮液,弥散或分离)。

(3)气相与整个液相之间的关系(分层、间歇、泡状和弹状流)[4]。

表1 油气水三相流流型的划分2000年,周云龙等人发表了油气水三相流流型的研究成果[5]。

文章中以油包水(W/O)和水包油(O/W)型划分了流型(1)油包水型(W/O)包括:泡状流、分层流、波状分层流、气弹状流和环状流;(2)水包油型(O/W)包括:泡状流、平滑分层流、波状分层流、弹状流和环状流。

在其试验中对典型的流动型态用观察法识别流动形态,在流型转变界线附近的流动型态采用压差波动法来判定和识别管内油气水三相流动的流型及其转变。

2000年于立军、蒋安众等通过对45mm管径、水平放置圆管内油气水三相流流型的试验研究,采用实验方法整理出v sg-v st平面流型图。

他们对试验中的流态进行观察,将水平管内油气水三相流动的流型划分为4种:分层流、间歇流、环状流及泡状流。

从双流体模型基本方程出发,通过动力学分析,对水平管内油气水三相流动中各流型间相互转变的机理和预报模型进行了研究,得到了4种基本流型间相互转变的预报关系式,并与实验结果进行比较,两者符合良好[6]。

2010年刘晓燕、刘殿伟等在现场组建实验装置对油气水三相流进行研究[7]。

通过对试验采集的数据分析,首次总结出水平环状集输管道中油气水三相流的5种流型,分别为分层流、三层干扰流、波浪冲击流、气弹掺混流和完全掺混流。

同时给出了每种流型对应的参数范围,并对各种流动形态及典型特征进行了解释。

他们的试验装置是在集输管道上,试验管段选在环状集输管道进入回油汇管之前。

在管段上开旁通,将直径76mm的透明石英玻璃管用原油集输管道修补器将其与集输管道(76mm钢管)相连接工艺流程如图2所示。

计量间热水总管通过掺水阀门控制一定量的热水进入到管网中,各个油井产出的油气水混合物注入到环网中与管中热水进行混合后,流经流型测试段,最终汇集到回油汇管中进入计量间。

图2 环状集输管网工艺流程图三、垂直管油气水三相流流型研究1、国外学者对垂直管油气水三相流流型的研究1976年Shean 分别研究了油水混合物和油气水三相混合物在内径为 19mm 的垂直管道中的流动。

得到了混合物速度从 1.22 到 6.10ms -1及0f =0到 1.0 的a)分层流 b) 三层扰动流 c) 波浪冲击流d)气弹掺混流 e)完全掺混流流体流动型态、相含率和压力梯度数据。

流动型态被划分为:油段塞流、水泡沫流、油泡沫流和水下降流动。

他描述了各种流动型态,认为流动型态转变对压力梯度的影响应归结为0f 的变化 [8]。

1990年Pleshko 和 Sharma 利用在内径为 51mm 的管道得到的垂直三相流动数据检验了Taitel 等的气液两相流动的流动型态转变模型。

证明两相流动模型不能用于预测三相流动的流动型态转变。

进入垂直导管之前,液相被预先混合形成均匀的条件。

因此,依照两相流动的划分方法,流动型态被划分为泡流、段塞流和搅拌流。

最后给出了由一组平均表观相速度比/SL SG V V 与自变量0f 关系曲线组成的流型图[8]。

1998年Spedding 等在内径为 26mm 垂直有机玻璃管中进行油气水三相流动的研究[9],他们将流动型态划分为油外相和水外相两类共九种流动型态(如图2所示)。

(1)油外相环状/分散环状流(OD Oil Annulus/Dispersed Annular):油在管壁处形成油环,在其内侧为水分散在油中的混合物形成的环,最内侧是气柱。

气量或者水量的增加会使油环变薄,直到形成完全的水分散在油相中的环。

(2)油外相分离环状流(OD Broken Annulus ):当含水量增加到接近油水外相转变的界限时,油环会逐渐破裂然后被水环代替。

(3)油外相分散搅动流(OD Dispersed Churn):这种流型和两相流流型中的搅动流相近,不同的是这里的液相是油相中分散有水相的液体。

(4)油外相分散段塞流(OD Dispersed Slug):这种流型和两相流的段塞流是相近的,不同的是在气泡周围有很少或者没有逆流的液相。

(5)水外相水环/油环状流(WD Water Annulus/Oil Annular):当水量增加到超过油外相和水外相的界限后,在管壁内侧形成水环,水环的内侧为油环,依据气体流动的速度,油环的表面呈滚动波或者细纹波。

(6)水外相分散/油环状流(WD Dispersed Annulus/Oil Annular):在这种流态中有大量油分散在水中形成的液体。

事实上水环可能会变成不连续的形态。

(7)水外相分散搅动流(WD Dispersed Churn):这种流型和两相流的搅动流相近,液体是由油分散在水中形成的。

(8)水外相分散段塞流(WD Dispersed Slug):这种流型和两相流中的段塞流相近。

有些时候,不连续的环状液体是这种分散段塞流的特征。

(9)水外相油段塞流(WD Oil Slug):油相段塞在水环中流动。

在气体段塞频率低的时候可以观察到分成层的水和油。

图2 (a)垂直管三相流中的油外相流型;(b)垂直管三相流中的水外相流型。

试验中显示当流动条件系统地变化时会形成不同的环状膜构造,膜的厚度和f=0.75是油外相和水外相之真实相速度在数据分析中起了很大作用。

反转点间的转变界限。

在反转点处,会测得持液率的最大值。

2、国内学者对垂直管油气水三相流的研究2001年王跃社等利用高速动态分析仪,观察了垂直管流内油气水三相弹状流的形成与转化,将Weisman 流型转化过渡区的概念应用到油-气-水三相弹状流流型的研究中,量化了弹状流转化过渡区的边界。

他提出的弹状流的生成转化边界、弹状流的发展转化边界,很好地包容了前人所得到的弹状流转化边界,为解释众多弹状流边界模型的不一致性、以及合理认识弹状流的特性提供了更可靠的理论依据[10]。

相关文档
最新文档