垂直井筒油气水三相混合物流动规律研究

论文摘要

油气水三相混合物在井筒中的流动理论是举升方式选择与油井生产工况分析的重要基本理论。迄今,该研究领域中尽管不乏有价值的研究成果,但仍留有大量的研究课题亟待攻关。本文借用一定的流体力学理论和实验研究方法,在广泛调研国内外相关领域研究成果的基础上,对油气水三相混合物沿垂直井筒的流动机理进行了研究,研究了三相混合物沿井筒的流动型态划分方法、变化特征与转换准则以及油水两相间的相反转理论与条件;以气液分相流动模型为基础,推导了垂直井筒内油气水三相混合物流动过程中各流型间的转变界限方程;计算了四种流动型态下的截面含气率;推导了垂直井筒油气水三相流体各流型的全水相折算系数、摩擦压力梯度、重位压力梯度的计算公式,继而得到了沿程总压力梯度的计算方法;借助自建的实验研究装置,以空气、自来水和机械油为介质,实验研究了油水混合物粘度与含水率关系、对比评价了不同流型下所建压降模型的计算结果;编制了配套的计算程序,实例计算分析了气相折算速度、液相折算速度、含水率等对截面含气率和压力梯度的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 研究的目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 气液两相流研究现状
• 1.2.2 油水两相流的研究现状
• 1.2.3 考虑油水转相的三相流研究现状
• 1.3 论文的主要内容
• 第2章 油气水三相流动的流型及其转变
• 2.1 从油水界面入手的流型划分及转变
• 2.1.1 油水体系W/O 型与O/W 型的转变
• 2.1.2 油水体系W/O 型与O/W 型的判别
• 2.2 从气液界面入手的流型划分及转变
• 2.2.1 泡状流向弹状流的转变
• 2.2.2 弹状流向过渡流的转变
• 2.2.3 过渡流向环状流的转变
• 2.3 小结
• 第3章 截面含气率的计算
• 3.1 泡状流的截面含气率
• 3.2 弹状流的截面含气率
• 3.3 过渡流的截面含气率
• 3.4 环状流的截面含气率
• 3.5 小结
• 第4章 油气水三相流动压力梯度计算
• 4.1 重位压力梯度计算
• 4.2 加速度压力梯度计算
• 4.3 摩擦压力梯度计算
• 4.3.1 摩擦压力梯度计算方法
• 4.3.2 泡状流的摩擦压力梯度计算
• 4.3.3 弹状流的摩擦压力梯度计算
• 4.3.4 过渡流的摩擦压力梯度计算
• 4.3.5 环状流的摩擦压力梯度计算
• 4.4 小结
• 第5章 实验研究与实例计算
• 5.1 实验方法及步骤
• 5.1.1 实验装置
• 5.1.2 实验介质及参数
• 5.1.3 实验步骤
• 5.2 实验结果分析
• 5.3 计算程序简介
• 5.4 实例计算
• 结论
• 参考文献
• 致谢