石油工程多媒體9.ppt

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1、采油方法通常是指將流到井底的原油采到地面上所用的方法。第九章第九章自噴采油及節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析自噴人工舉升有桿泵采油方法常規(guī)（抽油機(jī)）地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵無(wú)桿泵電泵電動(dòng)潛油離心泵電動(dòng)潛油螺桿泵水力泵水力活塞泵水力射流泵水力渦流泵液動(dòng)螺桿泵氣舉連續(xù)氣舉間歇?dú)馀e第九章自噴采油法：利用油層自身的能量使油噴到地面的方法人工舉升：人為給井底的油流補(bǔ)充能量，將油采到地面的方法第九章自噴采油及節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析第一節(jié)自噴采油第二節(jié)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)分析第九章一、自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)中流體的流動(dòng)規(guī)律1.氣液混合物在油管中的流動(dòng)規(guī)律油+水+氣多相流

2、氣相+液相第九章氣液兩相流第一節(jié)自噴采油(1)油氣混合物在油管中的流動(dòng)特征1)與單相液流的比較流壓：從油層流到井底后具有的壓力。油壓：流壓作用下，克服靜液柱壓力和流動(dòng)阻力后的壓力。a.出現(xiàn)條件單相兩相與單相共存全井多相第九章b.能量供給單相：井底流壓多相：+氣體膨脹能c.運(yùn)動(dòng)參數(shù)單相：多相：自下而上d.能量消耗單相：重力+摩阻多相：重力+摩阻+動(dòng)能損失第九章第九章流動(dòng)特征流動(dòng)型態(tài)指：流動(dòng)過(guò)程中，油氣在管線內(nèi)的分布狀態(tài)，簡(jiǎn)稱流型。既與氣油體積比、流速及油藏性質(zhì)有關(guān)，又與管線走向有關(guān)。流動(dòng)型態(tài)霧流環(huán)流段塞

3、流泡流純油流2)油氣混合物在油管中的流動(dòng)型態(tài)第九章a.純油流單相連續(xù)流abaaab.泡流氣體以小氣泡的形式分散在液相中，氣泡的直徑相對(duì)于油管直徑小很多。特點(diǎn)：氣體是分散相，液體是連續(xù)相，氣體影響，對(duì)摩阻的影響不大，滑脫現(xiàn)象嚴(yán)重?；摚簹庖捍怪惫芰髦?，由于氣液密度差引起的氣體超越液體的流動(dòng)。2)油氣混合物在油管中的流動(dòng)型態(tài)第九章abcdc.段塞流一段油，一段氣的結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：氣是分散相，液是分散相，氣托油向上運(yùn)動(dòng)，氣體膨脹能得到較好的發(fā)揮和利用，滑脫小。d.環(huán)流油管中心是連續(xù)的氣相，而管壁為環(huán)流的流動(dòng)

4、結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：油氣均為連續(xù)相，氣體的舉油作用是靠摩擦攜帶。2)油氣混合物在油管中的流動(dòng)型態(tài)第九章abcdee.霧流油管中央的氣流芯子變粗，沿管壁流動(dòng)油環(huán)變薄，此時(shí)，大部分油都以小油滴分散在氣流中。特點(diǎn)：氣體是連續(xù)相，液體是分散相，氣攜帶油高速噴出井口，氣液相對(duì)速度很小，氣體是整個(gè)流動(dòng)的控制因素。。流型為漸變，非突變。同一井不全出現(xiàn)全部流態(tài)按兩相介質(zhì)分布外形劃分泡流段塞流環(huán)流霧流按流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型劃分分散流間歇流分離流分散流第九章。第九章第九章第九章3)滑脫損失出現(xiàn)滑脫之后氣液混合物的密度將增大，從而產(chǎn)生

5、附加的壓力損失。多相垂直管流中，混合物液柱重力所消耗的能量遠(yuǎn)比其它能量消耗要大。單位管長(zhǎng)上的滑脫損失:=-第九章(2)氣液兩相流動(dòng)的研究模型兩相流動(dòng)規(guī)律比單相流動(dòng)復(fù)雜存在比例分布狀況均相流動(dòng)模型分相流動(dòng)模型流動(dòng)形態(tài)模型a.均相流動(dòng)模型：簡(jiǎn)稱均流模型，混合物為均勻介質(zhì)，流動(dòng)的參數(shù)取兩相介質(zhì)的平均值，從而按照單相介質(zhì)來(lái)處理。對(duì)泡流和霧流精度高，簡(jiǎn)單，方便，工程上適用。第九章b.分相流動(dòng)模型：簡(jiǎn)稱分流模型，氣、液分開(kāi)流動(dòng)，有流動(dòng)參數(shù)和物性參數(shù)，建立每相介質(zhì)動(dòng)力特性方程。該模型更能反映氣液兩相之間流動(dòng)狀況的

6、變化，但計(jì)算較復(fù)雜。c.流動(dòng)型態(tài)模型：分成幾種典型的流型，然后按不同流型的流動(dòng)機(jī)理分別研究其流動(dòng)規(guī)律。根據(jù)各種流型的特點(diǎn)建立相應(yīng)的關(guān)系式，從而能深入地研究?jī)上嗔鲃?dòng)的實(shí)質(zhì)。第九章克服重力位能動(dòng)能變化而損失的壓力其中:隨p變化。計(jì)算壓力分別應(yīng)分段。兩種迭代方法:壓差分段，按長(zhǎng)度增量迭代深度分段，按壓力增量迭代第九章(3)氣液兩相管流壓力分布計(jì)算步驟壓力梯度公式:選取一點(diǎn)(井口或井底)的壓力作為起點(diǎn)，選取一個(gè)合適的壓力降作為計(jì)算的壓力間隔（0.5~1MPa）；估計(jì)一個(gè)對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度增量。計(jì)算該管段的及對(duì)應(yīng)的物性

7、參數(shù)。計(jì)算該段。計(jì)算對(duì)應(yīng)的管長(zhǎng)。對(duì)比,若相差大,則以代,重復(fù)2到5步,直至為止。計(jì)算該段下端對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度及,以Li,Pi為起點(diǎn),重復(fù)2到7步,直至壓差分段的計(jì)算步驟:2.氣液混合物通過(guò)油嘴的流動(dòng)規(guī)律油嘴：調(diào)節(jié)和控制自噴井產(chǎn)量的裝置選擇油嘴的要求：②油井生產(chǎn)穩(wěn)定,不受地面管線和壓力波動(dòng)的影響。①保持油井高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)；第九章以氣體為例，忽略能量損失和位能變化，則出口流量為：①將高壓氣體通過(guò)油嘴的流動(dòng)視為絕熱過(guò)程第九章②根據(jù)氣體穩(wěn)定流動(dòng)能量方程求③由上面公式可得：第九章第九章④求最大產(chǎn)量對(duì)求導(dǎo)，令=0，解出第九章

8、⑤臨界壓力比（通過(guò)油嘴流量最大時(shí)的壓力比）時(shí)，非臨界流動(dòng)，下游壓力的影響將會(huì)逆流向上傳播，影響流量時(shí)，臨界流動(dòng)，下游壓力的變化無(wú)法逆流向上傳播，流量不隨變化第九章臨界流動(dòng)：流體的速度達(dá)到壓力波在該流體介質(zhì)中的傳播速度即聲速時(shí)的流動(dòng)。此時(shí)，過(guò)嘴流量只與有關(guān)。第九章臨界條件下，混合物的流量不受嘴后壓力波動(dòng)的影響，而只與嘴前壓力有關(guān)。第九章⑥嘴流曲線（油管特性曲線）通過(guò)油嘴的壓差臨界流動(dòng)條件下，成線性關(guān)系，如下圖：第九章二、自噴井管理及分層開(kāi)采1.自噴井管理