采油工程1-課件

1、Inflow Performance Relationship & Wellbore Multiphase Flow Well Inflow PerformanceBasic Conception of Wellbore Two Phase FlowOrkiszewski CorrelationBeggs-Brill Correlation 主要內容主要內容自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)自噴井生產(chǎn)系統(tǒng)分離器地面油嘴井口安全閥（海上油井）安全閥（海上油井）節(jié)流器（海上油井）節(jié)流器（海上油井）井底流壓Pwf井底油層面上的壓力Pwfs 平均地層壓力Pr集氣管網(wǎng)油罐 井筒設備：井筒設備：油管、封隔器、配產(chǎn)器；

2、地面設備：地面設備：井口裝置（又稱采油樹），內含有油嘴。油井生產(chǎn)過程油井生產(chǎn)過程 第一節(jié)第一節(jié) 油井流入動態(tài)（油井流入動態(tài)（IPRIPR曲線）曲線） wfPoQ線性流徑向流2lnooeoowk h PqrBrPoook AqL復合型：復合型：P Pwfwf P Pb b P Pb b, ,單相滲流，單相滲流， 牛頓流體（剛性水驅）牛頓流體（剛性水驅）曲線型：曲線型：a.a.非牛頓流體單相驅，非牛頓流體單相驅， b.b.P Pwfwf 1.5時，應用Standing方法計算結果不合理，可應用Harrison方法：max()max(1)/oFEoFEqq=Pwf=0Pwf=0max()oFEqma

3、x(1)oFEq=三種圖版對應的油井流動效率范圍不同三種圖版對應的油井流動效率范圍不同HarrisonHarrison方法和方法和StandingStanding方法圖版中的最大產(chǎn)液量是方法圖版中的最大產(chǎn)液量是FE=1FE=1時的最大產(chǎn)液量，不是油井實際的最大產(chǎn)液量。時的最大產(chǎn)液量，不是油井實際的最大產(chǎn)液量。HarrisonHarrison方法的圖版可以獲得高流動效率井和低流壓井的方法的圖版可以獲得高流動效率井和低流壓井的最大產(chǎn)液量，而最大產(chǎn)液量，而StandingStanding方法不能。方法不能。 ) 1(maxFEqqoo圖 2 - 7 H a r r i s o n無 因 次 I P

4、R曲 線 ( F E 1 )2PCPBAqnrwfrwfooPPvPPvqq2max11 srhLhLrBhkJwehooohh2/ln/4ln/543. 0srhLhrLrLBhkJwehehooohh2/ln/2/2/11ln/543. 02shrhLhLLaaBhkJwooohh2/2/ln/2/2/ln/543. 022222 srhLhXBhkJwooohh12/ln/cosh/543. 0組合型組合型IPRIPR曲線曲線)(wfroPPJqwfbPP時1.()rbbJ PqP2.時時bwfPP油藏中同時存在單相流、油氣兩相流。油藏中同時存在單相流、油氣兩相流。21 0.20.8()

5、 wfbwfobbcPPqPPqq)(8 . 0)(2 . 01 8 . 12bwfbwfbbroPPPPPPPqJ3.3.當當 后，油藏中出現(xiàn)后，油藏中出現(xiàn)兩相兩相流動。流動。bwfPP1.81.8(1)bbrbcqJPqPP)(wfroPPJq)( 8 . 02 . 01 2bwfbwfcboPPPPqqqwfbPP時wfodPdqJ8 . 1bcJPq 26 . 12 . 0bwfcbcwfoPPqPqdPdqbcbcPqPqJ16 . 12 . 0)/(brbPPqJ) 1( 8 . 1brbcPPqq當測試壓力 ，求 時的產(chǎn)量并繪制IPR曲線bwftestPPbwfPP求求J J：由

6、：由)(wftestrotestPPJqwftestrotestPPqJ求求q qc c：8 . 1bcJPq 求不同求不同q qwfwf下的產(chǎn)量下的產(chǎn)量q qo o：繪制繪制IPRIPR曲線曲線wfbPP時)( 8 . 02 . 01 2bwfbwfcboPPPPqqqbwfPP時)(wfroPPJq當測試壓力 ，求不同 下的產(chǎn)量并繪制IPR曲線bwftestPPwfP求求J J：由：由)(brbPPJq求求q qc c8 . 1bcJPq 求產(chǎn)量求產(chǎn)量q qo o：)(8 . 02 . 01 2bwftestbwftestcbotestPPPPqqq繪制繪制IPRIPR曲線曲線)(8 .

7、0)(2 . 01 8 . 12bwftestbwftestbbrotestPPPPPPPqJ單相流采油指數(shù)：wfbPP時)( 8 . 02 . 01 2bwfbwfcboPPPPqqqbwfPP時)(wfroPPJq已知D井平均地層壓力為16MPa，Pb為13MPa,Pwf為8MPa時的產(chǎn)量為71.45m3/d，試計算Pwf為14MPa和7MPa時的產(chǎn)量并繪制該井的 IPR曲線。bqJ和22310.2()0.8() 1.871.451388161310.2()0.8() 1.8131310/( .)owfwfbrbbbqPPPJPPPPmd MPa=例例 題題3()10161330/rbbJ

8、 PPmqdmaxocqq 和310 1372.22/1.81.8bcJmdqPx3ma3072.22102.22/bcoqqmqd114wfPMPa31()1016 1420/orbqJ PPmd27wfPMPa22231 0.20.8() 773072.221 0.20.877.69/1313wfwfobbcbqPPqPPmqdPwf,MPa161414870Qo,m3/d0203071.4577.69102.22 (1)twoilwwaterqfqf q()()(1)wfwwf oilwwf waterPfPf P多層油藏油井流入動態(tài)多層油藏油井流入動態(tài)隨著流壓的降隨著流壓的降低，供液的

9、小低，供液的小層增加、產(chǎn)量層增加、產(chǎn)量增加、采液指增加、采液指數(shù)增加。數(shù)增加。2.2.層間有干擾層間有干擾油層壓力小于水層壓力油層壓力小于水層壓力a.全井IPR曲線b.油層單獨測試的IPR曲線c.水層單獨測試的IPR曲線A油層靜壓PoB全井靜壓PeC水層靜壓Pw當井底流壓大于全井靜壓(PwfPe)時，井口不出液，而此時水層出水，出水量為CB曲線。水去哪了？水去哪了？當PePwfPo時，井口出水，但水層出水量高于井口產(chǎn)水量。水又去哪了？水又去哪了？當井底流壓小于油層靜壓(PwfPo)時，井口同時產(chǎn)出水和油，此時全井的IPR曲線為油、水層IPR曲線的迭加。C在PwfPo之前，井口全部產(chǎn)水，油井含水

10、率為100。 當PwfPo時，井口開始產(chǎn)油，含水率開始下降。 結論結論: :123owfPP時，發(fā)生高壓層向低壓層的倒灌層間干擾；owfPP時，無層間干擾井口含水率隨流壓的降低而降低，即降低流壓既可以提高油井產(chǎn)量，又可以降低含水率（但產(chǎn)水量也增加）。油層壓力大于水層壓力油層壓力大于水層壓力123油井含水率隨流壓的降低而上升; swsoPP wwfPP時，只產(chǎn)油；wwfPP時，同時產(chǎn)出水和油;本本 節(jié)節(jié) 小小 結結基本概念：油井流入動態(tài)；采液指數(shù)；表皮系數(shù)；流動效率基本概念：油井流入動態(tài)；采液指數(shù)；表皮系數(shù)；流動效率基本方法：基本方法：IPR曲線求取曲線求取基本方法的擴展與修正：基本方法的擴展與

11、修正：液相液相氣液兩相氣液兩相液相液相+氣液氣液油氣水三相油氣水三相采液指數(shù)采液指數(shù)Vogel組合式組合式PetrobrasuStanding Harrisonu水平井、定向井水平井、定向井表皮效應表皮效應:由于鉆井、完井、由于鉆井、完井、作業(yè)或采取增產(chǎn)措施，使作業(yè)或采取增產(chǎn)措施，使井底附近地層的滲透率變井底附近地層的滲透率變差或變好，從而引起附加差或變好，從而引起附加流動壓力的效應。流動壓力的效應。流入動態(tài)研究方法流入動態(tài)研究方法VogelVogel方法方法費特柯維費特柯維奇方法奇方法StandingStanding方法方法HarrisonHarrison方法方法直井直井斜井斜井水平井水平井

12、油氣兩相油氣兩相油氣水三相油氣水三相ChengCheng方法方法完善井完善井不完善井不完善井PetrobrasPetrobras方法方法BendakhliaBendakhlia方法方法BorisovBorisov方法方法EconomidesEconomides方法方法JoshiJoshi方法方法GigerGiger方法方法MutalikMutalik等方法等方法Basic Conception of Wellbore Two Phase Flowa.a.出現(xiàn)條件出現(xiàn)條件btpp wfbtpppbwfpptfHwfppppwfp多相流多相流油（或油（或+水）水）+氣氣單相流單相流油（或油（或+水

13、）水）1.1.油氣混合物在垂直管中的流動特征油氣混合物在垂直管中的流動特征 d.d.能量消耗能量消耗單相：重力單相：重力+ +摩阻摩阻多相：重力多相：重力+ +摩阻摩阻+ +動能損失動能損失單相：單相：多相：自下而上多相：自下而上Cvq,mvq,c.c.運動參數(shù)運動參數(shù)流壓：流壓：從油層流到井底后具有的壓力。從油層流到井底后具有的壓力。油壓：油壓：流壓作用下，克服靜液柱壓力和流動流壓作用下，克服靜液柱壓力和流動 阻力阻力后的壓力。后的壓力。多相垂直管流+混合物的密度、粘度、流速等會隨溫度、壓力變化而變化流動形態(tài)會發(fā)生變化能量損失主要包括：重力損失摩擦損失滑脫損失油氣混合物在垂直管中的流動特征油

14、氣混合物在垂直管中的流動特征根據(jù)兩相介質分布的外形分為根據(jù)兩相介質分布的外形分為5類：類：原油從井底流到井口，主要克服原油從井底流到井口，主要克服重力損失重力損失和和摩擦損失摩擦損失，壓力越來越小，當井筒壓力低于飽和壓力時，溶解氣從壓力越來越小，當井筒壓力低于飽和壓力時，溶解氣從油中分離出來，氣體體積不斷膨脹，導致油氣分布狀態(tài)油中分離出來，氣體體積不斷膨脹，導致油氣分布狀態(tài)發(fā)生變化。發(fā)生變化。泡流泡流特點：特點：氣體是分散相，液體是連續(xù)相；重力氣體是分散相，液體是連續(xù)相；重力損失為主，滑脫現(xiàn)象比較嚴重。損失為主，滑脫現(xiàn)象比較嚴重。各流態(tài)的主要特征各流態(tài)的主要特征泡流泡流混合物繼續(xù)向上流動，壓力

15、逐漸降低，氣混合物繼續(xù)向上流動，壓力逐漸降低，氣體不斷膨脹，小氣泡合并成體不斷膨脹，小氣泡合并成大氣泡大氣泡，井筒，井筒內將形成一段液一段氣的結構。內將形成一段液一段氣的結構。氣體呈分散相，液體呈連續(xù)相；氣體呈分散相，液體呈連續(xù)相；一段氣一段液交替出現(xiàn)；一段氣一段液交替出現(xiàn)；氣體膨脹能得到較好的利用；氣體膨脹能得到較好的利用；滑脫損失變?。换摀p失變?。荒Σ翐p失變大。摩擦損失變大。段塞流段塞流壓力繼續(xù)下降，氣泡從中間突破，油管中壓力繼續(xù)下降，氣泡從中間突破，油管中心是連續(xù)的氣流，管壁為油環(huán)。心是連續(xù)的氣流，管壁為油環(huán)。環(huán)流環(huán)流壓力進一步下降，氣體體積流量足夠大，占據(jù)壓力進一步下降，氣體體積流量

16、足夠大，占據(jù)整個油管，液體以整個油管，液體以液滴形式液滴形式分散在氣流中分散在氣流中。氣體是連續(xù)相，液體是分散相；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；氣體以很高的速度攜帶液滴噴出井口；氣、液之間的相對運動速度很小；氣、液之間的相對運動速度很?。粴庀嗍钦麄€流動的控制因素。氣相是整個流動的控制因素。霧流霧流( (三三) )滑脫現(xiàn)象及特性參數(shù)滑脫現(xiàn)象及特性參數(shù)1.1.滑脫現(xiàn)象滑脫現(xiàn)象井筒氣液兩相流動中，混合物的重力損失一般大于其井筒氣液兩相流動中，混合物的重力損失一般大于其它能量損失；它能量損失；重力損失的大小直接取決于井深和混合物密度；重力損失的大小直接取決于井深和混合物

17、密度；混合物的密度與滑脫現(xiàn)象有關?；旌衔锏拿芏扰c滑脫現(xiàn)象有關。氣液兩相過流斷面示意圖因滑脫而產(chǎn)生的附加壓力損失因滑脫而產(chǎn)生的附加壓力損失稱為稱為滑脫損失滑脫損失。通常用通常用有有、無無滑脫時混合物滑脫時混合物的密度之差的密度之差 來表示單位管長來表示單位管長上的滑脫損失：上的滑脫損失：mmmAAVVHLLLAAVVHGGG1LGHH2.求取混合物密度求取混合物密度LGLmLLqqqqqGLLLGLGGLLmqqqq1無滑脫時的混合物密度無滑脫時的混合物密度LALALALLGGm滑脫時的滑脫時的AAVVHLLLAAVVHGGG1LGHHLLLGmHH1滑脫損失滑脫損失GLLLLLmmmHH總結總

18、結多相垂直管流特性多相垂直管流特性流態(tài)變化流態(tài)變化壓力損失壓力損失純油流純油流泡流泡流段塞流段塞流環(huán)流環(huán)流霧流霧流重力損失：重力損失：摩擦損失：摩擦損失：滑脫損失：滑脫損失：Hm、mm、m計算難度增大關鍵是計算mmm、 傾斜管流能量平衡關系示意圖傾斜管流能量平衡關系示意圖11 1211,2UPVmvmgh222222,2UPVmvmgh11sinhZ22sinhZ-q1122二、井筒氣液兩相流能量平衡方程二、井筒氣液兩相流能量平衡方程及壓力分布計算步驟及壓力分布計算步驟1.1.能量平衡方程推導能量平衡方程推導質量為質量為m的流體，在一定狀的流體，在一定狀態(tài)下具有的能量包括：內能、態(tài)下具有的能量

19、包括：內能、位能、動能和壓縮（或膨脹）位能、動能和壓縮（或膨脹）能。能。2222221121112sin2sinVPmvmgZUqVPmvmgZU斷面斷面1 1和和2 2流體能量平衡關系：流體能量平衡關系：dzdvvDvfgdzdp2sin2寫成微分形式： 0)(sindqPVddZmgmvdvdUwdlPdVdqdUwrdldq PdVdUdqdqr由于（摩擦產(chǎn)生的熱量消耗的功）（摩擦產(chǎn)生的熱量消耗的功）0sinwdldZmgmvdvVdPm取單位質量10sin1wdldZgvdvdP寫成壓力梯度形式取取z軸方向為自軸方向為自上上而而下下：加速度摩擦舉高)()()(dZdPdZdPdZdPd

20、ZdP則：則：令：令：2)()(sin)(2vdfdZdIdZdPdZdvvdZdPgdZdPw摩擦加速度舉高dzdvvDvfgdzdp2sin22sin2mmmmmmmvdfdZdvvgdhdP水平管流水平管流: :dxdvvDvfdxdp22垂直管流垂直管流: :dhdvvDvfgdhdp22多相混合物流動多相混合物流動: :以計算段下端壓力為起點，重復步。以計算段下端壓力為起點，重復步。2.2.垂直多相管流壓力分布計算步驟垂直多相管流壓力分布計算步驟重復的計算，直至重復的計算，直至 。hh已知任一點已知任一點( (井口或井底井口或井底) )的壓力作為的壓力作為起點，任選一個合適的壓力間隔

21、起點，任選一個合適的壓力間隔 p p。估計一個對應的深度增量估計一個對應的深度增量 h h 。計算該管段的平均溫度及平均壓力，計算該管段的平均溫度及平均壓力，并確定流體性質參數(shù)。并確定流體性質參數(shù)。并計算該段的壓力梯度并計算該段的壓力梯度dp/dhdp/dh。計算對應于的該段管長計算對應于的該段管長( (深度差深度差) ) h h。計算該段下端對應的深度及壓力。計算該段下端對應的深度及壓力。P0=PwfP0=Pwf hhP1=P0+P1=P0+ P h hPtPt以計算段下端壓力為起點，重復步。重復的計算，直至 。pp已知任一點(井口或井底)的壓力作為起點，以固定的h 將井筒分為n段。估計一個

22、對應的壓力增量p。計算該管段的平均溫度及平均壓力，并確定流體性質參數(shù)。并計算該段的壓力梯度dp/dh。計算對應于的該段的壓降p。計算該段下端對應的深度及壓力。P0=PwfP0=Pwf ppP1=P0+P1=P0+ P p pPtPt注意的問題：注意的問題：a.a.計算壓力分布過程中，溫度和壓力是相關的；計算壓力分布過程中，溫度和壓力是相關的；b.b.流體物性參數(shù)計算至關重要；流體物性參數(shù)計算至關重要；c.c.不同的多相流計算方法差別較大，因此在實際應用中不同的多相流計算方法差別較大，因此在實際應用中有必要根據(jù)油井的實際情況篩選精度相對高的方法。有必要根據(jù)油井的實際情況篩選精度相對高的方法。第三

23、節(jié)第三節(jié) OrkiszewskiOrkiszewski方法方法 綜合了綜合了Griffith & Wallis Griffith & Wallis 和和 Duns & Ros Duns & Ros 等等方法方法； 處理過渡性流型時，采用處理過渡性流型時，采用RosRos方法方法( (內插法內插法) )； 針對每種流動型態(tài)提出存容比及摩擦損失的計算方法；針對每種流動型態(tài)提出存容比及摩擦損失的計算方法； 提出了四種流型，即泡流、段塞流、過渡流及環(huán)霧流。提出了四種流型，即泡流、段塞流、過渡流及環(huán)霧流。 把把GriffithGriffith段塞流相關式改進后推廣到了高流

24、速區(qū)；段塞流相關式改進后推廣到了高流速區(qū)； 1967年年奧其斯?jié)伤够鶌W其斯?jié)伤够岢鎏岢隽肆诉m用于適用于多相多相垂直管流計算垂直管流計算方法，其主要特點包括：方法，其主要特點包括：fmmmmdPdhgddvhv 只有在霧流條件，氣體體積流量遠大于液體體積流量，只有在霧流條件，氣體體積流量遠大于液體體積流量，近似等于總的體積流量，其它條件動能變化近似為近似等于總的體積流量，其它條件動能變化近似為0 0。一、一、壓力降公式及流動型態(tài)劃分界限壓力降公式及流動型態(tài)劃分界限Pressure Gradient Correlation and Flow pattern Transitions壓力降是壓力降是

25、摩擦能量損失摩擦能量損失、勢能變化勢能變化和和動能變化動能變化之和：之和：根據(jù)氣體定律：根據(jù)氣體定律：ZnRTPV gqPZnRTVpgmAqdPPAqdqAdpggpm1dPPqdqgg又由于mptmAW且所以2tmmgpmWqdpAvPv d 把梯度變?yōu)橛嬎愎芏?，則：khdhkPdPmmPP 計算管段的壓降公式為關鍵是求：關鍵是求：混合物密度混合物密度m和摩擦損失梯度和摩擦損失梯度fOrkiszewskiOrkiszewski方法流型劃分界限方法流型劃分界限不同流動型態(tài)下不同流動型態(tài)下 和和 的計算方法不同。的計算方法不同。mf4/1)(gAqvlPggDvLtB/7277. 0701.

26、12gLgSqqvL365075. 0)(8475gLgMqqvL、Lqgqtq、為平均溫度、壓力下的液體、氣體及總的體積流量為平均溫度、壓力下的液體、氣體及總的體積流量 二、平均密度及摩擦損失梯度的計算二、平均密度及摩擦損失梯度的計算氣相存容比氣相存容比( (含氣率含氣率) )H Hg g ：管段中氣相體積與管段容積之比值。管段中氣相體積與管段容積之比值。液相存容比液相存容比( (持液率持液率) )H HL L ：管段中液相體積與管段容積之比值。管段中液相體積與管段容積之比值。1.1.泡流泡流1gLHHggLgggLLmHHHH)1 (平均密度平均密度: :gH可由可由滑脫速度滑脫速度來確定

27、來確定GHLH(1)gtgpgpgsqqqvvA HAHv滑脫速度滑脫速度：氣相流速與液相流速之差氣相流速與液相流速之差。2411(1)2gttgsppspsvvqqqHAAAv則：則：D/ReNf圖1-21vDNRe雷諾數(shù)雷諾數(shù)摩擦阻力系數(shù)曲線摩擦阻力系數(shù)曲線 D泡流摩擦損失梯度按液相進行計算：泡流摩擦損失梯度按液相進行計算：22LHLtvDf)1 (gpLLHHAqv一般油管的絕對粗糙度為一般油管的絕對粗糙度為 m51057. 42.2.段塞流段塞流lpstpsltmAvqAvW平均密度平均密度: :段塞流的摩擦梯度：段塞流的摩擦梯度：)(22pstpsltlfAvqAvqDvf段塞流計算

28、中，關鍵是滑脫速度段塞流計算中，關鍵是滑脫速度v vs s的計算。的計算。目前，目前，v vs s的計算方法有兩種：查圖迭代法和經(jīng)驗公式法。的計算方法有兩種：查圖迭代法和經(jīng)驗公式法。流體分布系數(shù)流體分布系數(shù)slblDNv泡流雷諾數(shù)：泡流雷諾數(shù)：C C1 1N Nb b曲線曲線RetllDNv雷諾數(shù)：雷諾數(shù)：滑脫速度的計算滑脫速度的計算迭代法迭代法gDCCvs21滑脫速度：滑脫速度： C C2 2N NReRe曲線曲線 （假設Vs）滑脫速度的計算滑脫速度的計算經(jīng)驗公式法經(jīng)驗公式法3000bNgDNvs)1074. 8546. 0(Re68000bNgDNvres)1074. 835. 0(680

29、003000bNDLvvvLsisis321017.1121gDNvgesi)1074. 8251. 0(6MiSMsgSLSMgMmLLLvLLvL過渡流的混合物平均密度及摩擦梯度是先按過渡流的混合物平均密度及摩擦梯度是先按段塞流段塞流和和霧流霧流分別分別進行計算，然后用進行計算，然后用內插方法內插方法來確定相應的數(shù)值。來確定相應的數(shù)值。MiSMggSLSMgMtLLLvLLvL(3)(3)過渡流過渡流ggLgggLLmHHHH)1 (霧流混合物霧流混合物平均密度計算公式與泡流相同：計算公式與泡流相同：由于霧流的氣液無相對運動速度，即滑脫速度接近于零，由于霧流的氣液無相對運動速度，即滑脫速度

30、接近于零，基本上沒有滑脫。基本上沒有滑脫。霧流摩擦系數(shù)可根據(jù)氣體雷諾數(shù)和液膜相對粗糙度查圖得。霧流摩擦系數(shù)可根據(jù)氣體雷諾數(shù)和液膜相對粗糙度查圖得。Dvfsggf22摩擦梯度摩擦梯度: :(4)(4)霧流霧流gLggqqqH所以：所以： 以以井井口口油油壓壓或或井井底底流流壓壓為為起起點點， 選選擇擇合合適適的的壓壓力力間間隔隔P，假假設設h 計計算算平平均均 P P 和和 T T，并并求求得得在在此此 P P 和和 T T 下下的的流流體體性性質質參參數(shù)數(shù)和和流流動動參參數(shù)數(shù)，以以及及相相應應的的流流動動型型態(tài)態(tài)界界限限 L LB B、L Lg g和和 L LM M 確確定定流流動動型型態(tài)態(tài)

31、霧霧流流 計計算算氣氣相相存存容容比比、 平平均均密密度度及及摩摩擦擦梯梯度度 過過渡渡流流 分分別別按按段段塞塞流流和和霧霧流流計計算算平平均均密密度度及及摩摩擦擦梯梯度度，并并進進行行內內插插 段段塞塞流流 計計算算滑滑脫脫速速度度、液液體體分分布布系系數(shù)數(shù)、平平均均密密度度和和摩摩擦擦梯梯度度 泡泡流流 計計算算氣氣相相存存容容比比、 平平均均密密度度和和摩摩擦擦梯梯度度 計計算算并并比比較較h， 重重復復上上述述計計算算使使h的的計計算算值值與與假假設設值值相相等等或或在在允允許許的的誤誤差差范范圍圍內內 重重復復上上述述步步驟驟，直直到到h的的等等于于或或大大于于油油層層深深度度為為

32、止止 OrkiszewskiOrkiszewski方方法計算流程框圖法計算流程框圖第四節(jié)第四節(jié) Beggs & Brill Beggs & Brill 方法方法 水和空氣、聚丙烯管實驗基礎上總結的水和空氣、聚丙烯管實驗基礎上總結的方法方法 建立流型分布圖，將七種流型歸為三類，增加了過渡流建立流型分布圖，將七種流型歸為三類，增加了過渡流 計算時先按水平管流計算，然后采用傾斜校正系數(shù)校計算時先按水平管流計算，然后采用傾斜校正系數(shù)校正成相應的傾斜管流正成相應的傾斜管流 傾斜度傾斜度 -90 -90 +90+90，分上坡和下坡流動，分上坡和下坡流動 19731973年提出，適用于年提出

33、，適用于水平、垂直和任意傾斜水平、垂直和任意傾斜管流計算管流計算Beggs & Brill Beggs & Brill 兩相水平管流型兩相水平管流型 加速度摩擦位差dZdPdZdPdZdPdZdP一、基本方程一、基本方程 單位質量氣液混合物穩(wěn)定流動的機械能量守恒方程為：單位質量氣液混合物穩(wěn)定流動的機械能量守恒方程為：(1)(1)位差壓力梯度：消耗于混合物靜水壓頭的壓力梯度。位差壓力梯度：消耗于混合物靜水壓頭的壓力梯度。假設條件假設條件: :氣液混合物既未對外作功，也未受外界功。氣液混合物既未對外作功，也未受外界功。sin1singHHgdZdpLgLL位差2/22mmdpG A

34、dZDD摩擦(2)(2)摩擦壓力梯度：克服管壁流動阻力消耗的壓力梯度。摩擦壓力梯度：克服管壁流動阻力消耗的壓力梯度。mdpddZdZ加速度(3)(3)加速度壓力梯度：由于動能變化而消耗的壓力梯度。加速度壓力梯度：由于動能變化而消耗的壓力梯度。msgdpdpdZPdZ 加速度AQvgsg/忽略液體壓縮性、考慮到氣體質量流速變化遠遠小于氣體忽略液體壓縮性、考慮到氣體質量流速變化遠遠小于氣體密度變化，則：密度變化，則：(1) sin21(1)/mLLgLLLgLmsgGHHgdPDAdZHHP (4)(4)總壓力梯度（總壓力梯度（Beggs-BrillBeggs-Brill方法的基本方程）方法的基本

35、方程）二、二、Beggs & BrillBeggs & Brill方法的流型分布圖及流型判別式方法的流型分布圖及流型判別式Beggs-BrillBeggs-Brill流型分布圖流型分布圖 分離流分離流間歇流間歇流過過度度流流分散流分散流判別條件流 型2101. 001. 0LNELNEFrLFrL，或，分 離 流32,01. 0LNLEFrL過 渡 流43134 . 04 . 001. 0LNLELNLEFrLFrL，或，間 歇 流414 . 04 . 0LNELNEFrLFrL，或，分 散 流Beggs-BrillBeggs-Brill法流型判別條件法流型判別條件FrNN N

36、FrFr為弗魯?shù)聰?shù)為弗魯?shù)聰?shù)gllQQQlEgDNFr2入口無滑脫持液率入口無滑脫持液率)0()(LLHHCFrbLLNaEH)0(三、持液率及混合物密度確定三、持液率及混合物密度確定(1)(1)持液率持液率Beggs & BrillBeggs & Brill方法計算傾斜管流時首先按方法計算傾斜管流時首先按水平管水平管計計算算, ,然后進行傾斜校正。然后進行傾斜校正。流 型a b c分 離 流間 歇 流分 散 流0.98 0.4846 0.08680.845 0.5351 0.01731.065 0.5929 0.0609a a、b b、c c常數(shù)表常數(shù)表實驗結果表明，傾斜校正系數(shù)與傾斜角、無滑實驗結果表明，傾斜校正系數(shù)與傾斜角、無滑脫持液率、弗洛德數(shù)及液體速度數(shù)有關。脫持液率、弗洛德數(shù)及液體速度數(shù)有關。不同不同E EL L