当井底压力低于饱和压力时,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,油管中便由单相流变为气液两相流动。
井筒气液两相流
当井底压力低于饱和压力时或当井底压力高于饱和压力而井口压力低于饱和压力时油管中的流动形态。
- 英文名称
- gas-liquid two-phase flow in wellbore
- 所属学科
- 工程热物理及动力工程
流型是指流动过程中油、气的分布状态。流型与油气体积比、流速及油气的界面性质有关。流型分为:①纯液流。井筒压力大于饱和压力,天然气溶解在原油中。②泡流。井筒压力稍低于饱和压力时,溶解气开始从油中分离出来,气体都以小气泡分散在液相中,气泡直径相对于油管直径要小很多。③段塞流。当混合物继续向上流动,压力逐渐降低,气体不断膨胀,小气泡将合并成大气泡,直到能够占据整个油管断面时,井筒内将形成一段油-气结构。其主要特点为气体呈分散相,液体呈连续相,泡弹状的大气泡托着油柱向上流动,像一个破漏的活塞向上推油,油、气间的相对运动要比泡流小,滑脱也小。④环流。随着混合物继续向上流动,压力不断下降,气相体积继续增大,泡弹状的气泡不断加长,逐渐由油管中间突破,形成油管中心是连续的气流而管壁为油环的流动结构。其特点为气液两相都是连续的,气体举油作用主要是靠摩擦携带。⑤雾流。在油气混合物继续上升过程中,压力下降使气体的体积流量增加到足够大时,油管中流动的气流芯子将变得很粗,沿管壁流动的油环变得很薄,绝大部分油以小油滴分散在气流中。其特点为气体是连续相,液体是分散相,气体以很高的速度携带液滴喷出井口,气、液之间的相对运动速度很小,气相是整个流动的控制因素。
油井中可能出现的流型自下而上依次为:纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。实际上,在同一口井内,不会出现完整的流型变化,环流和雾流只是出现在混合物流速和气液比很高的情况下。一般自喷井内,段塞流是主要的。
贝格斯-布里尔(Beggs-Brill)方法可用于水平、垂直和任意倾斜气液两相管流动计算。对于水平管气液两相流的全部流型,根据气液分布状况和流动特性,归并为三类:①分离流:分层流、波状流、环状流 。②间歇流:团状流、段塞流。 ③分散流:泡流、雾流。