水平井变质量流动压降规律实验研究

水平井由于壁面孔眼流体的流入,造成沿水平井筒为流量不断增加的变质量流动。通过室内模拟实验,采用螺旋射孔钢管为实验管材,对壁面孔眼入流对主流压降的影响进行了研究。研究结果表明:随着注入比的增加,管中压降增大;由于入流与主流的掺混,将会造成一定附加压降,该值的大小与加速度压降和注入比两者间的比值成线性关系。考虑不同注入比条件,建立了井筒流动压降新模型,井筒中流动总压降为射孔管摩阻压降与附加压降两者之和,模型计算结果平均相对误差仅为7.5%,精度高于其他理论模型,从而为井筒流动和油藏流动耦合计算提供理论支持。

水平井筒射孔完井变质量流动压降规律

影响水平井产能和向井入流剖面的因素很多,水平井筒沿程压降是其中一个重要因素。结合水平井筒生产实际,在大庆多相流试验环道基础上,设计了壁面注入系统和变质量流动试验段,针对射孔水平井筒变质量流动规律进行了单相和两相变质量流动试验研究。结果表明,单相水平井筒沿程压降随注入比变化,并且存在临界注入比,当注入比超过临界注入比时,压降随着注入比增加显著。进一步的数值模拟研究揭示了其中的原因:当超过临界注入比后,射孔孔眼下游出现流动分离,混合压降开始起作用,从而引起压降的显著增加。油水两相变质量流动除了受注入比影响外,还受到含水率变化的影响,在高流量条件下,40%含水率时压降最高,流型为分散流型;低流量下,压降随含水率变化不大,流型为分层流型。该研究结果对完井设计有一定指导意义。

考虑井筒变质量流动的砾石充填水平井产能预测

应用质量守恒和动量守恒原理推导砾石充填水平井井筒内变质量流动压降方程,并采用拟三维思想,将地层内流体在三维空间的流动分为水平面内的向垂直裂缝流和近井区域垂直平面内的径向流,建立油藏渗流模型。提出将井筒变质量流与油藏渗流耦合的数学模型及求解方法。结果表明:利用该模型计算的水平井产能与实测结果平均误差仅为3.79%,沿井筒流量分布计算值与生产测井值基本一致;越靠近水平井跟端,井筒内流体流速越大,加速度损失和摩擦损失越大,压力下降越明显;随着砾石充填层渗透率增加,产量先急剧增加,后趋于平稳,合理选择砾石充填层渗透率对提高水平井产能有重要意义。

环形分布器内气体变质量流动及压强分布规律

利用激光多普勒测试技术等对环形分布器内气体变质量流动规律和压强分布进行了研究。环形流道内周向压强分布呈非单调变化 ,在距离气体进口 30～ 6 0°处压强最低。环形通道内存在大量循环气流和强烈湍动 ,切向速度分量远大于径向速度分量 ,导致周向压强分布的非单调变化。

垂直多孔通道中的变质量流动

导出了在垂直圆形多孔通道中的分流和合流流动含重力项的动量交换方程. 通过大型冷模实验,得出了分流、合流在向上流动、向下流动时的静压分布和虚拟压强分布,应用黄金分割法进行一维搜索,得出了实验条件下分流、合流的动量交换系数为0.77和1.26,平均相对误差分别为10%和15%. 结果说明表观气速较小时,重力的影响不能忽略.

水平井筒流体变质量流动压力梯度模型

建立了水平井筒油藏流体从管壁流入时孔眼段流体压力梯度模型 ,讨论了井筒有效管壁摩擦系数对流体压力梯度的影响。在此基础上 ,建立了同时考虑井筒流体流动和油藏渗流的井筒油藏耦合模型 ,该模型将Dikken模型中沿整个水平段单位长度生产指数为常数的假定进行了推广。在给定条件下对压力降模型进行了讨论 ,计算了单个孔眼段的压力损失。计算结果表明 ,水平井段较长或产量较高时 ,水平段流体压力降比较明显。

环形流道变质量流动的静压分布模型

根据动量平衡原理对环形流道内变质量流动进行一维分析 ,导出预测环形流道内变质量流动静压分布的计算表达式。预测结果与实验测量值平均相对偏差≤ 5 %。结果表明 。

环形分布器内变质量流动的CFD模拟研究

环形分布器是实现导热介质在列管式固定床反应器壳程均匀流动的关键部件,文中采用计算流体力学方法(CFD)对环形分布器内的变质量流动进行了模拟研究。首先计算了环形通道内的速度和静压力分布,在此基础上研究了穿孔阻力系数随开孔几何结构以及入口流体流速的变化规律。模拟结果表明:环形通道内存在较明显的速度梯度和压力梯度;随着流体不断分流,在流道内的流动速度不断减小,静压力逐渐增大。因此,需要沿流动方向将开孔直径逐渐减小,以增大穿孔阻力,从而实现流体的均布。对穿孔阻力系数变化规律的研究结果表明:穿孔阻力系数ξ与出口和主流道的流速比ui/u、厚径比δ/di和入口雷诺数Re0有关。在模拟范围内,ξ先随ui/u的增大而减小,到达一个临界值后,ξ不再随ui/u的增大而变化;δ/di对ξ影响不太明显;当Re0属于湍流范围时,ξ随Re0的变化不太明显,但是总体随Re0的增大而减小。

考虑井筒变质量流动水平井产能预测简易算法

为了考虑井筒变质量流动对水平井产能的影响,应用动量守恒定律建立了水平井井筒变质量流动压降控制方程,采用比采油指数描述油藏流体沿水平井井筒的入流规律,应用质量守恒定律将井筒与油藏的流动耦合,建立了水平井变质量流与油藏渗流耦合模型.该模型可计算水平井不同跟端压力时沿井筒压力和产液分布以及水平井产能.运用四阶Runge-Kutta法对模型进行求解.经实例计算表明：该模型计算所得沿水平井井筒流量分布与实测流量分布基本一致,产能计算误差仅为2.75%,无限导流能力假设条件下的水平井IPR曲线为一条倾斜直线,而水平井由于从井筒趾端到跟端压力不断降低,水平井IPR曲线呈向下弯曲趋势,向下弯曲幅度与井筒压降成正比.

考虑井筒变质量流动的溶解气驱油藏水平井流入动态特性研究

目前,国内外研究学者应用数值模拟方法研究溶解气驱油藏水平井流入动态时未考虑井筒流动的影响,对于高产、小井径水平井会产生较大的计算误差。针对存在的问题,使用Eclipse油藏数值模拟软件中考虑井筒变质量流与油层中渗流耦合的多段井模型,研究了井筒变质量流动对溶解气驱油藏水平井流入动态的影响。模拟结果表明:当油藏压力较高时,不同油藏衰竭程度时水平井无因次IPR曲线基本重合;但当油藏压力较低时,溶解气析出,油相饱和度减少,油相相对渗透率降低,油藏内两相渗流阻力和水平井筒内两相流动阻力增大,水平井无因次IPR曲线上凸趋势迅速增大。

环形通道内变质量流动的压强分布（上）

流体在环形通道内流动并同时沿周向均匀地分流与合流，对于某些大型化工设备，特别是涉及强放热化学反应的固定床反应器的正常操作是至关重要的。本文首次利用动量矩定理从理论上推出了环形通道内的变质量流动的压强分布规律，并通过实验测定了模型参数，为环形通道内开孔的周向分布提供必要的理论基础。

电站锅炉汇集集箱内流体变质量流动动量交换特性研究

基于汇集集箱离散单元控制体的动量方程和三通中直管局部阻力系数的表达式,利用前人的局部阻力试验结果推导出了表征汇集集箱内流体变质量流动动量交换特性的动量交换系数k的表达式,该表达式与前人动量交换系数的试验结果基本相符.

直管内变质量流动规律和均布技术的研究

通过动量衡算及能量衡算方法分析并计算了直管内变质量流体流动的流量分配。讨论了孔径、孔间距、总管流量与流量均布的关系。摸拟计算值与实验测定值较为吻合。提出了二次分流技术 ,实践证明 ,流量均布效果良好。

气流分布环中气体变质量流动及进气方式的探讨

介绍氧化反应器的气流分布环中气体变质量流动的规律 ,讨论了切向与径向两种进气方式对变质量流的影响 。

水平井筒变质量流动规律数值模拟研究

针对水平井分支井水平井筒段的变质量流动规律复杂,其水平井筒段压降难预测的问题,采用理论研究和数值模拟方法相结合,即根据流体遵循的基本定律,应用计算流体动力学方法 (CFD软件)建立水平井筒段的数值模型,通过对建立的水平井筒段数值模型进行单相多相流动模拟研究,得到了水平段的内流场和相关的流动变化规律,同时通过分段考虑水平井筒各段压降再叠加的方法,提出了计算不同井筒流速条件下压降计算方法,这对于水平井分支井水平段变质量流动规律的研究具有重要借鉴意义。

列管反应器改进结构环形分布器内变质量流动的数值分析

环形分布器是实现载热体在列管式固定床反应器壳程均匀流动的重要部件。采用计算流体力学方法对丙烯氧化反应器壳程熔盐在改进结构型式(即椭圆扩张型进口,进口处两侧分别设置呈45°的导流挡板,挡板上均匀分布小孔,不均匀的开孔方式)的环形分布器内的变质量流动进行了模拟研究,分析了环形分布器内的速度及静压分布规律,并与传统型式环形分布器进行对比,并考察了出口分布孔数目及进口熔盐流量对均布效果的影响。通过计算发现,改进结构的分布器均布特性优于传统结构;优选24个分布孔能够满足流体均布的要求,且分布孔达到36,流体均布情况基本稳定;减小进口熔盐流速,进口区域速度及静压波动较小,减小了进口能量损耗,有利于流体均布。

变质量管内流动与油藏耦合的数值模拟

研究了水平井筒内变质量单相流动的压降规律 ,数值计算得到了压降系数随雷诺数和壁面注入量变化的系列数据 ,提出了与油藏耦合模拟预测产油量的简化模型。

水平井酸化中变质量流动计算模型

在水平井酸化中,酸液沿整个水平段的合理置放是酸化成功的关键。本文考虑酸液在在酸化过程中的流动特点,建立了酸液沿水平井筒变质量流动数学模型,得到了考虑具有边界流出的水平井酸化数学模型。通过对模型进行数值求解,得到了酸液沿井筒流动时的压力分布、流量分布、不同时间酸液进入井筒周围储层的入流剖面等之间的关系。所得结果可为水平井酸化增产提供理论指导。

变质量气液分层流动数值模拟

管内气液两相分层流动是管道输运和水平井采油中的重要研究课题之一 ,而气液界面是研究的重点内容 ,尤其有气泡穿过界面的分层流是水平井采油中有射孔注入时不可回避的流动现象 ,也是数值计算的难点所在。首先采用一维定常模型对分层流作整体研究 ,然后采用三维非定常模型进行数值研究 ,利用VOF方法捕捉气液界面 ,应用RNG湍流模式和有限体积数值方法计算圆管内三维非定常雷诺方程 。

压裂水平井考虑裂缝变质量线性流模型

应用复位势理论、叠加原理,并把裂缝内流动分为两个部分:远离井筒的变质量线性流和靠近井筒的径向流,建立了产能预测公式。结合实际数据,计算了不同地层渗透率、裂缝条数、裂缝间距和裂缝长度条件下,考虑和不考虑变质量线性流段的产能,通过分析发现:1当地层渗透率较大时,考虑和不考虑变质量线性流段的产量相差较大;2裂缝条数越少、裂缝间距越大、裂缝长度越长,考虑和不考虑变质量线性流动之间的产量相差越大。因此,压裂缝中远离井筒的线性流动对产能预测有很大影响。最后,用实际的生产井数据验证了公式的可靠性,结果表明产能公式是可靠的。