第一章 油井流入动态与井筒多相流动计算

第二节 井筒气液两相流基本概念

一、教学目的

掌握井筒气液两相流动的特点、流态及其特征；井筒气液两相流动中能量平衡方程的推导以及压力分布计算的方法（按压力增量迭代和按深度增量迭代方法）。 二、教学重点、难点 教学重点：

1、气液两相流的特性；

2、井筒气液两相流动的能量平衡方程。 教学难点：

1、滑脱及其特征；

2、气液两相流动的能量平衡方程。 三、教法说明

课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关流态图形。

四、教学内容 本节主要介绍两个方面的问题： 1. 井筒气液两相流动的特性.

2. 井筒气液两相流能量平衡方程及压力分布计算步骤.

(一) 井筒气液两相流动的特性

相的概念:相是体系中具有相同化学组成和物理性质的一部分 ，与体系的其它均匀部分有界面隔开。

例如：水--冰系统、泥浆、油--气--水等均是多相体系

第二节 井筒气液两相流基本概念 第一章 油井流入动态与井筒多相流动计算

油气是深埋于地下的流体矿藏。随压力的降低，溶解气将不断从原油中逸出，因此，井筒中将不可避免地出现气液两相流动。采油设备的优化设计和工况分析、油气集输设计等都离不开气液两相流的理论与计算方法。

自喷采油法：利用油层本身的能量使地层原油喷到地面的方法。 自喷采油原理：主要依靠溶解在原油中的气体随压力的降低分离出来而发生的膨胀。 一、气液两相流动与单相液流的比较 我们对单相液流和气液两相流做如下对比： 表1-1 气液两相流动与单相液体的比较 比较项目 能量来源 单相液流 井底流压 气液两相流 井底流压 气体膨胀能 重力损失 重力损失 能量损失 摩擦损失 动能损失 流动型态 能量关系 基本不变 简单 流型变化 复杂 摩擦损失 2、气液混合物在垂直管中的流动结构——流动型态的变化 流动型态（流动结构、流型）： 流动过程中油、气的分布状态。 影响流型的因素：

第二节 井筒气液两相流基本概念 第一章 油井流入动态与井筒多相流动计算

气液体积比、流速、气液界面性质等。

① 纯液流

当井筒压力大于饱和压力时，天然气溶解在原油中，产液呈单相液流。 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。 滑脱现象：

混合流体流动过程中，由于流体间的密度差异，引起的小密度流体流速大于大密度流体流速的现象。 如：油气滑脱、气液滑脱、油水滑脱等。 特点：气体是分散相，液体是连续相；

气体主要影响混合物密度，对摩擦阻力影响不大； 滑脱现象比较严重。 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

第二节 井筒气液两相流基本概念