用于水平井气液两相管流机理研究的模拟装置仿真水平井气液两相管流的方法

摘要

本发明涉及用于水平井气液两相管流机理研究的模拟装置及方法，该装置主要由气源、玻璃管、气液分离器、气体流量计、液体流量计组成，所述玻璃管入口端连有气源，出口端连有气液分离器，所述玻璃管与气源之间有调压阀，调压阀连有压力表，所述气液分离器分别连有气体流量计和液体流量计，所述玻璃管同时包含水平管段、弯管段及垂直管段，水平管段与垂直管段夹角为α，α介于30°～150°之间。该装置原理可靠，操作方便，对研究水平井气液两相管流机理，提供了极大便利，使用该装置仿真水平井气液两相管流的方法，可定性认识不同井轨迹、积液量及气产量条件下的气液两相管流特征，为存在产液潜力的水平井的生产提供指导性意见。

主权项

用于水平井气液两相管流机理研究的模拟装置仿真水平井气液两相管流的方法，依次包括以下步骤：(1)气源采用压力至少10MPa的工业用氮气，向玻璃管中加入水仿真水平井井筒积液，所述玻璃管入口端连有气源，出口端连有气液分离器，所述玻璃管与气源之间有调压阀，调压阀连有压力表，所述气液分离器分别连有气体流量计和液体流量计，所述玻璃管采用耐压、透明材料，同时包含水平管段、弯管段及垂直管段，水平管段与垂直管段夹角为α，α介于30°～150°之间，玻璃筒内径为20mm，水平管段、垂直管段长度分别为70cm，气液分离器由长度约为30cm，上部带侧孔的玻璃管组成，侧孔通过软胶管与气量计连接；(2)打开气源，记录大气压及室内温度，保持温度恒定并通过调压阀缓慢增大压差，观察水平管段及弯管段液相形态变化，当出现第一个气泡时记录下此时对应的压差，即得到此积液量条件下的启动压差；(3)通过调压阀缓慢增大压差，每一个压差点稳定3‑5分钟，并记录下对应的气量、液量、压差及流态变化资料；(4)记录玻璃管中剩余的水量，与初始时刻加入水量比较，确定携带出液量，分析不同夹角α、不同气体流速及进气位置对携液效果的影响；(5)根据每一个压差点记录的气量、液量，确定对应的气体流量、液体流量，结合实验过程中记录的流态变化资料，分析不同夹角α、不同积液量条件下克服启动压差的变化规律，从而得到水平管段、弯管段及垂直管段气液两相管流流态差异和不同流态相互转化的临界条件。