较高黏度垂直油气两相流实验及压降研究
发布时间：2020-12-09 14:31
依托可视化多相流实验平台,利用储罐温度控制流体黏度,开展垂直管较高黏度油气两相流动特性实验研究。记录不同黏度(60、100、290、480 mPa·s)、表观气速(1～60 m/s)和表观液速(0.02～0.55 m/s)下管内流型、持液率和压降,得到156组实验数据,分析不同黏度液体对气液两相流动的影响和现有模型产生误差的主要原因。结果表明:总压降随着液体黏度的增加而增加,随着表观气速的增大先减小后增大;总压降最小值受表观液速及其黏度的共同影响。根据实验数据重新拟合了压降预测模型,采用10井次生产数据对新模型验证的平均绝对误差(mean absolute deviation, MAD)值为13.48%,较其他预测模型准确度提高了10%,新模型能够为稠油生产和运输设计提供理论参考。
【文章来源】：中国科技论文. 2020年07期 第755-760页 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
增黏后的5#白油特性
表1 较高黏度油气两相流实验主要参数Table 1 Main parameters of higher viscosity oil-gas two-phase flow experiment 参数 数值 液体黏度/(mPa·s) 60、100、290、480 实验温度/℃ 60、40、20、10 表观气速/(m·s-1) 1～60 表观液速/(m·s-1) 0.02～0.55实验具体过程：1）通过控制平台设定混合罐温度调节液体黏度，再通过调节相应流体管线的气动阀，分别设定液体、气体的体积流量，液体与气体在气液混合器内混合后进入测试管段；2）待管内流型趋于稳定后，再通过测试管段安装的数据采集系统记录实时数据（气体流量、液体流量、温度、压差、压力），记录时长3min，可得到180组数据，对180组数据进行筛选并取平均值，避免偶然性，减小误差；3）数据记录完毕后由控制平台同时关闭两端球阀截取管内液体，待稳定后量取液柱高度或通过测试管段下端预留阀门放液进行称量得到液体体积，通过进一步计算得到持液率，重复实验至少3次，保证准确性；4）测试管段排出的流体经气液分离器后，液体回流到混合罐重复利用，气体净化后排空。
流型的转变将造成物理和力学特性变化,虽然诸多经典模型针对不同流型各有计算方法,但应用于较高黏度和较高表观液速时,各流型下的误差相对较大,不同流型下压降模型预测效果评价如图5所示。可见,预测最为准确的H-B模型不同流型下的误差相差约5%,D-R和M-B模型更是达到了10%。由此可见,单一压降模型很难兼顾所有流型,导致整体误差变大。图4 不同黏度下压降模型预测效果评价
【参考文献】：
期刊论文
[1]黏度对垂直管气液两相流压降的影响[J]. 甘庆明,雷宇,伍振华,薛姣龙,文雅,廖锐全. 科学技术与工程. 2019(19)
[2]超深稠油注天然气气举降掺稀先导试验[J]. 曹畅,罗君兰,刘磊,杨祖国,程仲富. 大庆石油地质与开发. 2019(01)
[3]气举工艺在稠油开采中的应用现状[J]. 宁碧,吴亚龙,李静嘉,吴华,宋健. 中国石油和化工. 2015(12)
[4]稠油环空掺稀气举技术——以吐哈油田吐玉克区块为例[J]. 刘忠能,钟海全,李颖川,刘彦哲,毛建文,王鹏. 石油学报. 2015(02)
[5]液相物性对气液两相管流流型和压降影响的研究[J]. 许晶禹,吴应湘,李东晖. 应用基础与工程科学学报. 2005(02)
本文编号：2907019
【文章来源】：中国科技论文. 2020年07期 第755-760页 北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
增黏后的5#白油特性
表1 较高黏度油气两相流实验主要参数Table 1 Main parameters of higher viscosity oil-gas two-phase flow experiment 参数 数值 液体黏度/(mPa·s) 60、100、290、480 实验温度/℃ 60、40、20、10 表观气速/(m·s-1) 1～60 表观液速/(m·s-1) 0.02～0.55实验具体过程：1）通过控制平台设定混合罐温度调节液体黏度，再通过调节相应流体管线的气动阀，分别设定液体、气体的体积流量，液体与气体在气液混合器内混合后进入测试管段；2）待管内流型趋于稳定后，再通过测试管段安装的数据采集系统记录实时数据（气体流量、液体流量、温度、压差、压力），记录时长3min，可得到180组数据，对180组数据进行筛选并取平均值，避免偶然性，减小误差；3）数据记录完毕后由控制平台同时关闭两端球阀截取管内液体，待稳定后量取液柱高度或通过测试管段下端预留阀门放液进行称量得到液体体积，通过进一步计算得到持液率，重复实验至少3次，保证准确性；4）测试管段排出的流体经气液分离器后，液体回流到混合罐重复利用，气体净化后排空。
流型的转变将造成物理和力学特性变化,虽然诸多经典模型针对不同流型各有计算方法,但应用于较高黏度和较高表观液速时,各流型下的误差相对较大,不同流型下压降模型预测效果评价如图5所示。可见,预测最为准确的H-B模型不同流型下的误差相差约5%,D-R和M-B模型更是达到了10%。由此可见,单一压降模型很难兼顾所有流型,导致整体误差变大。图4 不同黏度下压降模型预测效果评价
【参考文献】：
期刊论文
[1]黏度对垂直管气液两相流压降的影响[J]. 甘庆明,雷宇,伍振华,薛姣龙,文雅,廖锐全. 科学技术与工程. 2019(19)
[2]超深稠油注天然气气举降掺稀先导试验[J]. 曹畅,罗君兰,刘磊,杨祖国,程仲富. 大庆石油地质与开发. 2019(01)
[3]气举工艺在稠油开采中的应用现状[J]. 宁碧,吴亚龙,李静嘉,吴华,宋健. 中国石油和化工. 2015(12)
[4]稠油环空掺稀气举技术——以吐哈油田吐玉克区块为例[J]. 刘忠能,钟海全,李颖川,刘彦哲,毛建文,王鹏. 石油学报. 2015(02)
[5]液相物性对气液两相管流流型和压降影响的研究[J]. 许晶禹,吴应湘,李东晖. 应用基础与工程科学学报. 2005(02)
本文编号：2907019
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/2907019.html
