Разработка методики расчета процесса движения трехфазных смесей (нефть - вода - газ) в вертикальных трубах

• Автор: Мохов, Михаил Альбертович
• Шифр специальности: 05.15.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 188 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введете
1. Оценка возможности использования существующих гидродинамических методик для расчета скважин, дающих обводненную продукцию .

1.1. Гидродинамические особенности движения трехфазного водонефтегазового потока .

1.2. Анализ существующих методик расчета газожидкостных подъемников

1.3. О возможности расчета распределения давления в обводненных скважинах

1.4. В ы в о д ы

2. Определение вязкости водонефтяных эмульсий

2.1. Аномальные особенности некоторых нефтей и водонефтяных эмульсий.

2. Исследование влияния различных параметров на эф

. фективную вязкость водонефтяных эмульсий

2.3. Методика определения эффективной вязкости водонефтяных эмульсий
2.4. В ы в о д ы.
3. Экспериментальная установка для изучения процессов движения трехфазных смесей в вертикальных трубах.
Методика проведения исследований
3.1. Принципиальная схема установки газожидкостного подъемника .
3.2. Выбор модели водонефтяных эмульсий
3.3. Приготовление водомасляных эмульсий на установке
Стр.
3.4. Методика проведения исследований
3.4.1. Определение плотности водонефтегазовой смеси
3.4.2. Определение гидравлических сопротивлений
3.4.3. Определение расходного газосодержания смеси
3.4.4. Оценка погрешностей при проведении исследований
3.5. Выводы .
4. Исследование процесса движения трехфазных смесей в вертикальных трубах
4.1. Уравнение водонефтегазового потока в вертикальном подъемнике.
4.2. Истинное содержание фаз в трехфазном потоке.
4.3. Инерционные потери давления при движении трехфазной. смеси
4.4. Гидравлические сопротивления при движении водонефтегазовых смесей
4.5. Выв оды . I
5. Практическое применение результатов исследований
5.1. Методика и последовательность гидродинамического расчета параметров водонефтегазового потока в добывающих скважинах.
5.1.1. Исходные данные для расчета.
5.1.2. Последовательность расчета распределения давления в скважине.
5.2. Сопоставление результатов расчета с фактическими
данными
5.3. В ы в о д ы
Заключение .
Литература


Наибольшее количество научных работ относится к изучению вопроса движения двухфазных газожидкостных смесей. Среди советских исследований можно выделить работы А. A.А. Армацца /, /, В. Г.Багдасарова //, С. П.П. Аргунова //, А. М.Пирвердяна /, /, В. А.Архангельского //, Ю. П.КЬротаева //, А. И.1ужова //, Р. С.Андриасова /8, 9, /, Н. Н.Репина //, В. А.Сахарова //, Г. B.А. Мамаева, Г. Э.Одишария и О. В.Клапчука /, /, С. С.Кутателад-зе и М. А.Стыриковича / , , /, П. Д.Ляшсова //, Е. Г.Леонова //, H. H.Константинова //, Ю. А.Толасова // и многие другие. Среди зарубежных работ можно выделить исследования Мура и Уайльда /, /, Уоллиса //, Хагедорна и Брауна /, /, Ор-кишевского //, Азиза и Говье //, Данса и Роса /, /, Фан-чера и Брауна // и другие. Работ, посвященных вопросу движения трехфазных систем, известно не много. Для вертикальных подъемников это промысловые исследования, проведенные Поэтманом и Карпентером /, /, работы Брискмана A. A. //, Ляшсова П. Д. //, а для движения водонефтегазового потока в горизонтальных трубах работы Медведева В. М. // и Бочарова А. И. /, /. ЩМ,р«1о » (1. Рно~ плотность дегазированной нефти при нормальных условиях, кг/м3. CMcCM-f,AM0 , (і. Сем - скорость движения смеси, м/с. Как видно из представленных зависимостей Поэтманом и Карпентером неоднородное течение смеси (нефть-газ-вода) рассматривалось как течение одной однородной фазы. Авторі работы // не учитывали влияние жидкой фазы вследствие незначительной ее величины и высокой турбулизации потока. Вязкость нефти изменялась в пределах І+І2 мПа’с. Отмеченные недостатки свойственны и методике Брискмана A. Методика П. Д.Ляпкова // получена на основе анализа экспериментальных данных Г. С.Лутошкина // и И. Я.Литвинова //. Исследования Литвинова И. Опыты проводились на моделях нефти и воды, которые не образуют стойких эмульсий и являются ньютоновскими жидкостями. Методика П. Д.Ляпкова выполнена путем обобщения недостаточного экспериментального материала и не проверена широко промысловым опытом. В работе Ю. А.Толасова // предпринята попытка црямой оценки влияния вязкости лифтируемой жидкости на коэффициент истинного газосодернания потока, йшты проводились на вертикальном подъемнике диаметром 0,5 м. В качестве жидкостей использовались: вода, глицерин и вязкое масло. Изменение вязкости в исследованиях колебалось в пределах от I до 0 мПа*с. Р,м> 4 ) наступает автомодельная область, где зависит только ОТ |>г . С ростом вязкости лифтируемой жидкости при одних и тех же расходных параметрах процесса движения газожидкостной смеси относительная скорость газа увеличивается. Как видно из исследований Ю. А.Толасова неучет вязкости лифтируемой жидкости может сильно отразиться на определение коэффициента истинного газосодержания, а следовательно и на расчетах распределения давления, необходимого для выбора оборудования и установления режимов работы скважин. Рассмотренные выше методики расчета газожидкостных подъемников не учитывают неныотоновские свойства нефтей и водонефтяных эмульсий. Свойства же водонефтяных эмульсий отличаются от свойств однофазной жидкости. Анализ работ /2, 5, 6, , , , и др. На данном этапе известно ограниченное число работ, посвященных исследованию совместного движения газа с неньютоновской жидкостью /7, , /. В работе А. М.Хасаева и А. А.Байрамова // представлены результаты экспериментальных исследований с ньютоновскими (вода, трансформаторное масло, дизельное топливо) жидкостями и неньютоновской нефтью. Сйыты проводились на лабораторной установке длиной 5 м и диаметром лифта 0,2 м. Были получены зависимости производительности лифта 0. Рр , удельного расхода газа от расхода рабочего агента. В результате проведенных исследований установлено, что с уменьшением вязкости жидкости наблюдается увеличение производительности лифта при одном и том же значении расхода рабочего агента. Кроме того, в отличие от аналогичных кривых С|. Рост вязкости приводит к увеличению удельного расхода газа, необходимого для подъема I м3 жидкости. Автором работы // проводились исследования движения, трехфазных смесей (вода, нефть и газ) в горизонтальных трубах.