1第八章 井筒多相流实验研究8.1 实验图版简介图 8.1 到图 8.18 都为油水两相的实验图版，图 8.1、图 8.2 是型号为 715 连续流量计流量为 60200m3 直井的实验图版。图 8.3 到图 8.18 是型号为 21 江汉的全集流流量计，油管倾角为 030 度实验图版，其中图 8.3 到图 8.10 为流量 030m3/d 流量计没有开孔的实验图版，图 8.10 到图 8.18 为 060m3/d，流量计开两个孔，孔的直径为 10mm 的实验图版。8.2 715 连续流量计实验分析从图 8.1 可以看出含水率 90%，流量 60m3/d130m3/d 之间，涡轮转速对流量不敏感，基本保持相同转速。含水率 80%，流量 60m3/d100m3/d 之间，涡轮转速随流量的增加而降低；流量 100m3/d140m3/d 之间，从图中实验数据看到涡轮转速对流量不敏感，基本保持相同转速，分析原因应该是涡轮转速对流量不敏感；140m3/d200m3/d 之间，涡轮转速基本与流量成线性递增关系。图中含水率为100%、 70%、 60%、50% 、40%、30%、20%、10% 、0%， ，流量为 60m3/d200m3/d时，涡轮转速与流量成比较好的线性关系。在流量相同的情况下，涡轮转速对持水率的影响没有规律，波动变化大。从图 8.2 可以看出：在流量含水率从 100%40%，流量从 60m3/d200m3/d 时，仪器对持水率没有反应，基本保持相同的值。含水率 30%，流量 140 m3/d 时，仪器开始有响应，持水率随着流量的增加开始以线性的关系逐渐增加；含水率 20%，流量 120m3/d，仪器也有响应，持水率随着流量的增加也开始以斜率更大的线性关系增加；含水率 10%，流量 80m3/d，仪器有响应，持水率随着流量的增加以更大斜率的线性关系增加。由此可以看出：在达到仪器灵敏度的情况下，持水计算率与含水率成反比（持水率与含水率成正比） ，与流量成正比。8.3 21 江汉的全集流流量计（030m 3/d）实验分析图 8.3 到图 8.6 分别为井倾角为 0、10、20、30，流量 030m3/d 的油水两相，仪器为型号为 21 江汉的全集流流量计的流量与涡轮响应的实验图版。从图 8.3 到图 8.6 都可以看出涡轮转速与流量成非常好的线性递增关系，流量越大涡轮转速越快。在直井中即图 8.3 所示图版，可以看出在流量相同的情况下，持水率对涡轮转速的影响比较小，各种持水率的流量涡轮曲线重合在一起。但随着井倾角的增加，在相同含水率和相同流量的情况下涡轮转速值有所减小，并且各种持水率的流量涡轮曲线开始分离，特别是井斜角 30 的时候，可以明显的看出在流量相同的情况下，含水率越低涡轮转速越快。图 8.7 到图 6.10 分别为井斜角为 0、10、20、30，流量 030m3/d 油水两相，2仪器为型号为 21 江汉的全集流流量计的流量与持水率计响应的实验图版。图 8.7中，总体趋势是：在相同流量下含水率越高持水率越高，纯水时持水率为 1，纯油时持水率为 0。在含水率为 90%60%时，持水率随着流量的增加而逐渐增大，在流量 20m3/d30m3/d 时，相同流量下的持水率值相差较小，曲线排列紧密，持水率走向收敛，这是流型逐渐变为泡状，导致持水率分辨率降低造成的。在含水率 5040%时，流量在 4m3/d7m3/d 时持水率随着流量的增加而逐渐减小；流量在 7m3/d30m3/d 时持水率随着流量的增加而逐渐增加。在含水率 40%10%时，流量在 4m3/d7m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐减小，在 7m3/d30m3/d 持水率的减小值因含水率的不同而不相同。在含水率为 40%时，流量 7m3/d20m3/d 时持水率随着流量的增加而逐渐增加，流量 20m3/d30m3/d 持水率随着流量的增加有轻微的增加。在含水率为 30%时，流量 7m3/d20m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐增加， 20m3/d30m3/d 持水率几乎保持不变。在含水率为 20%时，流量 7m3/d15m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐增加，流量 15m3/d30m3/d 持水率保持不变。在含水率 10%时，流量7m3/d30m3/d 持水率保持不变。图 8.8 中，总体趋势是：在相同流量下含水率越高持水率越高，纯水时持水率为 1，纯油时持水率为 0。在含水率为 90%、80%时，持水率随着流量的增加而逐渐增加。在含水率 70%10%时，流量在 4m3/d7m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐减小，在 7m3/d30m3/d 持水率的减小值因含水率不同而不相同。在含水率为70%、 60%、 50%时，流量 7m3/d30m3/d 持水率随着流量的增加而增加。在含水率为 40%、30%时，流量 7m3/d20m3/d 持水率随着流量的增加而增大，流量20m3/d30m3/d 持水率没有变化，保持相同值。在含水率为 20%、10%时，流量7m3/d15m3/d 持水率随着流量的增加而增加，流量 15m3/d30m3/d 持水率不变。图 8.9 中，总体趋势是：在相同流量下含水率越高持水率越高，纯水时持水率为 1，纯油时持水率为 0。在含水率为 90%、80%时，持水率随着流量的增加而逐渐增加。在含水率 70%50%时，流量在 4m3/d7m3/d 持水率随着流量的增加而稍微减小，在 7m3/d30m3/d 持水率的减小值随流量的增加而增大。在含水率为40%、 30%、 20%、10%时，流量 4m3/d7m3/d 持水率随着流量的增加而减小，流量7m3/d15m3/d 持水率随着流量的增加而增加，流量 15m3/d30m3/d 持水率随着流量的增加而没有变化。图 8.10 中，总体趋势是：在相同流量下含水率越高持水率越高，纯水时持水率为 1，纯油时持水率为 0。在含水率为 90%70%时，流量在 4m3/d30m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐增加。在含水率为 60%时，流量在 4m3/d10m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐减小，流量 7m3/d30m3/d 持水率随着流量的增加而增加。在含水率为 50% 、40%时，流量 4m3/d7m3/d 持水率随着流量的增加而减小，流量7m3/d30m3/d 持水率随着流量的增加而增加。在含水率为 30% 、20%、10%时，流3量 4m3/d7m3/d 持水率随着流量的增加而减小，流量 15m3/d30m3/d 持水率不变。8.4 21 江汉的半集流流量计（060m 3/d）实验分析图 8.11 到图 8.14 分别为井斜角为 0、10、20、30，流量 060m3/d 的油水两相，仪器型号为 21 江汉的半集流流量计的流量与涡轮转速的实验图版。从图8.11 到图 8.14 都可以看出：涡轮转速与流量成非常好的线性递增关系，流量越大涡轮转速越快。在直井中即图 8.3 所示图版，可以看出在流量相同的情况下，持水率对涡轮转速的影响比较小，各种持水率的流量涡轮曲线重合在一起。但随着井斜角的增加，在相同含水率和相同流量的情况下涡轮值有所减小，并且各种持水率的流量涡轮曲线开始分离，特别是井到 30 度的时候可以明显的看出在流量相同的情况下，含水率越低涡轮转速越快。图 8.15 到图 8.18 分别为井倾角为 0、10、20、30，流量 0 到 60m3/d 油水两相，仪器型号为 21 江汉的半集流持水率计的流量与持水率关系的实验图版。图8.15 中，总体趋势是：在相同流量下含水率越高持水率越高，纯水时持水率为 1，纯油时持水率为 0。在含水率 9060%时，流量在 4m3/d10m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐减小，流量在 10m3/d60m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐增加。在含水率 60%30%时，流量在 4m3/d10m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐减小，流量在 10m3/d60m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐增加。在含水率 20%、10%时，流量在 4m3/d15m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐减小，流量 15m3/d60m3/d 持水率随着流量的增加而增加，但变化幅度小。图 8.16 中，总体趋势是：在相同流量下含水率越高持水率越高，纯水时持水率为 1，纯油时持水率为 0。在含水率 9070%时，流量在 4m3/d7m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐减小，流量在 7m3/d60m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐增加。在含水率 40%20%时，流量在 4m3/d10m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐减小，流量在 10m3/d60m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐增大。在含水率 10%时，流量在4m3/d10m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐减小，流量在 4m3/d10m3/d 持水率随着流量的增加而保持不变，图 8.17 中，总体趋势是：在相同流量下含水率越高持水率越高，纯水时持水率为 1，纯油时持水率为 0。在含水率 90%到 10%时，流量在 4m3/d 到 10m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐减小，流量在 10m3/d 到 60m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐增大，并且持水率随着含水率的减小，增长幅度逐渐减小，在含水率 10%时，流量在 4m3/d 到 15m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐增加，流量在 15m3/d 到 60m3/d持水率保持不变。图 8.18 中，总体趋势是：在相同流量下含水率越高持水率越高，纯水时持水率为 1，纯油时持水率为 0。在含水率 9010%时，流量在 4m3/d10m3/d 持水率随着流4量的增加而逐渐减小，流量在 10m3/d60m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐增大，并且持水率随着含水率的减小，增长幅度逐渐减小，在含水率 10%时，流量在4m3/d15m3/d 持水率随着流量的增加而逐渐减小，流量在 15m3/d60m3/d 持水率保持不变。8.5 井底积液实验分析在每张图中都有积液和无积液，所谓积液是指在没有加油的情况下，井筒充满水，没有积液是指井筒没有水。在实验中仪器没有下放到积水柱以下，所以在低流量时，由于油把水带不到仪器之上，所以持水率仍然保持油值。随着流量的增加，油慢慢的能把水带到仪器之上，使持水率的测量值减小，流量越大油能带走的水越多，持水率值越小，但在实验中，即使流量增大到 60m3/d，油能带走水的量也很少，所以实验中，井底积液对全集流仪器的持水率没有影响。8.6 实验结论1、在直井中用连续流量计进行定点测量时，涡轮与流量计成较好的线性关系；当流量达到 120m3/d 以上后，持水率在含水为 30%以上时没有反应，含水率在 30%以下时，随着流量的增加开始有反应，并与流量成递增关系。2、不管是在直井还是斜井中，用半集流或全集流流量计，流量与涡轮响应都呈非常好的线性关系，只是在相同流量和含水率的情况下，半集流流量计由于流体流失，涡轮值小一些。在直井的时候，含水率对涡轮转速的影响较小。相同流量的情况下，不同含水率的涡轮值相差不大，各流量涡轮曲线排列紧密难以区分。但随着井倾角的增大，含水率对涡轮值的影响越来越大，不同含水率的流量涡轮曲线逐渐分开。在相同流量的情况下，含水率越高，涡轮转速越低。3、在直井或斜井中，用半集流或全集流流量计测量时，在相同流量下，含水率越高，持水率越高。不同含水率的流量与持水率的关系都成一条含有一个拐点的曲线，持水率先随着流量的增加而减小，到达拐点后持水率又开始随着流量的增加而逐渐增加。拐点处的持水率为 5%7%。这个拐点可能是流型的变化，即从油连续向水连续的过渡点。流量在 4m3/d20m3/d 时，在相同流量下不同含水率的持水率