Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 [ 111 ] 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177

Решая систему уравнений (17.62) отиосительио и учитывая

dz dz

первое уравиеиие (17.48), имеем окончательно dG

dz dp

dz A

Ф2 - Gm

2% + G„

dG dG

(17.63)

dz GA

P. +G„

л"

Ф2 - ;«;«

2P,+G„

1 + G

2 ЭР

(17.64)

ЭГ ЭГ Эр

В рамках принятых допущений уравиеиия (17.63) описывают течение двухфазных смесей по перфорированным трубам. Угол наклона трубы учитывается в этих уравнениях величиной и видом зависимостей (17.57) и (17.58). Если стенка трубы иепроиицаема, то = О, и система уравнений (17.63) существенно упрощается. При G = = О уравиеиия (17.63) описывают однофазное движение жидкости, а при Gg = Jg = О - однофазное движение газа.

§4. Режимы течения

Как уже указывалось, отличительной особенностью двухфазных (многофазных) течений является наличие межфазовых границ раздела. Эти границы могут иметь самую разнообразную форму. Степень дисперсности фазы также может быть весьма различной. Поэтому для классификации двухфазных потоков «газ-жидкость» вводится понятие режимов течения. При экспериментальном исследовании таких потоков было обнаружено множество режимов, для которых бьши предложены различные названия и классификации. Наиболее широкое распростраиеиие для вертикальных потоков получила следующая классификация.

ДВУХФАЗНОЕ ТЕЧЕНИЕ В ТРУБАХ

Пузырьковое течение. Пузырьки газа более или менее равномерно распределены в жидкости (рис. 17.3, 1).

Снарядное течение. При высокой концентрации пузырьков происходит их слияние, диаметр пузырьков приближается к диаметру канала, а сами пузырьки приобретают снарядообразную форму (рис. 17.3, 2).

Вспененное течение. С ростом скорости течения газовой фазы снарядное течение становится неустойчивым. На стенках канала образуется жидкая пленка, а газожидкостное ядро представляет собой пену (рис. 17.3, 3).

Кольцевой режим. Жидкость течет по стенке трубы в виде непрерывной пленки, а газовая фаза движется в центре. Обычно газовое ядро содержит некоторое количество капель жидкости (рис. 17.3, 4).

Клочковато-кольцевой режим. Газовый поток несет с собой капли жидкости (рис. 17.3, 5).

Рис. 17.3

Направление потока

Направление потока

•T

Рис. 17.4

Несколько иная классификация используется для горизонтальных по-

токов.

Пузырьковое течение. Пузырьки газа движутся у верхней образующей трубы (рис. 17.4, 1).

Пробковое течение. У верхней образующей трубы движутся газовые пузыри снарядообразной формы (рис. 17.4, 2).

Расслоеииое течение. Имеет место гравитационное расслоение потока. По дну канала движется жидкость, а над ией - газ (рис. 17.4, 3).

Волновое течение. С ростом скорости течения газа иа свободной поверхности жидкости образуются волны (рис. 17.4, 4).

Снарядное течение. Волны иа поверхности жидкости становятся настолько велики, что достигают верхней образующей трубы. Газовая фаза движется у верхней образующей в виде отдельных включений (рис. 17.4, 5).

Кольцевое течение. Наблюдается при больших расходах газа. Некоторое количество жидкости в виде отдельных капель движется в газовой фазе (рис. 17.4, 6).

Вид зависимостей (17.57), (17.58), то есть истиииое газосодержаиие (р и коэффициент гидравлического сопротивления Я, существенно зависит от режима течения.

§5. Свободный дебит газоконденсатной скважины

Для глушения аварийного фонтана необходимо знать свободный (аварийный) дебит скважииы. При этом весьма важной представляется возможность прогиозироваиия аварийных дебитов иа конкретном месторождении. Наличие таких прогнозных расчетов позволяет заранее разработать технологические мероприятия для глушения аварийных фонтанов в случае их возникновения. Прогнозный расчет дебита фонтанирующей газокои-деисатиой скважииы может быть выполнен с помощью системы уравнений (17.63).

Примем, что вскрытая толщина пласта много меньше глубины скважииы, поэтому приток можно считать сосредоточенным. Тогда t/ = О, и уравиеиия (17.63) для вертикальной скважииы принимают вид

= const

dp 1 dz

(17.65)

dz GA

i + G:

~Эр~

где А определяется по формуле (17.64).

Для учета взаимодействия скважииы и пласта вместо соотиошеиия (17.59) используем двучленное уравиеиие притока флюида к скважине в виде

PL-i=Qm + BQi, (П.66)