第三节奥齐思泽斯基(Orkiszewski)方法

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第三节 奥齐思泽斯基(Orkiszewski)方法
 教学目的:
了解Orkiszewski方法计算压力时流态的划分方法以及
压力计算方法。
 教学重点、难点:
教学重点
1、Orkiszewski压力降公式及流动型态的划分方法
2、各种流动型态下持液率的计算方法
教学难点
持液率的计算方法
教法说明:
课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关流态图形。
教学内容:
1、压力降公式及流动型态划分界限
2、平均密度及摩擦损失梯度的计算
奥齐思泽斯基于1967年用三大类、148口井的实际资料对前人的研究
进行了评价,加上自己的研究,提出了此方法。其主要构成为:
奥齐思泽斯基方法的组成
流动型态
所选用的方法
泡状流
Griffith 方法
段塞流
密度项用 Griffith-Wallis 方法,摩擦阻力梯度用奥齐
思泽斯基本人的方法
段塞流与雾状流的过渡区
Duns-Ros 方法
雾状流
Duns-Ros 方法
Orkiszewski
他提出的四种流动型态
是:泡流、段塞流、过
渡流及环雾流
流
型
图
一、压力降公式及流动型态划分界限
由垂直管流能量方程可知,压力降是摩擦能量损失、势能变
化和动能变化之和:
 dp   f dh  gmdh  mvmdvm
出现雾流时,气体体积流量远大于液体体积流量。根据气
体定律,动能变化可表示为:
mvmdvm  

  g 
f
所以压降计算式为: p   m
k
 Wt q g
 1  A2 p
p



 h
 k


Wt qg
2
p
A p
dp
表1-3 Orkiszewski方法流型划分界限
流动型态
泡
流
界
限
qg
 LB
qt
段 塞 流
qg
 LB , vg  LS
qt
过 渡 流
LM  vg  LS
雾
流
v g  LM
不同流动型态下  m 和 f 的计算方法不同。
二、平均密度及摩擦损失梯度的计算
(1)泡流
平均密度: m  H L L  H g  g  (1 H g ) L  H g  g
HL  Hg  1
气相存容比(截面含气率、空隙率)Hg :管段中气相
体积与管段容积之比值,也等于fg /f 。
液相存容比(截面含液率、持液率)HL :管段中液相
体积与管段容积之比值,也等于fl /f 。
滑脱速度:气相流速与液相流速之差。
qg
qt  qg
vsL
vs  vg  vl 



H g 1  H g Ap H g Ap (1  H g )
vsg

4 qg 
1
q
q
2
t
t
则:H g  1 
 (1 
) 
 vs  0.244m/s
2  vs Ap
vs Ap
vs Ap 
泡流摩擦损失梯度按液相进行计算:
f  f
2
 L vLH
D 2
vLH
qL

Ap (1  H g )
/D
N Re
图1-21
f
图1-21 摩擦阻力系数曲线
(2)段塞流
平均密度:  m 
Wt  l vs Ap
qt  vs Ap
  l
滑脱速度vs
液体分布系数 
滑脱速度 vs C1C2 gD
C1 由泡雷诺数 N b 查图确定 N b 
vs D L
L
C1 ~ N b 曲线
C2 根据泡雷诺数 N b及雷诺
 查图确定
数 N Re
N Re 
'
vt D L
L
 曲线
C2 ~ N Re
vs值的确定
迭代法
(1)假价设一个vs值,求得C1及C2
(2)用式 vs C1C2 gD 计算一个vs 值
(3)重复计算直到假设值与计算值接近为止
• vs也可由公式进行计算
Nb  3000
3000 Nb  8000
 ) gD
vs  (0.546 8.74106 NRe
1
11.17 103 L
2
vs  [vsi  vsi 
2
L D
 ) gD
vsi  (0.251 8.74106 NRe
Nb  8000
 ) gD
vs  (0.35 8.74106 NRe
Nb 
vs D L
L

值需根据连续液相的类别
及气液总流速来选用计算公式
 的计算

计算公式选择
 计算
连续液相
vt (米 / 秒 )
水
<3.048
a
水
>3.048
b
油
<3.048
c
油
>3.048
d
的公式号
计算式详见教材
公式(1-58) a ~e
计算得的  必须满足下面的条件:
vt  3.048 时   0.2132vt
 vs A p   m 
1 

vt  3.048 时  
qt  v s A p 
L 
段塞流的摩擦梯度
f L vt2 qL  vs Ap
f 
(
 )
2D qt  vs Ap
式中的摩擦系数 f , 根据管壁相对粗糙度和雷诺数由
穆迪图查得。
(3)过渡流
过渡流的混合物平均密度及摩擦梯度是先按段塞流和雾流
分别进行计算,然后用内插方法来确定相应的数值。
m 
t 
LM  vg
LM  LS
LM  vg
LM  LS
 SL 
 SL 
vg  Ls
LM  LS
vg  Lg
LM  LS
 Mi
 Mi
(4)雾流
雾流混合物平均密度计算公式与泡流相同:
m  H L L  H g  g  (1 H g ) L  H g  g
由于雾流的气液无相对运动速度,即滑脱速度接近于零,
基本上没有滑脱。
所以:
摩擦梯度:
Hg 
qg
qL  q g
f  f
 g vsg2
2D
雾流摩擦系数可根据气体雷诺数和液膜相对粗糙度查图得。
以井口油压或井底流压为起点,选择合
p ,假设h
适的压力间隔
计算平均 p 和 T,并求得在此 p 和 T 下的流体性质参数和
流动参数,以及相应的流动型态界限 LB、Ls 和 LM
确定流动型态
雾流
计算气相存容
比、平均密度及
摩擦梯度
过渡流
分别按段塞流和雾流
计算平均密度及摩擦
梯度,并进行内插
段塞流
计算滑脱速度、液
体分布系数、平均
密度和摩擦梯度
h 的计算值
计算并比较h ,重复上述计算使
与假设值相等或在允许的误差范围内
 h
重复上述步骤,直到
的等于或大于油层深度为止
图1-24 Orkiszewski方法计算流程框图
泡流
计算气相存容
比、平均密度和
摩擦梯度
复习思考题
简述Orkisgewski方法的计算过程。

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