4.2.1 嘴流特性在线视频

同学们好

本节我们学习嘴流特性

在单井的生产系统中

油嘴加入到井口之后

起到了什么样的作用

油嘴的加入使得整个的井口的部分

压力就分为了嘴前和嘴后的压力

嘴前的压力我们一般称为油压

而嘴后的压力 我们一般称为回压

不同的油嘴大小

在这里起到的作用就是调节产量

通过嘴径的改变调节整个油井的产量大小

油嘴的结构是什么样的一种形式

就是采用了这种节流的器件

通过直径的改变来调节压力的大小

调节产量的高低

通过节流器件的时候

会发生节流的损失

正是因为有这样的节流损失

使得嘴前和嘴后的压力发生变化

起到了调节压力和产量的目的

油嘴除了调节产量这样的一个目的之外

因为油嘴的节流作用

还会产生一种临界流动的这种现象

那么临界流动是一种什么样的现象

我们来看一段录像

管线里面喷出高速的气液混合物

随着速度的逐渐加快

传播的这个速度

如果快到了一定的程度

快到了什么程度

达到了压力波传播的速度

也就是达到声速的时候

在这种状态之下

如果我在下游对这个喷出的流体有一个波动

这样的一个波动会不会沿着流体反传到

或者是返回到它的上游端去影响它的上游

我们知道如果传播的速度已经达到

或者是高于压力波的传播速度的时候

这时候下游的任何波动

是不会上传到上游端去的

因为它已经传播的速度

已经没有它喷出的速度快

这种状态我们就称为临界流动的状态

临界流动是在有油嘴的情况之下

容易发生的一种状态

为什么

是因为油嘴的介入

使得因为流通面积大大缩小

流通速度会急剧的增加

有可能达到声速这样的一种状态

特别是如果流动的是气相

或者是以气相为主的气液两相的时候

这个条件是更容易达到

临界流动的状态是表现出来的

压力和流量之间是什么样的关系

我们来看这张曲线里面产量和压力比

谁的压力比

P2比P1嘴后的压力比嘴前的压力

如果P2等于P1说明

在油嘴里面没有流动

两者的比值等于1

随着P2的减少

相对P1的增加

这个比值就要变小了

随着它的变小

流过的流量就会逐渐增加

就是这条曲线会逐渐的上移

随着它的比例越来越小流量就越来越大

越来越大到达一定的临界点的时候

就会发生了一种现象

就是这条线就变成了一条平直线

也就意味着随着你的压力比再怎么变化

它的流过油嘴的产量都不变

也就是越过了这个临界点之后

压力P2比P1再减小

Q产量也不会发生变化

这就是临界流动

而临界流动的条件就是流体的流动速度

达到了压力波在流体介质中传播速度

也就是声速

达到这个速度的时候

流动状态就称为临界流动

而临界流动的特点

就是在临界流动发生的时候

流量不受到嘴后压力的变化的影响

而只与嘴前的压力和嘴径有关系

也就是我们这个曲线里面给出的这个范围

就是临界流动的范围

到达临界流动之前称为亚临界流动

那么达到临界流动之后

有了这样一个特点

那么这个流量的大小就只与

嘴前的压力和嘴径有关系

不同的嘴前压力 不同的嘴径

对应了不一样的流过的流量

这就是临界流动它的条件以及它的特点

那么这样的一种临界流动

在我们油田生产中

会起到一个什么样的作用

一个比较明显的作用就是

它能够有效的隔离

油井与油井之间的相互干扰

我们知道油田中的油井是相互连接的

出油管线的连接意味着

它们处于一个压力系统之下

这个时候如果任何一口油井的打开

或者是关闭产生到管线内的压力波动

就会影响到另外一口井的井口压力

而这口井的井口压力又连接了

整个井筒的流动以及井底的流压

如果这种波动的产生要相互影响的话

整个油田的生产受到了很大的干扰

而井口如果安装了油嘴

而且油嘴通过调节能够达到临界流动状态

这个时候邻井产生的任何的压力波动

对于这口井来说就是下游的波动

而下游的波动在临界流动状态下

是不会影响上游这口井的产量

这就是通过临界流动能够起到隔离油井

隔离相互之间干扰的这样一种目的

刚才说到了临界流动的条件

是要达到声速的时候

那么在实际的生产中

我们发现临界流动也就是

嘴后的压力比嘴前的压力

如果是能够满足这样的一个临界条件

也就它的比值对于空气作为流动介质来说

它是0.528的时候

就可以达到临界流动的状态了

也就是这里面给我们提供了

判断临界流动的一个可操作的条件

嘴后的压力比嘴前压力0.528

对于流动介质为天然气的情况

这个数值变为了0.546

也就是说如果嘴后的压力和嘴前的压力相比

是一半左右的时候

这时候这口油井就会发生临界流动了

这个条件在现场中是比较容易操作的

我们来看一下油嘴的特性曲线

实际的生产过程当中是油气的混合物

而油气的混合物在流过油嘴的时候

它近似于单向气体的流动

特别是在气油比比较高的情况之下

更是近似于单向气体的流动

而这种流动是比较容易满足

临界流动状态的

而达到了这种状态

流量就只与嘴前的压力

嘴径和气油比有关系了

也就是这个公式代表了油嘴

流过油气混合物的时候

流过的流量与几个参数之间对应的关系

与什么参数

嘴前的压力

油压

嘴径d

还有气液比R

这样的一些关系

我们画出来相对应的曲线

就是压力与流量之间的关系曲线

就是这样的斜直线

每一条线代表了所对应的嘴径

而嘴径的大小决定了这条线的斜率

我们可以知道斜率越小的时候

压力损失越大

它的调节产量能力获得的产量越小

那么这条曲线应该是向上

斜率是越大的

这就是油嘴的特性曲线

利用这种特性曲线

我们可以选择不同的嘴径大小

来调节这口油井的实际的产量状况

以上就是本节介绍的主要内容

同学们再见