基于Beggs-Brill方法预测井筒压力分布(2)

5. ① ② ③ ④ ⑤

毕业设计(论文)的目标及具体要求 毕业设计前两周完成开题报告的撰写。 结合油田实例进行设计和计算。 要求论文文字精练，图表清晰。 提交论文文档（含电子版）。

完成毕业设计论文所需的条件及上机时数要求利用图书馆网络资源查阅

文献，同时完成毕业论文设计需电脑一台，上机80小时左右

任务书批准日期________年___月___日 教研室(系)主任(签字) ____ ____ 任务书下达日期__2015 年_4 月 1日 指导教师(签字) ___ _____ 完成任务 日 期________年___月___日 学生(签字) _____ ___

II

长江大学

毕业设计开题报告

题目名称：基于Beggs-Brill方法预测井筒压力分布 院 （系）： 石油工程学院 专业班级： 储运11101 班 学生姓名： 戚 本 杨 指导老师： 江 厚 顺 辅导老师： 江 厚 顺 报告日期： 2015年4月20日

基于Beggs-Brill方法预测井筒压力分布

学 生：戚本杨，石油工程学院 指导教师：江厚顺，石油工程学院

一、题目来源

毕业论文

二、研究目的和意义

对于一些高压井，难以沿井筒连续安装压力计来实现对井筒压力的监控。所以我们必须采用理论分析方法来预测井筒压力分布，为防止井喷事故的发生赢得时间，合理选择抽油机功率，排量以及管径提供了原始数据。所以我们要预测井筒压力分布 井筒液流属于垂直油气水多相管流。由于气体的可压缩性，使它具有如下特点: 1、气、液混合体在井筒内的密度是变化的，与压力、深度、地温梯度、气体在标准状态下的密度有关，而压力又是气体在井筒内的密度的函数。压力与密度交互影响，因此用一般的数学理论无法计算有关水力参数。

2、钻具或环空内的流速是一个变量，是压力、深度、地温梯度、气体在标准状态下的密度等因数的函数。

3、由于沿井眼方向流速的变化，气体含量也是井深的函数，因此塑性粘度等影响水力计算的参数也是一个变量。

因此，如果用纯理论分析，得到的关系式过于复杂，难以求解，或者得不到解析解。因而在工程实践上多采用半理论半经验公式。目前，主要有三种模型。均相流模型、分相流模型，流型模型。前两者关系式简单，但误差大，后者关系式，计算过程复杂，但相对精确。随着计算机技术的发展，流型模型得到的广泛的应用。最为突出的是Beggs--Brill方法。

Beggs-Brill压降计算法，对持液率的计算结果偏大，在流型分界处持液率和水力摩阻系数的数值不连续，只预测水平管线的流型，没有考虑管道倾斜和竖直对流型

IV

的影响。这就是我们研究的重点方向，对Beggs-Brill方法进行修改，以便应用到预测井筒压力分布。

三、阅读文献和参考资料

[1]张琪.采油工程原理与设计[M].中国石油大学出版社，2000(9)

[2]喻西祟，赵金刚，亚玲.国内外油气水多相流技术的研究[J].中国海上油气（工程），2002:31-33

[3]王卫阳，陈听宽, 罗毓珊.垂直井筒气液断塞流压力梯度的简便算法[A]. 中国石油大学学报,2006(8):1-4

[4]M.A.Aggour(著)，孙继伟（译）.高开采速度及粗油管下的垂直多相流公式[J]石油勘探开发情报，1996(12)

[5]马凤林.垂直多相流模型建立[A].工业技术出版社

[6]李安，万邦烈，楼浩良.铅直气液两相管流研究现状综述.石油钻采工艺出版社,2000

[7]K?E?布朗.升举法采油工艺（卷一）.石油工业出版社，1987 [8]K?E?布朗.升举法采油工艺（卷四）.石油工业出版社，1990

[9]Vogel J V. Inflow Performance Relationship for Solution Gas Drive Wells.JPT,Jan.1968:83-93

[10]Standing M B.Inflow Performance Relationships for Damaged Wells Producing by Solution Gas Drive.JPT,Nov.1970:1399～1400

[11]Douglas Patton L. Generalized IPR Curves for Predicting Well Behavior. Pet.Eng.Inter，June 1980

[12]Beggs H D, Brill J P. A Study of Two-phase Flow in inclined Pipes.JPT, 1973,5 [13]Khalid Aziz and Nicholas Petalas “New PC-Based Software for Multiphase Flow Calculations”，SPE28149，1994.

[14]陈家琅. 《石油气液两相管流》.北京：石油工业出版社，1989

[16]喻西崇，赵金洲，邹亚玲.国内外油气水多相管流技术的研究[J].中国海上油气， 2002.10，31-37

[17]汤勃，徐立伟.基于分相流模型的三相流管道压降计算[J].武汉理工大学学报，

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2002.4，Vol.26,No.2

四、国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向

4.1国内外现状

多相管流的研究主要是进行工艺计算。工艺计算内容主要包括流型判别、持液率计算及压降和温降计算。其中流型判别、持液率计算是工艺计算的基础，压降和温降计算是最终目的。多相管流研究的复杂性在于:1)各相间存在质量和能量交换;2)多相管流中流态的多样性和难确定性;3)气液界面的不稳定性;4)多相管流中流动参数的难测性。因此，多相管流比单相管流复杂，必须进行深人的研究。目前应用最广泛的是Beggs-Brill方法。

1973年Beggs和Brill基于由均相流动能量守恒方程式所得出的压力梯度方程式，在聚丙烯管上，用空气和水进行实验的基础上提出的。在每种实验情况下，调节不同的气体流量和观察流型，并测量持液率和压力梯度。实验中包含了全部流型，并依据气液分布状况和流动特性分类。其特点是：

（1)按归并后的三类流型建立流型分布图，并在分离流和间歇流之间增加了过渡区，处于过渡区的流动采用内插法。

（2)先按水平管流计算，然后采用倾斜校正系数校正成相应的倾斜管流。 （3)既可适用于垂直管流和倾斜管的上坡与下坡流动。这是目前在倾斜气液两相管流方面比较全面的研究成果。 对水平管得到持液率计算结果进行倾斜校正，即可得到管倾斜情况下的计算结果.从而计算混合流的平均密度。倾斜校正系数与倾斜角B、无滑脱持液率、弗鲁德数及流体速度有关。Beggs和Brill利用实验结果研究了两相流阻力系数与无滑脱气液两相流阻力系数的比值和持液率和无滑脱持液率之间的关系。依据实验结果得出了气液两相流阻力系数的计算方法和相关式，从而计算摩阻损失的影响。

研究铅直气液两相管流，实质上是如何计算液两相流体在铅直管中的压力梯度或压差及有关数的问题，而压力梯度是气举设计的基本依据。国外学者已做了大量的研究工作，并得到了一系列算空隙率、混合液密度、压力梯度的计算公式。从研究方法上可概括为如下2种: 不考虑流型。

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