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1實驗介紹

1．1實驗條件

環(huán)空纏有致密紗布，實驗單元兩端上下設(shè)計了兩個進液口，目的是使壁面入流均勻?qū)嶒炗?0mPa·s左右的白油代替常規(guī)原油，每天開展實驗之前均事先測量室內(nèi)溫度和白油黏度，當室內(nèi)溫度和白油黏度與前一天基本一致以后方可開展實驗。實驗段射孔相位設(shè)計了3種：45度螺旋射孔、90度螺旋射孔、180度螺旋射孔，如圖3所示。射孔密度設(shè)計了3種：8、16、24孔／m。射孔直徑設(shè)計了3種：10、20、30mm。主流雷諾數(shù)設(shè)計為1000～20000。注入比設(shè)計為0．02％～10％。

1．2實驗步驟

a、將事先設(shè)計加工好的不打孔眼的實驗單元安裝在實驗環(huán)路上，檢測實驗環(huán)路是否密封良好，測量室內(nèi)溫度和白油黏度是否滿足實驗要求，檢測流量和壓力測量精度是否滿足要求，然后調(diào)解主流控制閥門使主流雷諾數(shù)分別為壓力穩(wěn)定以后測量不打孔眼不同主流雷諾數(shù)條件下的壓差。

b、將事先設(shè)計加工好的一根壁面打好孔眼的目標實驗單元安裝在實驗環(huán)路上，檢測實驗環(huán)路是否密封良好，測量室內(nèi)溫度和白油黏度是否滿足實驗要求，檢測流量和壓力測量精度是否滿足要求。調(diào)解主流控制閥門使主流雷諾數(shù)分別為壓力穩(wěn)定以后測量無壁面入流不同主流雷諾數(shù)條件下的壓差。

c、同時調(diào)解主流控制閥門和壁面入流控制閥門使壁面注入比分別為實驗單元出口端主流雷諾數(shù)分別為壓力穩(wěn)定以后測量不同壁面入流不同主流雷諾數(shù)條件下的壓差。4）將事先設(shè)計好的其他實驗單元（目標實驗段射孔格式3種、射孔密度3種、射孔孔徑3種）依次重復(fù)步驟的實驗內(nèi)容。

2規(guī)律分析

需要再次說明的是這些實驗套管內(nèi)徑均為124mm左右，兩個測壓點距離均為6m左右，普通套管指的是沒有射孔的套管。分別給出了無壁面入流條件下不同射孔密度、射孔直徑、射孔相位的射孔井筒流動壁面摩擦壓降梯度與主流雷諾數(shù)的關(guān)系曲線。從圖4中可以看出，射孔密度、射孔直徑、射孔相位對射孔井筒流動壁面摩擦壓降影響均顯著，隨著射孔密度增大、射孔直徑增大、射孔相位增大，射孔井筒流動壁面摩擦壓降均增大。射孔直徑為20mm、射孔相位為90°、主流雷諾數(shù)為20000條件下，射孔密度為8、16、24孔／m對應(yīng)的射孔井筒流動壁面摩擦壓降梯度分別約為，分別比普通套管流動壁面摩擦壓降增大15．14％、22．41％、30．46％。射孔密度為16孔／m、射孔相位為90°、主流雷諾數(shù)為20000條件下，射孔直徑為10、20、30mm對應(yīng)的射孔井筒流動壁面摩擦壓降梯度分別約為，分別比普通套管流動壁面摩擦壓降增大。射孔密度為16孔／m、射孔直徑為20mm、主流雷諾數(shù)為20000條件下，射孔相位為對應(yīng)的射孔井筒流動壁面摩擦壓降梯度分別約為399、414、430Pa／m，分別比普通套管流動壁面摩擦壓降梯度增大約為17．96％、22．41％、27．14％?？梢娚淇卓籽鄣拇嬖诿黠@增加了井筒壁面的粗糙度，進而導(dǎo)致井筒流動壁面摩擦壓降增大。為了分析射孔密度、射孔直徑、射孔相位對射孔井筒流動總壓降和混合壓降的影響規(guī)律，分別給出了出口主流雷諾數(shù)為5000條件下，不同射孔密度、不同射孔直徑、不同射孔相位的射孔井筒流動總壓降梯度與壁面注入比的關(guān)系曲線。分別給出了出口主流雷諾數(shù)為5000條件下，不同射孔密度、不同射孔直徑、不同射孔相位的射孔井筒流動混合壓降梯度與壁面注入比的關(guān)系曲線?？梢钥闯?，射孔井筒出口主流雷諾數(shù)相同條件下，壁面注入比對射孔井筒流動總壓降影響顯著，隨著壁面注入比的增大，射孔井筒流動總壓降增大。壁面注入比分別為0．01％、0．1％、1％、10％時，射孔井筒流動壓降梯度分別約為28、36、45、82Pa／m，分別比普通套管流動壁面摩擦壓降梯度（約為29Pa／m）增大約為－3％、25％、56％、185％。說明壁面注入比較低時，射孔井筒流動總壓降小于射孔井筒流動壁面摩擦壓降。隨著射孔密度、射孔直徑、射孔相位的增大，射孔井筒流動總壓降均增大，但相對壁面注入比對射孔井筒流動總壓降的影響，射孔密度、射孔孔徑、射孔相位的影響均較小，由此可知高壁面注入比條件下混合壓降和加速度壓降都比較顯著。中可以看出，射孔井筒出口主流雷諾數(shù)相同條件下，隨著壁面注入比的增大，射孔井筒流動混合壓降增大，但壁面注入比對射孔井筒流動混合壓降的影響存在一個臨界值。當壁面注入比小于臨界值時，射孔井筒流動混合壓降為負值，說明此時壁面入流的存在降低了射孔井筒流動總壓降；當壁面注入比大于臨界值時，射孔井筒流動混合壓降為正值，說明此時壁面入流的存在增加了射孔井筒流動總壓降。臨界壁面注入比的大小主要受射孔密度和射孔孔徑的影響，隨著射孔密度和射孔孔徑增大，臨界壁面注入比增大。在本研究條件下（井筒內(nèi)徑為124mm左右、射孔密度為8～24孔／m、射孔孔徑為10～30mm）壁面臨界注入比為0．05％～0．1％。

3結(jié)論

壁面注入比分別為0．01％、0．1％、1％、10％時射孔井筒流動壓降分別比普通套管流動壁面摩擦壓降增大約－3％、25％、56％、185％。壁面注入比對射孔井筒流動混合壓降的影響存在一個臨界值。當壁面注入比小于臨界值時，射孔井筒流動混合壓降為負值，表明壁面注入比較小時，壁面有流體注入時的壓降要比無注入時的低；當壁面注入比大于臨界值時，射孔井筒流動混合壓降為正值，表明壁面注入比較大時，壁面有流體注入時的壓降要比無注入時的高。臨界壁面注入比的大小主要受射孔密度和射孔孔徑的影響，隨著射孔密度和射孔孔徑增大，臨界壁面注入比增大。本研究條件下壁面臨界注入比為0．05％～0．1％。

作者：魏建光汪志明張權(quán)高學(xué)珍單位：東北石油大學(xué)