在油气开采过程中,气液两相流存在于各种油气生产井筒内。由于不同地形的复杂构造,几乎所有水平井都存在弯曲段,而弯曲段相比直管段的特殊结构会引起一定的流型变化和流动参数变化。在油气井中常常出现各种流动型态,其中最不稳定的就是段塞流,也是运移规律最为复杂的一种流型。它的存在会影响井下生产泵的工作效率,从而影响油气的产量,降低了管道的使用寿命。因此,为了提高泵的效率和油气井产量,得到水平井筒内段塞流的流动机理并探索流动不稳定性的影响因素和控制措施具有重要意义。为了更直观的研究弯管段段塞流动特性,设计建立了弯管段气液两相流动可视化实验平台。进行了不同曲率半径、入流角度、气液流量条件下的两相流动实验,测量了不同位置处的压力数据和持液率数据,观察记录了流动型态的转换,给出了不同条件下弯管中段塞流的转换界限图版;分析压力和持液率曲线特性得到段塞频率参数,并定义无因次段塞长度φD=Ls/D,得到φD的区间分布特征变化。发现随着曲率半径增加,压力和持液率波动逐渐变小,段塞频率逐渐降低,φD逐渐增大;随着流入角度增加,段塞频率逐渐降低,φD呈现先减小后增大的趋势;随着气液流速比增加,段塞频率逐渐增大,压力和持液率波动也明显增大;低气液流速比条件下,无因次段塞长度φD曲线的斜率较大,而高气液流速比条件下,φD曲线斜率开始变小。本文建立了弯管段中的气液两相的动态模型。该模型以N-S方程为基础,建立了气相和液相的质量守恒和动量守恒方程,并补充了模型的封闭条件。利用弯管的结构特点,通过将二维直角坐标转变为极坐标,来减少计算的时间和复杂性。将段塞瞬态模型所计算的全管段压力剖面、弯管段压力和持液率随时间变化曲线与实验测量结果对比,进行压力和持液率幅值误差分析、波动曲线时间误差分析以及选取段塞频率、弯管压力极值、持液率极值作为特征参数进行加权误差分析,发现实验测量值与计算结果误差均在20%以内,在可接受范围。最后利用模型模拟实际条件下的水平井中段塞流动实例。我们分析了不同曲率半径、入流角度、气液流速比和完井方式对于实际水平井筒内段塞流不稳定性的影响,发现随着曲率半径增加,流动不稳定性减弱;随着入流角、气液流速比增大,流动不稳定性增强;完井方式中,小级数分段完井和中心管完井对流动不稳定性影响很小,大级数分段完井则能减弱段塞流动不稳定性;并模拟采用井口节流和井下节流方法研究节流方法对段塞不稳定性的控制效果,发现随着阀门开度的减小,井筒内持液率和压力波动幅度下降,段塞流动不稳定性减弱,但是会导致井筒内的回压升高,不利于生产。