[发明专利]一种垂直气井井筒多液滴夹带临界气流量计算方法

说明书

本发明涉及一种考虑气井井筒压力、温度和液流量条件影响的垂直气井井筒多液滴夹带临界气流量的计算方法，属于气井采气工艺技术领域，气井雾状流场中的液滴不计其数，而现有连续携液液滴夹带临界气流量计算方法未考虑井筒压力、温度及液流速等因素对雾状多液滴流场中液滴的动力学特征影响，也未考虑雾状流场中大量液滴相互作用对液滴受力情况的影响，导致适用条件受限。本发明基于垂直气井井筒雾状流场中多液滴动力学特征，提出了一种垂直气井井筒多液滴夹带临界气流量计算方法，所述方法的中的液滴的平均直径、曳力系数等关键参数与气井井筒流动条件联系紧密，具有较强的理论基础。该方法适用范围更宽泛，准确性更好。

技术领域

本发明属于气井采气工艺技术领域，具体涉及一种垂直气井井筒雾状流场中多液滴夹带的临界携液气流量的计算方法。

背景技术

气井开始积液的产气量为气井连续携液临界气流量。当气井产量小于井筒压力及温度条件下的连续携液临界气流量时，气井开始积液。井筒积液将增加井底回压，降低气井产能，井筒积液量太大可使低压气井完全停喷。连续携液气井井筒流型是环雾流，气芯中的大量液滴被气流连续稳定夹带。气井连续携液生产的基础是气流量大于多液滴夹带的临界气流量。因此，准确预测气井井筒多液滴夹带的临界气流量对于优化气井配产气量具有十分重要的意义。

现有连续携液液滴夹带临界气流量计算方法，如Turner圆球模型、Coleman圆球模型、李闽椭球模型、王毅忠球帽模型，是通过对气流中的最大液滴进行受力分析得到，是建立在单液滴受力特征基础之上的，没有考虑井筒压力、温度及液流速等因素对雾状多液滴流场中液滴的动力学特征影响，没有考虑雾状流场中大量液滴相互作用对液滴受力情况的影响，导致现有单液滴模型适用条件受限。为此，本发明基于气井井筒雾状流场中多液滴动力学特征，提出了一种垂直气井井筒多液滴夹带临界气流量的计算方法。

发明内容

气井雾状流场中的液滴不计其数。现有连续携液液滴模型是通过对气流中的最大液滴进行受力分析得到，是建立在单液滴受力特征基础之上的，没有考虑井筒流动条件，如液流速、界面张力、气体密度、粘度等因素对雾状多液滴流场中液滴的动力学特征影响，没有考虑雾状流场中大量液滴相互作用对液滴受力情况的影响，导致适用条件受限。为此，本发明基于气井井筒雾状流场中多液滴动力学特征，提出了一种垂直气井井筒多液滴夹带临界携液气流量的计算方法。

本申请提供的一种垂直气井井筒多液滴夹带临界携液气流量的计算方法是这样实现的：

步骤一：假设多液滴夹带临界气流量q_SC,Crit,new；

步骤二：根据压力p、温度T、管径D、液流量q_L计算流体的物性参数和流动参数；

步骤三：计算雾状多液滴流场中的持液率H_LC；

步骤四：计算雾状多液滴流场中液滴平均索特直径d₃₂；

步骤五：计算雾状多液滴流场中液滴平均索特直径对应的韦伯数We_d32；

步骤六：计算雾状多液滴流场中液滴间横向及纵向距离d_o；

步骤七：计算雾状多液滴流场中液滴的曳力系数C_D；

步骤八：计算雾状多液滴流场中液滴夹带的特征参数C_m,d32；

步骤九：计算雾状多液滴流场中液滴夹带的临界气流速u_Crit；

步骤十：计算雾状多液滴流场中液滴夹带的临界携液气流量q_SC,Crit；