气井临界携液流量的计算方法_熊健

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1、天然气与石油542011年8月NATURALGASANDOIL气井临界携液流量的计算方法121熊健李凌峰张涛1.西南石油大学，四川成都6105002.长江大学石油工程学院“CNPC采油采气”重点实验室，湖北荆州434023摘要：在气藏开发中，气井井底的液量若不能及时排出，就会在井底聚集，将会形成积液，严重时造成水淹停产，因此，预测气井积液很重要。目前现场主要应用Turner模型进行气井临界携液流量的计算，但有一定的局限性。在实际生产现场，每口井的生产条件是不一样的，因此在计算气井临界携液流量时应先结合拽力系数CD的全域拟合关联式计算

2、出液滴的拽力系数，采用与Turner液滴模型相同的力学分析方法，得到了针对不同生产井的临界携液流量的计算公式。通过实例的计算分析，其预测结果较符合实际生产。关键词：气井积液；临界携液流量；拽力系数；液滴模型文献标识码：A文献编号：1006-5539（2011）04-0054-030前言础上，根据Turner液滴理论推导出临界携液流量模气井正常生产时，气体为连续相，液体为分散颗型。通过实例分析，计算的临界携液流量更符合实际粒［1］，液体以颗粒的形式被气体携带到地面，但当气体生产情况。的流速降低，其携带的能力将会降低，降低到一定程度后，

3、将没有足够的能量使井筒中的流体连续流出井1气井临界携液流量模型概括［3］33口，这样液体将在井底聚集，形成积液。为保证气井不1969年，Turner针对大于1400m/m的高气液比，积液，气井产量必须大于临界携液流量，因此，气井的通过对管壁液膜移动模型和高速气流携带液滴模型［2］临界携液流量是非常重要的一个数据。1969年，的比较，认为高速气流携带液滴模型更适合于气井的［3］Turner等人建立了液滴模型，并将理论结果上调积液问题。他通过在假设高速气流携带的液滴是圆球20%来提高与现场的接近程度，该模型得到广泛应形的前提下，推导出临

4、界流速计算公式，并对公式进用。但是，近年来国内外研究者提出了多种新的临界行修正后得出气井临界流量公式。近年来，国内外许［4~9］［4~9］携液流量模型，这些模型可以被认为是对Turner液多研究者在Turner液滴模型的基础上，提出了多［10］［4］滴模型进行的修正或改进。本文在邵明望等人得到种新的计算模型。Coleman认为对于低压气井没有必的拽力系数CD和雷诺数之间的全域拟合关联式的基要对Turner模型中的临界流速进行20%的修正，而收稿日期：2010-12-03基金项目：湖北省教育厅优秀中青年人才资助项目（Q20091212

5、）作者简介：熊健（1986-），男，湖北荆州人，在读硕士研究生，主要从事油气藏工程等方面研究。第29卷第4期OILANDGASFIELDDEVELOPMENT油气田开发55［9］是认为对临界流速公式前的系数进行修正后预测结正；彭朝阳指出液滴在气流的作用下呈高宽比接近［5］［6］果比较理想；Nosseir以及刘广峰等人认为雷诺数0.9的椭球体，并推导出新的计算模型。这些新的计算取值范围不一样时，所取的拽力系数CD不一样，推导模型是根据Turner液滴理论推导出液滴呈现不同形56［7］出雷诺数在（3×10，5×10）范围内模型；LiMi

6、n等人态条件下或在雷诺数不同范围段条件下的气井临界认为液滴在高速气流作用下会由圆球形变成一个椭流速公式，这些新的计算模型因取不同的拽力系数而球形，且椭球形时所取拽力系数CD近似等于1，推导出推导出的系数a值不一样，因此，可认为推导出的临［8］新的计算模型；王毅忠等人根据流体力学的最新成界流速公式只不过是系数不一样，见表1，是对Turner果，推导出气井携液过程中的液滴形状是以球帽形为液滴模型进行的修正或改进，使计算模型进一步完主的临界流速公式，并对公式前的系数进行25%的修善。表1各临界流速公式对比TurnerColemanNoss

7、eir刘广峰李闽王毅忠彭朝阳模型模型1模型2模型3模型3模型4模型5模型6拽力系数CD0.440.440.20.21.01.170.3236系数a6.64.456.656.652.52.254.54将式（5）、（6）代入式（2）中简化得气井临界携液2气井临界携液流量公式推导流速公式：根据Turner液滴理论［3］推导出的气井临界携液-20.50.25v=1.694×10a·（ZT/Pγg）·!σ（ρl-3484.4·γgP/ZT）"流速公式为：（6）v=a!σ（ρ-ρ）/ρ2"0.25（1）将式（4）、（7）代入式（2）中简化得气井

8、临界携液1gg其中：a=（4g/3C）0.25流量公式：D220.50.25式中v———临界流速，m/s；qc=3.326×10adc·（P/γgZT）·!σ（ρl-3484.4·γgP/ZT）"CD———拽力系数，无因次；（7）g—