气井井筒携液规律研究

以李闽模型为基础,并引用彭朝阳研究的曳力系数的计算方法进行了携液临界流速的公式验证,经实验验证,该公式能更准确的预测出气井的积液情况。根据某气井数据,分析了温度和压力对携液能力的影响,得出携液临界流速随温度升高而增加,随压力上升为减少;携液临界流量随温度上升而下降,随压力上升而增加。并根据气井数据,预测了临界积液深度。     

靖边气田上古气藏气井最小携液流量计算

对于致密气藏而言,气井最小携液流量的计算尤为重要,是气田生产管理、气井合理产量制定的重要依据。目前现场应用最广的方法是采用Turner、李闽和王毅忠模型进行气井最小携液流量计算,但是受到靖边气田上古致密气藏开采工艺的影响,传统公式在实际应用中存在一定的局限性。因此,通过对最小携液速度公式的理论分析,统计靖边气田上古气藏产水气井的临界携液流量,反推出最小流速公式系数,进而得到气井临界携液流量的计算模型。     

气井井筒携砂规律研究

气井出砂问题是由多种因素导致的,通过实验分别研究了固体颗粒形状、油管直径、井口压力对气井临界携固量和临界携固流速的影响。应用公式计算临界携固流量与流速,并与实际生产数据相对比,得出上述因素对临界流量与临界流速的影响规律。     

流体沿平壁流动的曳力系数

DRAGCOEFFICIENTFLOWOVERAFLATPLATE1前言当流体流过壁面时，就壁面而言，它受到流体的曳力。曳力系数与对流传热系数和传质系数一样，是在计算传递速率时首先要确定的传递系数，它们都是雷诺数的函数，三者又可以类比。因此，可由一个已知的传递系数去预测另一个未知的传递系数。在传递过程研究中常通过动员传递中易于求得的曳力系数估算对流传热系数与传质系数。本文针对文献中存在的不足，进行透彻的分析，推导出精确计算流体沿平壁流动时平均曳力系数的公式，供设计计算以及深入研究三传类比时参考与应用。2公式推导2．三…     

气井临界携液流量计算方法的修正

气井最小临界携液流量的准确计算对于确定气井合理配产、优化气田开发方案具有非常重要的意义。国内外学者在Turner模型的基础上,对临界携液系数进行修正,从而推导出了不同的临界携液流量计算模型,但这些模型均将界面张力和天然气偏差因子取为常数,忽略了温度和压力对它们的影响。因此,对液滴模型进行了修正,通过经验公式计算界面张力,运用DAK方法计算天然气偏差因子,提出了考虑实际界面张力和天然气偏差因子的气井临界携液流量模型。应用修正前后的3种常规模型分别对某气田的临界携液流量进行计算对比,结果表明修正的临界携液模型能够更加准确预测气井状态,判断井筒是否积液,较常规模型具有更高的准确性和科学性,适用于气田实际生产开发。     

气井临界携液流量计算的新方法与模型比较

在油气田开发过程中,确定气井的临界流量对实际生产起着重要的指导作用.早期的Turner模型推导出的气井最小携液流量得到了广泛的应用,而在实际应用中发现,Turner模型计算出的气井排液临界流量远高于气井实际所需的最小排液流量.国内又相继出现了MIN LI模型和椭球模型,但这两个公式计算结果也存在较大的偏差.本研究以经典模型(Turner模型)所假设的圆球形液滴为基础,推导出临界携液流量计算的新方法,并将该方法计算的结果与已有的三种模型计算结果进行对比,得出新方法的计算结果更接近实际值.     

矿浆管道输送临界流速试验研究

为了精确计算矿浆管道输送的临界流速,根据前人试验数据,分析了浆体浓度、管道直径、浆体粒径组成及浆体密度等对临界流速的影响,并进行机理分析。在研究前人计算临界流速公式的基础上,提出计算临界流速公式新模型及临界流速的新定义,通过量纲分析拟合出临界流速计算新公式,并对新公式进行验证。结果表明,临界流速随着浆体浓度和管径的增加而增大,随颗粒粒径和管径比值的增大而减小。本文的试验临界流速实测值与计算值最大误差为2.69%,平均误差为1.29%;文献中试验的临界流速实测值与计算值平均误差分别为4.18%、10.25%、11.45%;临界流速计算新公式平均误差均在12%以内,满足稀悬液浆体管道输送临界流速的预测要求。     

小断块边水采气工艺研究及应用

本文阐述了不同阶段的产水气井需采用不同的工艺技术，有效的排液工艺要在正确理论指导下实施。动能因子理论调整生产管柱内径，是在产水气井尚有一定能量的情况下应用。连续气举工艺要计算管鞋处满足稳定带液的临界流速和临界流量。用临界流速和临界流量理论指导现场气举操作，是提高产水气井采收率的重要保证。     

颗粒团绕流曳力系数的LBM计算

采用格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann method, LBM) 中的LBGK(Lattice Bhatnagar- Gross-Krook)模型和二阶精度的曲线边界条件处理方法对二维颗粒团绕流现象进行了数值模拟,并同时使用动量交换法计算了两种颗粒团构型中不同颗粒的曳力系数。结果表明：颗粒团曳力系数与颗粒聚团的构型有着密切联系,颗粒聚团的形成将导致颗粒团曳力系数大幅度减小。除颗粒团构型因素外,颗粒间距和流动Reynolds数也是导致颗粒团曳力系数发生改变的主要因素。当颗粒聚团存在时,颗粒团中不同颗粒的受力有较大差异,若忽略颗粒聚团效应,则颗粒团曳力系数的计算必然将产生偏差。     

气固下行床中壁面对介尺度曳力的影响规律

传统介尺度曳力模型的构建通常基于全周期域的细网格模拟数据集，未考虑壁面的影响，而真实流化床反应器系统中的壁面条件会影响壁面附近的非均匀结构，进而影响到壁面附近颗粒所受的曳力，因此研究壁面效应对介尺度曳力模型的影响很有必要。本文通过对拟二维全周期系统和不同床宽的周期下行床系统的介尺度曳力修正系数相对误差径向分布进行比较，探究了周期下行床中的介尺度曳力回归全周期系统曳力的现象，分析了曳力修正系数径向分布的影响因素。发现不同床宽下受壁面影响区域占整个床的比例改变较小，且曳力系数相对误差的值受该位置的固含率、固含率梯度、固相剪切率及粒化温度分布等因素影响，最后拟合了曳力系数相对误差关于径向位置的公式，并对过滤尺度对曳力系数相对误差的影响和一些变量关联曳力时是否已经隐性包含了壁面的影响进行了探讨。     

延长气田气井合理生产管径确定

通过延长气田临界携液流量模型,预测不同尺寸油管携液能力,并利用气井生产系统分析方法,对低产井、中产井和高产井进行分析,给出不同油管尺寸对气井产能的影响,同时根据Beggs公式计算不同油管尺寸的冲蚀临界流量,最后根据气井不同的产能,确定延长气田气井合理的生产管径。     

气泡曳力系数模型分区研究

由曳力系数表征的曳力模型作为重要的相间力模型之一，被广泛应用于Euler-Euler方法和Euler-Lagrange方法下的连续相和离散相动量方程中。由于现有气泡曳力系数模型形式各异且适用范围有限，因此需要对已有模型进行充分地评价。考虑到已有曳力系数模型的适用范围和气泡变形的影响，参考各曳力系数模型采用的相关参数，建议基于Reynolds数Re和Weber数We分区选择最佳模型。将分区曳力系数模型、已有曳力模型与实验数据对比，发现分区曳力系数模型总体预测结果更符合实验测量值。将分区曳力系数模型应用至数值模拟中，可以更精确地追踪不同尺寸气泡的位置，使数值模拟结果更接近真实的物理情况。     

非均匀气固流态化系统中颗粒流体相间作用的计算

曳力系数是双流体模型模拟气固两相流动的关键参数.文献中应用的关联式都基于平均方法,不再适用于模拟快速流态化系统的非均匀流动结构.本文试图阐明非均匀结构对曳力系数的影响,应用改进的能量最小多尺度模型提出一种计算微元体曳力系数的新方法.计算结果表明应用该模型计算出的曳力系数远小于基于平均方法关联式的计算结果,符合实验得出的结论.     

苏里格气田气井产量劈分方法适用性评价

本文在利用实测的基础上,对单井轮换计量法、节流器计算经验公式、产能公式法、产层性质参数确定劈分系数4种方法的公式合理性、不同压力下节流器计算公式适应性及丛式井组劈分系数的可靠程度进行评价,初步形成气井在不同工艺、不同生产阶段时的气井产量劈分方法。     

气固两相流动中非球形颗粒所受曳力的数值研究

采用数值计算的方法研究了非球形颗粒在气固两相流动中所受的曳力,在Re＜100的条件下对流经3种具有典型几何特征的非球形颗粒（正方体、圆柱体和圆台体）的流体流动进行了详细的数值计算.通过比较计算结果与文献中所推荐的3种曳力系数修正关系发现：Ganser方法与本文计算结果符合最好.通过对两种不同颗粒摆放条件的流动进行计算发现：对于不同的颗粒与来流角度,非球形颗粒所受到的曳力具有较大的差别.     

滤芯截除微粒临界直径与液体流过方向关系的探讨

本文利用Ｓｔｏｋｅｓ定律关联了滤芯层中微粒的曳力与位置的关系，按颗料瑟孔道壁面摩擦阻力大于曳力的去除条件，计算了两处不同流向时滤芯截除微粒临界直径之比，结果表明流体自滤芯内表面向外表面流过时能获得更佳的去除效果。     

基于工业级L管的膏体自流充填倍线研究

矿山膏体充填的临界自流充填倍线是矿山膏体管道输送的重要参数。采用工业级的L管试验装置测定膏体料浆的流变参数,并推算矿山膏体临界自流倍线与流变参数之间的关系式,用工业试验数据证明了该公式的准确性。从充填倍线角度出发,分析膏体料浆流变参数和自流输送的规律,试验结果表明膏体临界自流充填倍线与屈服应力和塑性黏度系数有关,不同管径、不同流速下的膏体临界自流充填倍线可根据其流变参数进行计算。针对贵州某磷矿实际充填情况对膏体临界自流充填倍线进行了验证,结果表明矿山膏体临界自流充填倍线公式适用于矿山充填。     

颗粒聚团结构对曳力特性影响的数值模拟

黏性颗粒多以聚团形式存在于气固两相系统中，流体施加于聚团的曳力对两相流动及传热传质起着至关重要的作用，而聚团的不规则、分形结构增加了曳力特性的复杂性。基于黏性离散单元方法生成不同分形结构的聚团，利用计算流体力学方法（CFD）直接求解分形聚团内部多孔结构的气流流动，得到了气体流过聚团时的周围与内部流场，研究了低Reynolds数（Re=0.1～10）条件下聚团结构特征对曳力的影响。结果表明：聚团的疏密程度显著影响聚团整体流场分布，多孔疏松结构增强了聚团的渗透性，使其与流体接触面积增加，所受曳力增加。分析不同结构聚团的曳力系数发现：除了聚团孔隙率、分形维数等结构参数的影响，气体流经聚团的方向也影响聚团曳力系数。在此基础上，综合考虑聚团分形维数、聚团与气流的夹角方向、Reynolds数拟合得到聚团曳力系数关联式。     

基于格子Boltzmann方法的单颗粒绕流数值模拟

采用格子Boltzmann方法（LBM）研究了单颗粒绕流流动过程。通过使用LBM中的LBGK（lattice Bhatnagar-Gross-Krook）模型和二阶精度的曲线边界条件处理方法,实现了对单颗粒绕流问题的定常及非定常流动过程中涡结构的模拟。采用动量交换法分别计算了Reynolds数在0.1～200范围内27个不同Reynolds数时的曳力系数,并将计算结果拟合得到基于LBM数值模拟的曳力曲线。计算结果表明,LBM在气固两相流的模拟计算中具有精确、可靠的优点,使用LBM模拟计算曳力曲线的方法经济、易行,并且可以克服由传统实验方法获得曳力曲线的局限性。     

中等雷诺数双分散悬浮系统流固曳力以及固固曳力

采用一套全解析数值方法模拟了颗粒可自由移动的双分散悬浮系统,并对文献中已有的流固以及固固曳力公式的准确性进行了检验。模拟的参数范围为整体固含率0.1, 0.2, 0.3,粒径比1.5和2,小颗粒固含率占比0.1, 0.3, 0.5,颗粒-流体密度比10, 100, 500, 1000,整体颗粒雷诺数10, 20, 50。结果显示,对于流固曳力的预测,文献中已有的三类公式中静态均匀系统公式最准,动态悬浮系统公式次之,单分散扩展公式最差。进一步分析发现双分散悬浮系统流固曳力受局部固含率、颗粒相间滑移速度、颗粒拟温度、颗粒Stokes数以及颗粒微结构的影响。在这些因素的共同作用下,流固曳力随颗粒-流体密度比变化不明显,小颗粒相与大颗粒相的流固曳力差异小于静态均匀系统。对于固固曳力的预测,当颗粒-流体密度比等于10或100时,润滑力的作用会使碰撞次数在不同颗粒对之间分布不均,导致分子混乱假设不成立,基于颗粒动力学理论的公式远远高估固固曳力。