《气体运移计算模型汇总》由会员分享，可在线阅读，更多相关《气体运移计算模型汇总（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、不同条件下气体在井筒中的运移规律计算模型统计表计计 算算 模模 型型 类类 别别序号序号公式及符号说明公式及符号说明公式来源及公式来源及 适用条件适用条件参考文献参考文献其他说明其他说明1 4/1253. 1 lgl grgV单个气泡在无限 静止液体中的上 升速度；目前主 要用于泡状流中 气体滑脱速度的 计算 Harrnathy T ZVelocity of large drops and bubbles in media of infinite or restricted extent JAIChE J，1960，6(2)：281- 288液液 相相 静静 止止 情情 况况 下下 的的 计计
2、 算算 模模 型型22/1 345. 0 lgl grgDV圆管中 Taylor 泡 在静止液体中的 上升速度；张军对预测垂直环 空管中 Taylor 泡上升 速度模型的评价 J西安石油学院学 报，1998，13（6）： 50-5332/1 C lgl grgDVSadatomi 模型：；2/1K1345. 0C）（ DdK Barnea 模型：2/) 1(1345. 0C2/1K）（Hasan 模型：K1 . 0345. 0C环空中 Taylor 泡 在静止液体中的 上升速度；适用 于同心环空流动 张军对预测垂直环 空管中 Taylor 泡上升 速度模型的评价 J西安石油学院学 报，1998
3、，13（6）： 50-53Sadatomi 模 型与实验数 据偏差较大， 预测结果偏 大； Barnea 模型 与 Hasan 模 型预测结果 与实验数据 吻台比较好； 三种模型均 没有考虑偏 心度的影响。4当时：，； ， 5 . 0g3 . 0gE0grV3 . 0gE； 60/1185. 0788. 0013.124/1 ggrELnEXPV当时：，； 5 . 0g35. 0gE0grV35. 0gE。 60/5 . 1195. 0603048. 02ggrEV式中，gl仅适用于低流量 下泡状流型的气 液表观速度的计 算王景合垂直套管中 气液流动滑脱速度的 研究J地球物理测 井，1991,
4、15（4）： 286-291斯伦贝谢5泡状流：在静水及的循环水条件下，气体上升速度公式为：0.09gE ； 5 . 1)4/1(2132. 1g lgllg gEgAQQV 在的循环水条件下，气体上升速度公式为：09. 0gE。 2)4/1(216 . 0g lgllg gEgAQQV 段塞流：段塞流条件下气体上升速度模型如下所示：)2/1( 28. 015. 1 lgllg gdDgAQQV空气-泥浆中的气 体上升速度模型； 主要基于一种泥 浆密度和粘度进 行的实验，对与 不同密度、不同 粘度条件下的气 体上升速度模型 是否适用，还需 进一步分析。李相方，管从笑，隋 秀香，等环形井眼 气液两
5、相流流动规律 研究J水动力学研 究进展，1998，13(4)： 422-426600VKVgr为考虑气泡间相互影响和液相流动对细小运动的影响系数，0K；当通道直径较大时，的计算公式为：52 . 0014 . 1 lgglK0V。 4/125 . 1 lgl grgVPa51018017 的压力、 的空隙7 . 005. 0 率、mm74817 的内径范围内的 气体滑脱速度。- 7 )(323. 021ddgVgr气泡在环形管中 的上升速度张军、陈听宽. 垂直及 倾斜环形管内上升气 液泡状流存在 条件. 集美大学学报 (自然科学版),2002,7(3), 233-236.1g21 s10()()
6、V0.160.092log ()f RB fddN非牛顿流体气泡雷诺数为：(2)211336320.0208()2 1/n sfn RBVNddKn 平均气体滑脱速度，ft/sec；环空外径，inches；环sV2d1d空内径，inches；气体平均密度，ppg；气泡雷诺数。gRBNn泥浆流型指数；K泥浆稠度系数。公式来源： Rader，Ward，K oederitz 试验数据 及 Rader 结论； 应用条件：对于 由经验确定的牛 顿流体的滑脱速 度可给出近似结 果；此外，公式 仅适用于气泡雷 诺数 NRB值小于 100000 的情况， 当大于 100000 后， NRB取 0.62。UPW
7、ARD MIGRATION OF GAS KICKS IN A SHUT-IN WELL，Jeffrey Lawrence Mathews B.S.，Louisiana State University，1979井井 口口 封封 闭闭 情情 况况 下下 的的 计计 算算 模模 型型20.052csgmggPhP井口压力；泥浆密度；气泡距井口距离；气csgPmghgP泡压力；通过两边取微分有：d1()0.052dcsg g mPVt通过井口压力变化率可随时计算得到井筒内气体运移速度。单独气泡，忽略 泥浆压缩性，液 体滤失和温度变 化。H.V. Nickens, Amoco Production
8、Co. “A Dynamic Computer Model of a Kicking Well:Part -Model Predictions and Conclusions”,SPE141841grmgVVCV0式中为混相速度，m/s。为速度分布系数。当泡状流时，mV0C；当段塞流时，；当沫状流 DdC317. 02 . 10DdC9 . 02 . 10时，0 . 10C气体在流动液体 中上升速度的统 一公式周英操，翟洪军欠 平衡钻井技术与应用 M北京：石油工业 出版社，2003：23- 272044. 064.73VEuuVg lg gr 是单个气泡在静止液体中的上升速度，即 Harmat
9、hy 气体滑0V脱速度公式，； 为气液间的表面张力，4/12053. 1 lglgVN/m。空气-泥浆中气体 滑脱速度的计算 公式宋荣荣含超临界流 体的井筒多相流动与 井底压力控制 D中国石油大学博 士学位论文，山东东 营，2012液液 相相 流流 动动 情情 况况 下下 的的 计计 算算 模模 型型3 4 1Stokes 和 Mendelsohn 模型21.6 1.4 0.40.61/21 18Re3001 13.92.14/0.505lg b llgbllbbudgduudgd在层流区：在过渡区（1）：在紊流区（经验公式）：由于经验公式大 都是对纯水进行 研究得出的，对 不同类型的钻井 液
10、，由于物性不 同，式中的经验 系数可能会不同。气泡在不同液体中上 升速度的实验研究非非 牛牛 顿顿 流流 体体 中中 的的 计计 算算 模模 型型 2Peebles 和 Garber 模型由于经验公式大 都是对纯水进行 研究得出的，对 不同类型的钻井 液，由于物性不 同，式中的经验 系数可能会不同。气泡在不同液体中上 升速度的实验研究20.520.761.282.214 10.502.2140.250.144 11120.250.25 1241232,Re290.33,2Re4.021.35,4.02Re3.1016.325.751.18,3.10Re5.57lg b fl b fl blll
11、ugrugrGuGGGGrguGGguGG 或或其中，433r,1.18 1.53blg uHarmathy 认为上式中的系数用代替较好有关气泡在非牛顿流体中上升的研究通过曳力系数同其它准数的关联模型来计算气泡的最终上升速度。引入描述气泡的运动特性常用的无量纲数有 Morton 数，Eotvos 数，Reynolds 数，Weber 数，Archimedes 数，密度比和粘度比。/lg/lg。式中，下标 l 和 g 分别代表液体和气体，为表面张力，de为气泡等42223322,Re,lleleBlBelelllggdd uu dgdMoEoWeAr 效直径，流体粘度，uB气泡上升速度。3Tzo
12、unakos 模型 对于固定界面的气泡其中0.65716(1 0.173Re),Re135Re 24,Re135ReDDCC 2 Renn leBd u K 对于移动界面的气泡该模型是为研究 幂律流体 CMC 水 溶液中表面活性 剂浓度对气泡上 升的作用而提出 的，模型指出气 泡从固定界面到 移动界面存在一 转变过程，其受 表面活性剂浓度、Effect of the surfactant concentration on the rise of gas bubbles in power-law non- Newtonian liquids其中，E 为变形率0.65716(1 0.173Re),
13、Re60Re 16,Re60ReDDCC 2 Renn leB nd u KE 雷诺准数和液体 流变性质所控制。4Rodrigue1 模型2 1 (1)/2161 7523Re(2)nn DnnCn n该模型主要考虑 幂律流体对曳力 系数的影响，结 构简单，通常在 小雷诺准数下是 首选的目标。Bubble velocities: further developments on the jump discontinuity5Margaritis 模型0.657 1.09160.413(1 0.173Re),Re60Re1 16300Re 0.95,Re60DDCC 在较大范围的雷 诺准数内对几种
14、 非牛顿流体中的 曳力系数进行关 联，最终提出的 一个适用范围较 广的模型。但是 仅限于和雷诺准 数的关联，其它 更多的气泡特征 和流体参数没有 被考虑。Bubble rise velocities and drag coefficients in non-Newtonian polysaccharide solutions6Rodrigue2 模型10/1110/118/9 221/17673/338/9 511/20231 0.020Re416 Re31 1.31 10Re4DDDCMoCMoCMo 适用范围较广， 并且 Morton 数也 被考虑进去，但 曳力系数隐性表 达以及其复杂性 可能给实际应用 中带来不便。A general correlation for the rise velocity of single gas bubbles7范文元模型：1.5680.
