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申请/专利权人：西南石油大学

摘要：本发明提供了一种泡沫排水采气井井筒摩擦阻力计算方法。其是基于气液两相流MukherjeeBrill模型参数转换而来，将液膜反转点定义为零摩擦阻力点，忽略摩阻负值影响，并以此作为起始点预测摩擦阻力变化情况。在摩擦阻力系数中考虑了液相参数和起泡剂浓度的影响，以两相管流实验零摩擦阻力点为基准，引入起泡剂浓度参数，通过提出的零摩擦阻力点气流速比值与起泡剂浓度系数关系式，计算泡沫排水采气工艺条件下的零摩擦阻力点气流速，结合实验数据拟合优化得到了一种有效的计算方法。本发明中的关键计算参数摩擦阻力系数和零摩擦阻力点气流速均与起泡剂浓度相关，以更优地表征泡沫排水采气井井筒流动条件，为泡沫排水采气井井筒压降预测提供重要的理论支撑。

主权项：1.一种泡沫排水采气井井筒摩擦阻力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：收集目标研究区块气井动态生产参数，明确生产气井的压力、温度、产气量、产液量参数及起泡剂类型、出厂参数和使用浓度，计算气井井筒流体密度、气相表观流速、液相表观流速和起泡剂浓度系数；其中，气井井筒流体密度，ρG为气体密度，kgm3，p为压力，MPa，M为天然气相对分子质量，gmol，T为温度，K，R为理想气体常数，Z为偏差因子，无因次；气相表观流速，液相表观流速，QSc、QSL分别为气井产气量、产液量，m3d，ρSC为常压气体密度，kgm3，A为管道横截面积，m2；起泡剂浓度系数χ计算公式为：，Cv为起泡剂浓度，mgL，CMC为起泡剂临界胶束浓度，mgL；步骤二：计算气液两相液膜反转临界气流速vcf，ms； ，c1、c2表示实验拟合得到的多项式的系数，g为重力加速度，ms2，D为油管内径，m，ρL为液相密度，kgm3；步骤三：类比步骤二中气液两相液膜反转临界气流速vcf，明确泡沫排水采气井井筒流动条件下的泡沫膜反转临界气流速vcfoam，定义零摩擦阻力点气流速比，其为泡沫排水采气工艺条件下的零摩擦阻力点气流速与气液两相流条件下的零摩擦阻力点气流速的比值；步骤四：基于气液两相摩擦阻力系数，考虑液相流速和起泡剂浓度影响，提出泡沫排水采气工艺条件下的摩擦阻力系数计算表达式：fm-foam＝a1fm+a2lnvSL+a3χ+a4，其中fm-foam为泡沫排水采气工艺条件下的井筒摩擦阻力系数，fm为MukherjeeBrill模型中的摩擦阻力系数，χ为起泡剂浓度系数，a1、a2、a3、a4表示实验拟合得到的多项式的系数；步骤五：利用零摩擦阻力点气流速比与起泡剂浓度系数χ关系式，联立步骤二中得到的气液两相液膜反转临界气流速计算公式，计算所述泡沫膜反转临界气流速vcfoam；其中，b1、b2、b3表示实验拟合得到的多项式的系数；步骤六：将液膜反转点定义为零摩擦阻力点，忽略摩擦阻力负值影响，并以此为起始点预测摩擦阻力变化情况，进而提出泡沫排水采气井井筒摩擦阻力计算公式，其中，ρns为无滑脱混合流体密度，kgm3，ρns＝ρLλL+ρG1-λL，λL为无滑脱持液率，λL＝vSLvm，vm为气液混合流体表观流速，vm＝vSL+vSG；联合步骤四中泡沫排水采气工艺条件下的摩擦阻力系数计算表达式和步骤五中得到的vcfoam，通过物理模拟实验数据优化拟合，得到最终的泡沫排水采气井摩擦阻力计算式。

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