钻井环空中赫-巴流体内气泡的上升速度

摘要

气泡在钻井环空中的运动规律是井筒多相流的一个研究重点,气泡上升速度则是其中的一个关键参数。井筒内各流型内气泡/气体上升速度的准确性很大程度上影响了井筒多相流描述的精确性。为此,按照含气率对环空流型进行了划分,对各流型气泡的运动行为进行了分析。系统地总结分析了单气泡在无限流域中的滑脱速度及气泡纵横比的计算方法。利用赫-巴流变模式对气泡周围表观黏度进行了修正,通过实例对比分析单气泡在赫-巴流体内滑脱速度几个计算公式,认为Rodrigue公式相对于Harmathy公式来说是极大的提高,能适应不同形状的气泡,可作为泡状流流域气泡滑脱速度计算的首选公式。通过对单气泡滑脱速度进行含气率、尺寸和井斜修正,得出了环空中各流型的气体滑脱速度计算方法,过渡流型的气泡滑脱速度则采用线性处理,并对环空气泡滑脱速度随含气率变化关系进行了实例分析。最终通过漂移流模型给出了计算环空气泡上升速度的方法。