合作客戶/
拜耳公司 |
同濟大學(xué) |
聯(lián)合大學(xué) |
美國保潔 |
美國強生 |
瑞士羅氏 |
相關(guān)新聞Info
-
> 超微量天平應(yīng)用實例:利用火試金法測定鉛精礦中銀含量
> 新型添加劑濃度對水合物溶液的表面張力的影響
> 石油磺酸鹽、聚丙烯酰胺濃度對界面張力的影響
> 脂肪醇聚醚磺酸鹽的界面性能、耐溫耐鹽性能對比
> 油藏儲層油水界面張力是形成啟動壓力梯度的微觀成因
> 有關(guān)表面張力儀產(chǎn)品優(yōu)點和參數(shù)說明
> 基于界面張力弛豫法考察羥基取代烷基苯磺酸鹽的界面擴張流變性質(zhì)(三)
> ?高分子表面活性劑HS-PA表征和性能、粒徑、表面張力、應(yīng)用性能測定——實驗部分
> 打破試劑溶液的表面張力,提升乳糖醇制備的攪拌混合效果
> 表面張力能怎么玩?下面就是一些常見的小實驗方案~
推薦新聞Info
-
> 誘導(dǎo)期測定法研究NaCl的添加對碳酸鋰固-液界面張力等成核動力學(xué)參數(shù)影響——結(jié)果與討論
> 誘導(dǎo)期測定法研究NaCl的添加對碳酸鋰固-液界面張力等成核動力學(xué)參數(shù)影響——過飽和度的計算
> 誘導(dǎo)期測定法研究NaCl的添加對碳酸鋰固-液界面張力等成核動力學(xué)參數(shù)影響——實驗部分
> 去乙酰化槐糖脂生物表面活性劑的結(jié)構(gòu)鑒定、理化性質(zhì)及應(yīng)用(四)
> 去乙酰化槐糖脂生物表面活性劑的結(jié)構(gòu)鑒定、理化性質(zhì)及應(yīng)用(三)
> 去乙酰化槐糖脂生物表面活性劑的結(jié)構(gòu)鑒定、理化性質(zhì)及應(yīng)用(二)
> 去乙酰化槐糖脂生物表面活性劑的結(jié)構(gòu)鑒定、理化性質(zhì)及應(yīng)用(一)
> 表面張力儀用于柔軟抗菌涂層面料研發(fā)
> 密封防拆射頻標(biāo)簽的安裝時,需要考慮表面張力嗎?
> 涂層表面張力是什么意思?涂層表面張力大好還是小好
考慮界面張力、液滴尺寸和液滴變形影響的攜液臨界模型構(gòu)建(一)
來源:石油鉆采工藝 瀏覽 302 次 發(fā)布時間:2024-12-17
現(xiàn)有的攜液臨界流量模型通常認(rèn)為界面張力及曳力系數(shù)為常數(shù),忽略溫度及壓力對界面張力、液滴尺寸及液滴變形對曳力系數(shù)的影響,造成預(yù)測攜液臨界流量的結(jié)果與實際結(jié)果有較大差異。為了更準(zhǔn)確預(yù)測氣井?dāng)y液臨界流量,首先通過分段擬合界面張力實驗數(shù)據(jù),建立界面張力公式,然后引入變形液滴曳力系數(shù)公式及液滴變形程度和液滴尺寸之間的關(guān)系式,得到考慮界面張力和液滴變形影響的攜液臨界流量模型。研究結(jié)果表明,溫度越高,壓力越大,界面張力越小,攜液臨界流量越小;液滴尺寸越大,液滴變形越嚴(yán)重,液滴高寬比越小,曳力系數(shù)越大,攜液臨界流量越小。實驗表明,模型預(yù)測數(shù)據(jù)與氣井微觀液滴積液實驗數(shù)據(jù)基本吻合一致,其準(zhǔn)確度遠遠高于Turner模型和李閩模型。新模型能夠更加準(zhǔn)確預(yù)測不同液滴尺寸下的攜液臨界流量,符合氣田開發(fā)規(guī)律,為油氣田開發(fā)提供技術(shù)指導(dǎo)。
氣井?dāng)y液臨界流量的準(zhǔn)確計算對于采氣和開發(fā)工程方案的編制有重要意義。1969年Turner分析了垂直管流中液相的流動方式,認(rèn)為液滴模型可以較準(zhǔn)確預(yù)測積液的形成,其模型中液滴呈球形,曳力系數(shù)取0.44,界面張力為60 mN/m,模型適用條件為氣液比大于1 367 m3/m3,流態(tài)屬于霧狀流。之后許多學(xué)者分別在模型調(diào)整系數(shù)、液相流動方式、液滴形狀等方面作了改進,但是仍然有些因素沒有被考慮到。例如,氣水界面張力通常被認(rèn)為是常數(shù)60 mN/m,而實驗表明其數(shù)值隨壓力與溫度的變化而變化;液滴變形高寬比固定,導(dǎo)致對應(yīng)曳力系數(shù)為常數(shù),而實驗表明其受到氣體速度和壓力的影響。在前學(xué)者研究的基礎(chǔ)上,考慮界面張力、液滴尺寸和變形影響,建立新的攜液臨界流量模型,以更加準(zhǔn)確地預(yù)測氣井?dāng)y液臨界流量。
1、界面張力模型
Firoozabadi于1988年首次根據(jù)實驗測量的甲烷(CH4)、丙烷(C3H8)、正丁烷(n-C4)、正戊烷(n-C5)、正己烷(n-C6)、苯(C6H6)、正辛烷(n-C8)和正十二烷(n-C12)的數(shù)據(jù),認(rèn)為烴與水之間的界面張力、擬對比溫度和烴水密度差滿足一定關(guān)系,以烴水密度差Δρwh為橫坐標(biāo),函數(shù)(σhw0.25/Δρwh)Tr0.3125為縱坐標(biāo),可以得到不同組分的烴/水界面張力函數(shù)曲線,如圖1所示。Danesh于1988年利用Firoozabadi提供的實驗數(shù)據(jù),回歸出了界面張力經(jīng)驗公式為
圖1不同組分的烴/水界面張力函數(shù)
式中,Δρwh為烴水密度差,g/cm3;σhw為烴水、氣水或者油水界面張力,mN/m;ρw為水的密度,g/cm3;ρh為烴的密度或者氣和油的密度,g/cm3;Tr為擬對比溫度。
Sutton于2007年在新實驗數(shù)據(jù)的支持下,對Danesh模型進行改進,得到新的模型為
Sutton通過數(shù)據(jù)分析改進舊模型,假設(shè)臨界溫度為常數(shù),建立了新的界面張力模型為
式中,T為熱力學(xué)溫度,°R。上述3個模型的密度差范圍為0~1 g/cm3,包含油相和氣相2個區(qū)域,模型對油水和氣水界面張力的預(yù)測均通用,但是由于同時擬合了油水和氣水界面張力實驗數(shù)據(jù),模型整體擬合的精度降低,為了獲得更精確的氣水界面張力,通過分段擬合,即只擬合密度差大于0.4 g/cm3的氣相階段,得到更加準(zhǔn)確的氣水界面張力經(jīng)驗公式為
式中,σgw為氣水界面張力,mN/m;ρg為氣相密度,g/cm3。比較新模型式(4)與Danesh模型、Sutton模型在密度差大于0.4 g/cm3時的誤差,如圖2所示。Danesh模型平均絕對誤差為7.7%;Sutton模型平均絕對誤差為12.1%,而新模型平均絕對誤差為2.8%,計算精度更高。
圖2絕對誤差直方圖
如圖3所示為利用新模型繪制的不同溫度和壓力下的界面張力曲線。從圖中可知,壓力越大,溫度越高,氣水界面張力越小;氣體相對密度越大,氣水界面張力越小。當(dāng)壓力和溫度分別為0~40 MPa和20~200℃時,界面張力范圍為30~75 mN/m,不能看成常數(shù)。
圖3界面張力曲線
2、液滴變形特征
液滴在氣相中運動時,氣體作用于液滴上的曳力為
式中,F(xiàn)d為氣體對液滴的曳力,mN/m;Cd為曳力系數(shù),與液滴大小、液滴形狀及雷諾數(shù)有關(guān);Ad為液滴迎風(fēng)面積,即液滴在流動方向上的投影,m;vg為氣相速度,m/s。實驗觀察液滴下降過程中通常大液滴首先呈球形、橢球形或者半漢堡形狀,下降過程中逐漸破碎變小,變?yōu)榍蛐巍N杭{于2007年在高速照相機下捕捉高速空氣中液滴的形狀,表明液滴在高速氣流中的形狀是橢球形,且液滴并不保持一個固定形狀,而是在上升過程中不斷變化,液滴越往上越趨近保持球形。