【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于页岩气开发，特别是涉及一种基于格子玻尔兹曼的气液两相嘴流模拟方法。
技术介绍
1、页岩气主要通过压裂改造获得工业产能，而裂缝中的支撑剂是维持渗流通道、保障页岩气井后期稳产的关键因素。使用油嘴生产时，油嘴过大将导致气井出砂，一方面出砂冲蚀影响集输管网安全，另一方面支撑剂回流影响气井后期稳产能力。通过控制气井产量可抑制气井出砂，使用嘴流公式可预测不同油嘴大小下气井产量。
2、上个世纪六十年代，ros根据能量平衡方程推出井下节流的嘴流公式，随后，poettman和beck对其公式作了一定修正。1954年，gilbert率先提出两相流的节流机理模型。他认为油压与产液量呈正比关系，并提出适用于临界流状态下的三参数关系式。之后，ros、baxendell、secen、osman等人相继利用测试数据对关系式中的经验系数重新阿归并进行了修正。towailib&marhounl等人根据现场数据得出总液量与油嘴上游压力并非线性关系，由此发展了四参数关系式。ashford在气体等熵膨胀的基础上建立了气液两相嘴流机理模型，他认为该模型有两大优点：考虑了流体物性；模型从能量的角度定义了气液两相嘴流从亚临界流向临界流过渡的条件，适用于非临界状态，可用于判别流态。随后,sachdeva，perkins从假设气体为多变膨胀的角度建立了类似的模型。
3、现场生产中，压裂液伴随页岩气产出形成气液两相流动，使用单相嘴流公式预测将导致嘴流公式预测产量与实际产量存在较大差异，从而对合理调控生产制度、准确预测气井产量造成影响；
技术实现思路
1、针对现有的单相嘴流公式预测和多相嘴流公式预测的不足，本专利技术采用格子玻尔兹曼方法，引入两相伪势模型，模拟并定量描述了不同油嘴尺寸、进出口压差及产液量下的气液两相嘴流动态，提出了一种基于格子玻尔兹曼的气液两相嘴流模拟方法。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、一种基于格子玻尔兹曼的气液两相嘴流模拟方法，包括以下步骤：
4、s1，构建气液两相嘴流模型，所述气液两相嘴流模型采用单组分两相伪势模型；
5、s2，通过产气量、产液量、生产压差、油嘴尺寸模拟油嘴前后空间内气相液相的实时流体动态，并输出空间内任意位置的压力、密度、速度数据。
6、作为优选方案，步骤s1中所述气液两相嘴流模型包括流体模型，所述流体模型包括单相格子玻尔兹曼模型和多相格子玻尔兹曼模型。
7、作为优选方案，步骤s1中所述气液两相嘴流模型还包括边界模型，
8、其中，所述边界模型包括油嘴网格边界空间构建和边界处理格式，
9、所述边界处理格式包括碰撞边界处理格式、出入口边界处理格式和界面粘附处理格式。
10、作为优选方案，所述油嘴网格边界空间构建包括以下步骤：
11、s1，生产实际设计；s2，流动空间简化；s3，空间矩阵化；s4lbm流动空间模型的建立。
12、作为优选方案，所述碰撞边界处理格式包括组合边界和非平衡外推边界，所述组合边界是将无滑移的反弹格式与自由滑移的镜面反弹格式混合而成的边界格式；
13、所述非平衡外推边界是将边界节点处的分布函数拆分为平衡态分布函数和非平衡态分布函数。
14、作为优选方案，所述出入口边界处理格式为压力边界；所述界面粘附处理格式为不粘附，并且润湿角为120°。
15、作为优选方案，所述油嘴尺寸为3-7mm；生产压差的范围是5mpa～50mpa。
16、一种基于格子玻尔兹曼的气液两相嘴流模拟装置，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述任一项所述的方法。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
18、本文通过构建与实际等效的嘴流模型，引入格子玻尔兹曼方法(lbm)进行气液两相流动模拟，形成气液两相嘴流图版，从而提高产量预测和规划的准确性，并为页岩气配产和管理提供数据支撑。
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1.一种基于格子玻尔兹曼的气液两相嘴流模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于格子玻尔兹曼的气液两相嘴流模拟方法，其特征在于，步骤S1中所述气液两相嘴流模型还包括边界模型，
3.如权利要求2所述的一种基于格子玻尔兹曼的气液两相嘴流模拟方法，其特征在于，所述油嘴网格边界空间构建包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的一种基于格子玻尔兹曼的气液两相嘴流模拟方法，其特征在于，所述碰撞边界处理格式包括组合边界和非平衡外推边界，所述组合边界是将无滑移的反弹格式与自由滑移的镜面反弹格式混合而成的边界格式；
5.如权利要求4所述的一种基于格子玻尔兹曼的气液两相嘴流模拟方法，其特征在于，所述出入口边界处理格式为压力边界；所述界面粘附处理格式为不粘附，并且润湿角为120°。
6.如权利要求5所述的一种基于格子玻尔兹曼的气液两相嘴流模拟方法，其特征在于，所述油嘴尺寸为3-7mm；生产压差的范围是5MPa～50Mpa。
7.如权利要求1-6任一所述的一种基于格子玻尔兹曼的气液两相嘴流模拟方法，其特征在于，
8.一种基于格子玻尔兹曼的气液两相嘴流模拟装置，其特征在于，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至7中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于格子玻尔兹曼的气液两相嘴流模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于格子玻尔兹曼的气液两相嘴流模拟方法，其特征在于，步骤s1中所述气液两相嘴流模型还包括边界模型，
3.如权利要求2所述的一种基于格子玻尔兹曼的气液两相嘴流模拟方法，其特征在于，所述油嘴网格边界空间构建包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的一种基于格子玻尔兹曼的气液两相嘴流模拟方法，其特征在于，所述碰撞边界处理格式包括组合边界和非平衡外推边界，所述组合边界是将无滑移的反弹格式与自由滑移的镜面反弹格式混合而成的边界格式；
5.如权利要求4所述的一种基于格子玻尔兹曼的气液两相嘴流模拟方法，其特征在于，所述出...
【专利技术属性】
技术研发人员：王坤，阴丽诗，严小勇，程志强，周兴付，谢晶，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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