CN107992642A - 携液临界流速的预测方法及装置 - Google Patents

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CN107992642A CN201710982989.4A CN201710982989A CN107992642A CN 107992642 A CN107992642 A CN 107992642A CN 201710982989 A CN201710982989 A CN 201710982989A CN 107992642 A CN107992642 A CN 107992642A
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胡强法
熊革
辛永安
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Abstract

本申请实施例提供了一种携液临界流速的预测方法及装置，该方法包括：确定天然气井的井斜角、液滴的曳力系数、液体密度、气体密度和表面张力；根据所述井斜角和所述曳力系数确定修正系数；根据所述修正系数、所述液体密度、所述气体密度和所述表面张力，确定所述天然气井的携液临界流速。本申请实施例可在天然气井地层出水情况下，提高预测携液临界流速的准确性。

Description

携液临界流速的预测方法及装置
技术领域
本申请涉及天然气井开采技术领域，尤其是涉及一种天然气井地层出水情况下的携液临界流速的预测方法及装置。
背景技术
天然气井通常采用衰竭式开采，纯气藏的最终采收率一般可超过90％，在开采速率和最终采收率上远远超过油藏。但在国内外天然气井的开采过程中，气井积液是最为普遍的现象，导致这一现象的主要原因是由于在气井开采过程中，边底水的侵入量增加，而地层能量与压力不断下降，气体流速下滑，当天然气没有足够的能量把水带出井筒时，井底将会产生积液。一旦出现井底积液，将在井底附近产生液柱回压，降低生产压差，从而造成气井产气量的明显下降，严重的积液甚至可以将气井完全压死，最终导致停产。
根据流体力学的基本原理，仅当井筒上返气流速高于连续排液临界流速时，产液气井才能持续携液开采。因此，准确预测天然气井的携液临界流速，对于减少井底积液，提高气井采收率具有重要意义。
目前，在层流条件下，现有的气井携液临界流速预测方案相对较为准确。然而，在天然气井地层出水情况下，会出现混合流体，即会出现过渡流和湍流，在此情况下，现有技术则难以准确预测出天然气井的携液临界流速。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种携液临界流速的预测方法及装置，以提高在天然气井地层出水情况下，预测携液临界流速的准确度。
为达到上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种携液临界流速的预测方法，包括：
确定天然气井的井斜角、液滴的曳力系数、液体密度、气体密度和表面张力；
根据所述井斜角和所述曳力系数确定修正系数；
根据所述修正系数、所述液体密度、所述气体密度和所述表面张力，确定所述天然气井的携液临界流速。
本申请实施例的携液临界流速的预测方法，所述根据所述井斜角和所述曳力系数确定修正系数，包括根据以下公式确定所述修正系数：
其中，B为修正系数，β为井斜角，Cd为曳力系数。
本申请实施例的携液临界流速的预测方法，所述根据所述修正系数、所述液体密度、所述气体密度和所述表面张力，确定所述天然气井的携液临界流速，包括根据以下公式确定所述携液临界流速：
其中，u为天然气井的携液临界流速，ρl为液体密度，ρg为气体密度，σ为表面张力。
本申请实施例的携液临界流速的预测方法，所述液滴的曳力系数通过以下方式得到：
确定与天然气井中液滴对应的刚性球体的曳力系数；
根据所述刚性球体的曳力系数确定所述液滴的曳力系数。
本申请实施例的携液临界流速的预测方法，湍流条件下，所述刚性球体的曳力系数通过以下公式确定：
Cd(solid)＝-3.316×10-18Re3+7.3×10-12Re2-4.918×10-6Re+1.143
其中，Cd(solid)为刚性球体的曳力系数，Re为雷诺数。
本申请实施例的携液临界流速的预测方法，所述根据所述刚性球体的曳力系数确定所述液滴的曳力系数，包括：
根据公式确定所述液滴的曳力系数；
其中，Cd(droplet)为液滴的曳力系数，Cd(solid)为刚性球体的曳力系数，μl为液体粘度，μg为气体粘度，Re为雷诺数。
另一方面，本申请实施例还提供了一种携液临界流速的预测装置，包括：
参数确定模块，用于确定天然气井的井斜角、液滴的曳力系数、液体密度、气体密度和表面张力；
系数确定模块，用于根据所述井斜角和所述曳力系数确定修正系数；
流速确定模块，用于根据所述修正系数、所述液体密度、所述气体密度和所述表面张力，确定所述天然气井的携液临界流速。
本申请实施例的携液临界流速的预测装置，所述根据所述井斜角和所述曳力系数确定修正系数，包括根据以下公式确定所述修正系数：
其中，B为修正系数，β为井斜角，Cd为曳力系数。
本申请实施例的携液临界流速的预测装置，所述根据所述修正系数、所述液体密度、所述气体密度和所述表面张力，确定所述天然气井的携液临界流速，包括根据以下公式确定所述携液临界流速：
其中，u为天然气井的携液临界流速，ρl为液体密度，ρg为气体密度，σ为表面张力。
本申请实施例的携液临界流速的预测装置，所述液滴的曳力系数通过以下方式得到：
确定与天然气井中液滴对应的刚性球体的曳力系数；
根据所述刚性球体的曳力系数确定所述液滴的曳力系数。
本申请实施例的携液临界流速的预测装置，在湍流条件下，所述刚性球体的曳力系数通过以下公式确定：
Cd(solid)＝-3.316×10-18Re3+7.3×10-12Re2-4.918×10-6Re+1.143
其中，Cd(solid)为刚性球体的曳力系数，Re为雷诺数。
本申请实施例的携液临界流速的预测装置，所述根据所述刚性球体的曳力系数确定所述液滴的曳力系数，包括：
根据公式确定所述液滴的曳力系数；
其中，Cd(droplet)为液滴的曳力系数，Cd(solid)为刚性球体的曳力系数，μl为液体粘度，μg为气体粘度，Re为雷诺数。
另一方面，本申请实施例还提供了另一种携液临界流速的预测装置，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时执行如下步骤：
确定天然气井的井斜角、液滴的曳力系数、液体密度、气体密度和表面张力；
根据所述井斜角和所述曳力系数确定修正系数；
根据所述修正系数、所述液体密度、所述气体密度和所述表面张力，确定所述天然气井的携液临界流速。
由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例在确定天然气井的井斜角、液滴的曳力系数、液体密度、气体密度和表面张力的基础上；根据井斜角和曳力系数确定修正系数；然后根据修正系数、液体密度、气体密度和表面张力，确定天然气井的携液临界流速。由于全面考虑天然气井的井斜角、液滴的曳力系数、液体密度、气体密度和表面张力等参数对天然气井的携液临界流速的影响且还给出了修正系数，因此本申请实施例预测出的天然气井的携液临界流速更加准确。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本申请一实施例中携液临界流速的预测方法的流程图；
图2为本申请一实施例中天然气井中定向井的液滴受力分析示意图；
图3为本申请一实施例中在湍流条件下雷诺数与曳力系数的不同非线性拟合情况示意图；
图4为本申请一实施例中不同雷诺数下井斜角与修正系数的关系示意图；
图5为本申请一实施例中携液临界流速的预测装置的结构框图；
图6为本申请另一实施例中携液临界流速的预测装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
在描述本申请实施例之前，先对本申请实施例进行原理性描述，以便于本领域技术人员更加清楚的理解本申请实施例。
以天然气井的定向井为例，实验表明，定向井中液相是通过分散成小液滴被天然气携带出井筒的。因此，可基于液滴质点分析理论，对定向井液滴进行受力分析。
如图2所示，假设液滴为球形，忽略液滴之间的碰撞；则临界状态下，由于液相和气相的流速基本相同，液滴不受气流的摩擦力，故液滴受到自身重力(FG)、浮力 (Fb)、气流对液滴的拽力(D)、油管的支撑力(N)和摩擦力(f)(液滴只会沿着油管被携带出地面，否则拽力D水平方向的分力无法平衡)。当液滴在气流中受力达到平衡时，其下落速度为u，当气体流速大于u时，液滴被带出井筒，故u即为定向井携液临界流速。
根据牛顿第二定律，液滴的受力平衡关系可以用方程表示，沿井壁方向和垂直于井筒方向的受力关系式分别为：
Fb cosβ+D＝FGcosβ+f (1)
N+Fb sinβ＝FG sinβ (2)
假设液滴球体表面光滑，液滴球体的等效直径为d，故液滴所受自身重力(FG)、浮力(Fb)、气流对液滴的拽力(D)为：
式中，β为井斜角，单位为度；d为液滴直径，单位为m；ρl，ρg分别为液体 (水或油)和气体的密度，单位为kg/m3；u为定向井携液临界气体流速，单位为m/s； Cd为液滴的曳力系数，无量纲；g为重力加速度，单位为m/s2。
根据牛顿摩擦定律，液滴所受油管摩擦力可用式(4)表示:
f＝λN (4)
式中λ为摩擦系数，无量纲，与油管粗糙度与雷诺数相关。
联立式(2)，式(3)与式(4)，可求得液滴所受摩擦力为：
此外，液滴本身在气流中受到使液滴保持完整的表面张力和造成液滴破裂的惯性力的作用。当韦伯数Nwe处于20～30之间时，液滴会发生破裂。而相关研究认为，气井中最大直径液滴被带出井筒，则井底不会产生积液，故取韦伯数Nwe为30，则最大液滴直径可表示为：
dm＝30σ/(ρgu2) (6)
式中，Wecr为临界韦伯数，无量纲；σ为表面张力，单位为mN/m。
将式(3)、式(5)、式(6)代入式(1)，可得定向井携液临界气体流速的通用计算模型：
其中，摩擦系数λ跟管壁的粗糙程度与雷诺数相关，常规油管中摩擦系数在 0.01～0.1之间。研究表明，摩擦系数λ的不同对携液临界气体流速的影响微乎其微，故λ可取0.1，进而可求得：
由标准阻力曲线可知，在混合流体条件下(2×105≤Re≤106)，Cd值随着Re值的变化波动较大，故Cd取定值误差较大。因此，可对混合流体(即湍流)的相关实验数据进行非线性拟合，见下表1所示：
表1混合流体条件下雷诺数与曳力系数关系非线性拟合
从表1和图3可明显看出，立方方程式的R平方为0.940，说明这种模型的拟合度较好；F统计量为25.902，通过了F检验，说明回归模型效果较好。因此，取立方模型为 Cd(solid)＝-3.316×10-18Re3+7.3×10-12Re2-4.918×10-6Re+1.143 (9)
从式(8)可知，当曳力系数越小时，定向井携液临界流速越大。从表2可看出，随着雷诺数的不断增大，曳力系数基本上不断降低，则临界流速不断增大。而在混合流体条件下，现有技术一般将Cd(solid)取为常数0.2，从表2中数据可明显看出，只适合雷诺数在2×105～3.2×105之间，而雷诺数在3.2×105～106之间时，基于现有技术 (例如Nossier模型)计算出的临界流速明显小于现场实际数据。
由于式(9)是通过拟合刚性球体曳力系数得到的，而液滴和固体颗粒不同，因为液滴在运动时会受到气流影响而造成内部流动，导致液滴的曳力系数比固体颗粒的曳力系数要小。为解决这一问题，可通过下式来进行修正：
式中，Cd(droplet)为液滴的曳力系数，Cd(solid)为刚性球体的曳力系数，μl为液体粘度，μg为气体粘度。
由此可见，在湍流条件下，可通过公式(9)和公式(10)来确定液滴的曳力系数，即先利用公式(9)确定与天然气井中液滴对应的刚性球体的曳力系数；然后利用公式(10)确定液滴的曳力系数，以使获得液滴的曳力系数，与液滴实际的曳力系数相符合。
表2回归模型拟合曳力系数表
综上所述，混合流体条件下定向气井携液临界流速计算模型为：
其中，B为修正系数，且
本申请实施例中，修正系数的主要跟井斜角(β)与雷诺数(Re)相关。图4 示出了不同雷诺数条件下井斜角与修正系数的关系曲线。
从图4和下表3可看出，随着雷诺数不断增大，修正系数先以较大幅度不断增大，后缓慢降低，但总体来说，呈现上升趋势，故临界携液流速也相应先增大后减小，总体呈上升趋势。在井斜角较小时，修正系数受雷诺数的影响较大，随着井斜角的增大，修正系数受雷诺数的影响较小。随着井斜角的增大，修正系数逐渐减小，而减小的幅度随着井斜角的增大而逐渐增大，故临界携液流速也相应降低，定向气井的携液能力随之增强。
其中，表3为修正系数速查表，在实际使用中，可根据气田的实际情况选择相应系数进行修正。
表3修正系数表
参考图1所示，在以上描述的基础上，本申请实施例的携液临界流速的预测方法，可以包括以下步骤：
S101、确定天然气井的井斜角、液滴的曳力系数、液体密度、气体密度和表面张力。
在本申请一些实施方式中，液滴的曳力系数可通过上述公式(9)和公式(10) 确定。
S102、根据所述井斜角和所述曳力系数确定修正系数。
在本申请一些实施方式中，所述修正系数的计算可参见上述关于B的计算公式，即
S103、根据所述修正系数、所述液体密度、所述气体密度和所述表面张力，确定所述天然气井的携液临界流速。
在本申请一些实施方式中，所述天然气井的携液临界流速的计算请参见上述公式(11)。
上述各步骤的细节请参见上述原理性描述，在此不再赘述。此外，虽然上文描述的过程流程包括以特定顺序出现的多个操作，但是，应当清楚了解，这些过程可以包括更多或更少的操作，这些操作可以顺序执行或并行执行(例如使用并行处理器或多线程环境)。
下面介绍本申请一示例性实施例。本示例性实施例通过选取中国北部及西部区块20口井的现场资料，来验证本申请的准确性，并与其他现有经典计算方法进行比较。具体的：
在西部区块包含16口定向气井，雷诺数在2.3×105～7.7×105之间变化，井斜角在24°～50°之间变化，其中有4口积液井，具体现场数据如表4所示：第7列表示定向气井的实际流速，第9列与第11列分别表示采用现有Belfroid经典计算模型和采用本申请实施例所得出的临界携液流速。若临界携液流速高于实际流速，则井底会产生积液，若临界携液流速低于实际气流速，则井底会产生积液。第10列与第12 列分别表示两种计算方法所得的预测状态，第13列表示西部区块16口井的实际生产状态，若预测状态与实际一致，则预测结果正确，反之，则为错误。
如表4所示，当运用Belfroid模型预测该区块积液情况时，共有6口井预测正确，分别为3号井、4号井、8号井、9号井、11号井和14号井，准确率仅为62.5％，其主要原因是忽略了雷诺数对曳力系数的影响。当使用本申请实施例预测该区块积液情况时，仅有2口井预测有误，准确率高达87.5％，其预测结果较前者有较大提升。因此，在定向气井混合流体(过渡流和湍流)条件下，本申请实施例优于Belfroid模型。
表4西部某气田现场生产数据及各模型计算结果对比
北部某气田定向井A1井、A2井、B1井和B2井分别属于该气田的两个区块，其中A1井与A2井因井底积液严重导致关井，而B3和B4井因少量积液或不积液仍在持续生产。4口井的生产数据如表5所示(A1井和A2井为关井前井底积液时的生产数据)。采用本申请实施例与几个现有技术的计算模型对现场生产数据进行拟合计算和精度分析，计算结果如表6所示，从表6可以看出：在混合流体定向气井条件下，用本文推导出的新模型所计算的结果相对误差很小，均低于10％，比几种常用模型的计算精度高，和现场实际情况吻合度较高，从而验证了本申请实施例的可靠性，可以准确地预测该条件下的连续携液临界流速，有效指导现场的持续生产。
表5北部某气田4口井现场生产数据表
表6各模型计算结果对比
通过对各个现场实例的应用分析表明：当使用本申请实施例预测西部某区块的气井积液情况时，准确率高达87.5％；本申请实施例在北部某区块的计算结果相对误差小于10％，相比于现有的计算模型，其精度提高了17％～57％；由此可见，本申请实施例的计算结果与现场实际数据吻合度更高，可用来准确预测混合流体条件下定向气井连续携液的临界流速。因此，本申请实施例对于提高天然气井的合理配产和最终采收率具有一定的指导作用。
参考图5所示，本申请实施例的一种携液临界流速的预测装置，可以包括：
参数确定模块51，可以用于确定天然气井的井斜角、液滴的曳力系数、液体密度、气体密度和表面张力；
系数确定模块52，可以用于根据所述井斜角和所述曳力系数确定修正系数；
流速确定模块53，可以用于根据所述修正系数、所述液体密度、所述气体密度和所述表面张力，确定所述天然气井的携液临界流速。
参考图6所示，本申请实施例的另一种携液临界流速的预测装置可以包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时执行如下步骤：
确定天然气井的井斜角、液滴的曳力系数、液体密度、气体密度和表面张力；
根据所述井斜角和所述曳力系数确定修正系数；
根据所述修正系数、所述液体密度、所述气体密度和所述表面张力，确定所述天然气井的携液临界流速。
本申请上述实施例的装置与上述实施例的方法对应，因此，有关于本申请上述实施例的装置细节，请参见上述实施例的方法，在此不再赘述。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/ 或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (13)

1.一种携液临界流速的预测方法，其特征在于，包括：
确定天然气井的井斜角、液滴的曳力系数、液体密度、气体密度和表面张力；
根据所述井斜角和所述曳力系数确定修正系数；
根据所述修正系数、所述液体密度、所述气体密度和所述表面张力，确定所述天然气井的携液临界流速。
2.如权利要求1所述的携液临界流速的预测方法，其特征在于，所述根据所述井斜角和所述曳力系数确定修正系数，包括根据以下公式确定所述修正系数：
<mrow> <mi>B</mi> <mo>=</mo> <mn>4.5</mn> <mroot> <mfrac> <mrow> <mn>0.1</mn> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>+</mo> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>&amp;beta;</mi> </mrow> <msub> <mi>C</mi> <mi>d</mi> </msub> </mfrac> <mn>4</mn> </mroot> </mrow>
其中，B为修正系数，β为井斜角，Cd为曳力系数。
3.如权利要求1所述的携液临界流速的预测方法，其特征在于，所述根据所述修正系数、所述液体密度、所述气体密度和所述表面张力，确定所述天然气井的携液临界流速，包括根据以下公式确定所述携液临界流速：
<mrow> <mi>u</mi> <mo>=</mo> <mi>B</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mroot> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;rho;</mi> <mi>l</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;rho;</mi> <mi>g</mi> </msub> <mo>)</mo> <mi>&amp;sigma;</mi> </mrow> <msubsup> <mi>&amp;rho;</mi> <mi>g</mi> <mn>2</mn> </msubsup> </mfrac> <mn>4</mn> </mroot> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，u为天然气井的携液临界流速，ρl为液体密度，ρg为气体密度，σ为表面张力。
4.如权利要求1所述的携液临界流速的预测方法，其特征在于，所述液滴的曳力系数通过以下方式得到：
确定与天然气井中液滴对应的刚性球体的曳力系数；
根据所述刚性球体的曳力系数确定所述液滴的曳力系数。
5.如权利要求4所述的携液临界流速的预测方法，其特征在于，在湍流条件下，所述刚性球体的曳力系数通过以下公式确定：
Cd(solid)＝-3.316×10-18Re3+7.3×10-12Re2-4.918×10-6Re+1.143
其中，Cd(solid)为刚性球体的曳力系数，Re为雷诺数。
6.如权利要求4或5所述的携液临界流速的预测方法，其特征在于，所述根据所述刚性球体的曳力系数确定所述液滴的曳力系数，包括：
根据公式确定所述液滴的曳力系数；
其中，Cd(droplet)为液滴的曳力系数，Cd(solid)为刚性球体的曳力系数，μl为液体粘度，μg为气体粘度，Re为雷诺数。
7.一种携液临界流速的预测装置，其特征在于，包括：
参数确定模块，用于确定天然气井的井斜角、液滴的曳力系数、液体密度、气体密度和表面张力；
系数确定模块，用于根据所述井斜角和所述曳力系数确定修正系数；
流速确定模块，用于根据所述修正系数、所述液体密度、所述气体密度和所述表面张力，确定所述天然气井的携液临界流速。
8.如权利要求7所述的携液临界流速的预测装置，其特征在于，所述根据所述井斜角和所述曳力系数确定修正系数，包括根据以下公式确定所述修正系数：
<mrow> <mi>B</mi> <mo>=</mo> <mn>4.5</mn> <mroot> <mfrac> <mrow> <mn>0.1</mn> <mi>s</mi> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>+</mo> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>s</mi> <mi>&amp;beta;</mi> </mrow> <msub> <mi>C</mi> <mi>d</mi> </msub> </mfrac> <mn>4</mn> </mroot> </mrow>
其中，B为修正系数，β为井斜角，Cd为曳力系数。
9.如权利要求7所述的携液临界流速的预测装置，其特征在于，所述根据所述修正系数、所述液体密度、所述气体密度和所述表面张力，确定所述天然气井的携液临界流速，包括根据以下公式确定所述携液临界流速：
<mrow> <mi>u</mi> <mo>=</mo> <mi>B</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mroot> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;rho;</mi> <mi>l</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>&amp;rho;</mi> <mi>g</mi> </msub> <mo>)</mo> <mi>&amp;sigma;</mi> </mrow> <msubsup> <mi>&amp;rho;</mi> <mi>g</mi> <mn>2</mn> </msubsup> </mfrac> <mn>4</mn> </mroot> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，u为天然气井的携液临界流速，ρl为液体密度，ρg为气体密度，σ为表面张力。
10.如权利要求7所述的携液临界流速的预测装置，其特征在于，所述液滴的曳力系数通过以下方式得到：
确定与天然气井中液滴对应的刚性球体的曳力系数；
根据所述刚性球体的曳力系数确定所述液滴的曳力系数。
11.如权利要求10所述的携液临界流速的预测装置，其特征在于，在湍流条件下，所述刚性球体的曳力系数通过以下公式确定：
Cd(solid)＝-3.316×10-18Re3+7.3×10-12Re2-4.918×10-6Re+1.143
其中，Cd(solid)为刚性球体的曳力系数，Re为雷诺数。
12.如权利要求10或11所述的携液临界流速的预测装置，其特征在于，所述根据所述刚性球体的曳力系数确定所述液滴的曳力系数，包括：
根据公式确定所述液滴的曳力系数；
其中，Cd(droplet)为液滴的曳力系数，Cd(solid)为刚性球体的曳力系数，μl为液体粘度，μg为气体粘度，Re为雷诺数。
13.一种携液临界流速的预测装置，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器运行时执行如下步骤：
确定天然气井的井斜角、液滴的曳力系数、液体密度、气体密度和表面张力；
根据所述井斜角和所述曳力系数确定修正系数；
根据所述修正系数、所述液体密度、所述气体密度和所述表面张力，确定所述天然气井的携液临界流速。
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