本文關(guān)鍵詞：泡沫排水采氣井下節(jié)流實驗研究

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【摘要】：氣井井下節(jié)流是低滲低產(chǎn)氣田經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)的一項關(guān)鍵技術(shù),通過氣井井下節(jié)流+低壓集氣的開發(fā)模式,可大大降低地面工程投資,有效提高氣田開發(fā)效益。當(dāng)節(jié)流井開展泡沫排水采氣工藝時,因?qū)ε菽黧w節(jié)流壓降規(guī)律認(rèn)識不清導(dǎo)致氣嘴尺寸設(shè)計不當(dāng),氣井不能正常排液,泡排成功率降低,因此迫切需要建立準(zhǔn)確預(yù)測泡沫節(jié)流壓降的關(guān)系式。正確認(rèn)識泡沫嘴流特性對于建立泡沫節(jié)流壓降模型以及準(zhǔn)確設(shè)計油嘴尺寸至關(guān)重要。為此,本文采用理論結(jié)合實驗的方法,對泡沫嘴流流動規(guī)律開展深入研究,建立了不同濃度泡沫嘴流壓降模型,完成的具體工作如下：(1)根據(jù)節(jié)流氣井實際生產(chǎn)參數(shù),設(shè)計并搭建了垂直井節(jié)流物理模擬實驗裝置。該裝置總高6m,流動管路內(nèi)徑30mm,距地面2.5m處安裝節(jié)流器,同時配備了相應(yīng)的供給設(shè)備和監(jiān)測系統(tǒng),可用于模擬垂直井段任意位置處的嘴流流動狀態(tài),為開展不同嘴徑、不同流態(tài)下空氣-清水兩相嘴流實驗、泡沫嘴流實驗提供了條件。(2)利用實驗裝置,開展了2、4、6、8mm嘴徑、氣流量10-120m3/h、液流量0.5-6m3/d、泡沫濃度0-0.5%的139組空氣-清水兩相嘴流與泡沫嘴流對比實驗以及192組不同濃度泡沫嘴流實驗。利用數(shù)碼相機(jī)捕捉井筒內(nèi)流動狀態(tài)變化,對比分析了空氣-清水兩相嘴流與泡沫嘴流的流型和臨界壓力比變化規(guī)律,研究了不同濃度泡沫嘴流壓降特性。(3)為了準(zhǔn)確設(shè)計泡排井的節(jié)流器嘴徑、預(yù)測氣井的生產(chǎn)動態(tài)以及氣井積液分析,利用不同濃度泡沫嘴流113組臨界流和79組亞臨界實驗數(shù)據(jù)開展了Perkins模型、Sachdeva模型、Ashford模型和滑脫數(shù)值模型對嘴流流態(tài)、油嘴過流能力及嘴前壓力預(yù)測能力的評價,結(jié)果滑脫數(shù)值模型較優(yōu)。(4)模型評價表明,泡排劑的加入改變了氣液間的滑脫規(guī)律,增加了節(jié)流壓降。為此利用實驗數(shù)據(jù)反算滑脫因子,得到考慮泡排劑濃度和氣體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的滑脫因子計算式。該關(guān)系式結(jié)合滑脫數(shù)值模型提高了預(yù)測泡沫流體通過節(jié)流器壓降的準(zhǔn)確性,得到泡沫嘴流壓降修正模型。(5)采用節(jié)點系統(tǒng)分析法,建立了泡沫井下節(jié)流井筒壓力溫度場耦合模型,提供了泡排井下節(jié)流工藝參數(shù)設(shè)計方法,分析了井下節(jié)流對井筒攜液能力的影響。以現(xiàn)場節(jié)流氣井J11P11H為例,開展了嘴深、嘴徑的工藝設(shè)計。本文通過實驗建立考慮泡排劑濃度的泡沫嘴流壓降模型為氣井井下節(jié)流工藝參數(shù)設(shè)計提供了方法,提高了井下節(jié)流工藝技術(shù)水平,對泡沫流的研究也有一定的參考價值。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE37

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：1212156