本文選題：鉆井　切入點(diǎn)：密度波　出處：《天然氣工業(yè)》2017年11期

【摘要】：鉆井環(huán)空多相流流型判定目前主要依靠經(jīng)驗(yàn)公式,存在著一定的誤差。為此,考慮鉆井液相湍動、脈動速度、虛擬質(zhì)量力、斯托克斯力、相界面動量傳遞等因素,在雙流體模型的基礎(chǔ)上,建立了密度波特征波速判定環(huán)空多相流流型轉(zhuǎn)變的模型,并利用小擾動線性法,通過編程計(jì)算求解。研究結(jié)果表明:(1)由所建模型計(jì)算的數(shù)據(jù)與前人密度波不穩(wěn)定判斷流型結(jié)果一致;(2)虛擬質(zhì)量力對密度波特征波速判斷流型的影響較大,隨虛擬質(zhì)量力系數(shù)增大,泡狀流向彈狀流轉(zhuǎn)變的空隙率增大;(3)隨井深增加,分散氣相密度增大、氣相與鉆井液相相對密度增大、界面膜穩(wěn)定性增強(qiáng),分散氣相液滴不易發(fā)生聚集,泡狀流向彈狀流轉(zhuǎn)變空隙率增大;(4)密度波一次不穩(wěn)定性導(dǎo)致分散氣相從泡狀流聚合為彈狀流,密度波二次不穩(wěn)定現(xiàn)象導(dǎo)致氣相繼續(xù)聚合,逐漸形成連續(xù)的氣體環(huán)狀,從而發(fā)生彈狀流向環(huán)狀流轉(zhuǎn)變,密度波的二次不穩(wěn)定現(xiàn)象多發(fā)生在井口環(huán)空段。結(jié)論認(rèn)為,利用密度波特征波速來判定井筒流型轉(zhuǎn)變是可行的。
[Abstract]:At present, the determination of multiphase flow pattern in annular annulus mainly depends on empirical formula and there are certain errors. Therefore, considering the factors such as fluid phase turbulence, pulsation velocity, virtual mass force, Stokes force, phase interface momentum transfer and so on, On the basis of the two-fluid model, a model for determining the flow pattern transition of annular multiphase flow with the characteristic wave velocity of density wave is established, and the small perturbation linear method is used. By programming, the results show that the data calculated by the established model are consistent with the previous results of judging the flow pattern by the density wave instability. (2) the virtual mass force has a great influence on the velocity of the characteristic wave of the density wave. With the increase of the virtual mass force coefficient, the void ratio of bubbly flow to slug flow increases with the increase of well depth, the density of dispersed gas phase, the relative density of gas phase and drilling fluid, and the stability of the interfacial membrane. Dispersed gas droplets are not easy to aggregate, and bubble flow flow transition void ratio increases. The primary instability of density wave leads to dispersed gas phase polymerization from bubbly flow to slug flow, and the secondary instability of density wave leads to gas phase continuing polymerization. A continuous annular gas flow is gradually formed, which leads to the slug flow to the annular flow, and the secondary instability of the density wave occurs mostly in the annulus of the wellhead. It is concluded that it is feasible to use the characteristic wave velocity of the density wave to determine the wellbore flow pattern transformation.
【作者單位】： 成都理工大學(xué)能源學(xué)院;中國石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院;中石化西南石油工程有限公司技術(shù)發(fā)展處;中石化西南石油工程有限公司鉆井工程研究院;長江大學(xué)石油工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“H_2S/CO_2溶解度測試、預(yù)測及其與套管完整性的相關(guān)性研究”(編號:51274170)
【分類號】：TE24

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本文編號：1663236