在天然氣井的生產(chǎn)中后期,井底積液問題會隨著時間延長逐漸變得嚴重,需要及時采取恰當?shù)呐乓翰蓺夤に噥磔o助氣井排液,否則將造成死井。我國近幾年從國外引入在井底安裝渦流工具的排液采氣工藝輔助氣井生產(chǎn),相比與常規(guī)的排液采氣工藝,該工具具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、無污染、不改變管柱結(jié)構(gòu)等優(yōu)點,并且在國內(nèi)外氣田均取得了較好的現(xiàn)場試驗效果。對于渦流工具的機理研究目前國內(nèi)大多借助CFD流體模擬軟件對流場進行模擬分析,但僅停留在渦流工具處于單一霧狀流來流的穩(wěn)態(tài)模擬,忽略了氣井井筒內(nèi)流體的實際流動情況和流態(tài)分布,導致對渦流工具的機理認識不清,并且對渦流工具在井下的安裝位置尚不明確。本文將以流體力學、氣液兩相管流為理論,使用Fluent軟件對垂直管內(nèi)各流態(tài)流體經(jīng)過渦流工具后的分布規(guī)律進行研究,解釋了渦流工具的作用機理,確定渦流工具的適用范圍,并對渦流工具的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化,最后確定渦流工具在井下的安裝位置,為氣井現(xiàn)場使用渦流工具提供理論依據(jù)。本文使用Fluent瞬態(tài)模擬方法對流體處于段塞流、攪動流和環(huán)狀流時經(jīng)過渦流工具前后的流場進行分析,結(jié)果表明,渦流工具的作用機理是對流體進行能量轉(zhuǎn)化,將部分靜壓轉(zhuǎn)化為動壓,動壓的... 

【文章來源】：北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 常用的排液采氣工藝
    1.3 新興的渦流排液采氣工藝
        1.3.1 渦流技術(shù)的發(fā)展
        1.3.2 井下渦流工具的分類
        1.3.3 槽式渦流工具
    1.4 渦流排液采氣工藝在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 國內(nèi)外現(xiàn)場試驗研究
        1.4.2 國內(nèi)外室內(nèi)試驗研究
        1.4.3 國內(nèi)外理論研究
    1.5 本文研究內(nèi)容
第二章 垂直管內(nèi)氣液兩相流
    2.1 兩相流特性參數(shù)
    2.2 垂直管內(nèi)氣液兩相流流態(tài)
        2.2.1 泡狀流
        2.2.2 段塞流
        2.2.3 攪動流
        2.2.4 環(huán)狀流
    2.3 井筒內(nèi)氣液兩相流
    2.4 小結(jié)
第三章 渦流工具流場數(shù)值模擬研究
    3.1 Fluent軟件
    3.2 渦流工具數(shù)值模擬
        3.2.1 渦流工具流場幾何建模
        3.2.2 網(wǎng)格劃分
        3.2.3 物理模型設(shè)置
        3.2.4 邊界條件設(shè)置
    3.3 模擬結(jié)果分析
        3.3.1 段塞流模擬結(jié)果
        3.3.2 攪動流模擬結(jié)果
        3.3.3 環(huán)狀流模擬結(jié)果
    3.4 渦流工具輔助下氣體的臨界攜液速度
    3.5 小結(jié)
第四章 渦流工具結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    4.1 螺旋角優(yōu)化
    4.2 槽深優(yōu)化
    4.3 槽寬優(yōu)化
    4.4 小結(jié)
第五章 氣井積液分析
    5.1 氣井積液的診斷方法
    5.2 基于液滴模型的臨界攜液速度
    5.3 基于液膜模型的臨界攜液速度
    5.4 小結(jié)
第六章 渦流工具的適用性分析
    6.1 氣井生產(chǎn)情況分析
    6.2 氣井井筒流態(tài)分析
    6.3 氣井分析結(jié)果
    6.4 渦流工具下入位置的確定
    6.5 小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 主要成果及結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻
致謝
研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文
作者和導師簡介
附件



本文編號：3194616