【摘要】：目前二氧化碳壓裂作業(yè)所使用的混砂設(shè)備基本均為地面混砂車,作業(yè)時需要在高壓低溫狀態(tài)下進行,這就對地面混砂設(shè)備要求較高,且砂濃度調(diào)整前后需要一定時間。為解決以上問題,本文設(shè)計了一種同心管式井下超臨界二氧化碳射流混砂裝置,該裝置以射流原理為基礎(chǔ),能夠?qū)崿F(xiàn)在井下混砂。通過數(shù)值計算和軟件模擬對所設(shè)計的混砂裝置加以優(yōu)化,提高了混砂裝置的性能,主要研究內(nèi)容如下:1.根據(jù)二氧化碳基本物性,研究溫度壓力對其密度、粘度、擴散系數(shù)等特性的影響規(guī)律;建立井筒溫度壓力模型分析二氧化碳在井筒內(nèi)的特性分布規(guī)律。2.提出同心管式井下超臨界二氧化碳射流混砂裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,并給出該裝置工作原理及連接方式。3.針對本文的超臨界二氧化碳和支撐劑的混合,在研究兩相流的基本理論后,選擇后續(xù)模擬所需要的模型,并進行二維模擬確定裝置混砂的可行性。4.利用軟件對裝置流場進行三維模擬,以混砂裝置出口面砂粒體積分布情況為主要評價標準得出最優(yōu)的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)和最優(yōu)進口條件參數(shù),為混砂裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計及參數(shù)選擇提供了理論依據(jù)。
【圖文】：

2圖 1-1 二氧化碳連續(xù)油管噴射壓裂原理示意圖1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀將二氧化碳引入石油工業(yè)領(lǐng)域在 20 世紀中期就已經(jīng)開始，研究內(nèi)容是二氧化碳驅(qū)油機理，主要是在美國等西方國家率先進行，前蘇聯(lián)也在這方面研究較多，在混相驅(qū)及非混相驅(qū)技術(shù)方面美國研究最為廣泛。1950 年，Whorton 等人發(fā)表了一項名為利用二氧化碳采油（Method for producing oil by means of carbon dioxide）的專利，該專利利用圖表及分析詳述了利用二氧化碳采油的優(yōu)點，從那以后，二氧化碳驅(qū)油成為油氣田增產(chǎn)作業(yè)的一種新方式，其實驗研究和現(xiàn)場應(yīng)用也大量展開，，各國專家學者也競相廣泛關(guān)注其發(fā)展動態(tài)[8]。在隨后的深入研究中，1996 年，Suehiro、Gupta 等人分別研究了超臨界二氧化碳的化學參數(shù)特性和在欠平衡鉆井中充當鉆井液的可行性，研究結(jié)果顯示超臨界二

二章 二氧化碳物性及其在井筒內(nèi)變化規(guī)律的研已經(jīng)應(yīng)用于油氣田勘探開發(fā)，本章主要介紹了二氧化碳的物壓力對二氧化碳的密度、粘度和擴散系數(shù)的影響規(guī)律，最后出進口流量和砂比對二氧化碳物性參數(shù)的影響大小。碳物性氣體沒有毒性，通常情況下不能燃燒也不支持燃燒，密度約性。當溫度降到-56.6℃以下時，液態(tài)二氧化碳可以凝結(jié)成為壓力超過 2.1MPa 時，二氧化碳為液態(tài)，它的三項共存點處溫2MPa。當二氧化碳的溫度超過臨界溫度31.1℃，壓力超過臨界界二氧化碳（Supercritical Carbon dioxide），此狀態(tài)下，二氧近于液體，粘度接近于氣體，表面張力幾乎為零[37]。二氧化
【學位授予單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE934.2

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本文編號：2621470