發(fā)布時間：2017-08-24 10:23

  本文關(guān)鍵詞：油田低產(chǎn)氣井渦流排水采氣技術(shù)研究

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【摘要】：隨著國內(nèi)油氣田進入深入開發(fā)階段,地層的能量越來越小,使得地下的天然氣能夠攜帶液體的能力越來越差。當天然氣體的速度下降到托舉液體至地面所需的臨界速度以下時,井筒中液體所受到的托舉力不足以將它帶出井口,則液體開始會以液滴的形式積聚在井筒底部,逐漸融合為積液。當積液到達一定程度時,會使天然氣井的產(chǎn)量急劇下降,甚至停產(chǎn)。為了能夠繼續(xù)開采井下天然氣,需要采取措施將井底的積液排出。而傳統(tǒng)的排水工藝,需要注入額外的能量,極大的增加了開采的成本。因而發(fā)展了具有效率高、污染小、成本低等特點的渦流排水采氣工藝。渦流排水采氣工藝的功能主要是由一個帶有螺旋線的渦流工具來實現(xiàn)的。渦流工具的參數(shù)對井下的氣液分離效果有很大的影響。主要研究渦流工具的參數(shù)(中心體直徑、旋向、導程、螺旋角、螺旋線高度、螺旋線寬度等)對不同的井下工況(氣液比、流速等)的分離效果的影響。通過計算機仿真技術(shù),模擬工具螺旋角為45°、50°、55°、60°,在氣液比是1：5000、1：10000和1：20000,井下壓力為2.5MPa和6.5MPa,混合流速為2m/s到10m/s之間的情況下,氣液的分離效果和規(guī)律。然后分別對中心體為51mm、52mm、53mm,螺旋線寬度為2mm、4mm、6mm,螺旋線高度為3mm、4mm,1倍導程和2倍導程,螺旋線為左旋和右旋等參數(shù),在同上的工況下進行數(shù)值模擬。通過對模擬結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)50°和55°對以上工況的分離效果較好。大的中心體直徑更適用于低產(chǎn)量的氣井。螺旋線的寬度和高度分別適應(yīng)于不同的流速范圍。而螺旋線的導程倍數(shù)和旋向?qū)Ψ蛛x效果影響不大。然后通過室內(nèi)渦流模擬實驗,來驗證計算機的模擬結(jié)果和得出的規(guī)律。選用不同參數(shù)組合成的6個渦流工具進行模擬實驗,測量試驗數(shù)據(jù),然后對比模擬數(shù)據(jù),以驗證計算機的模擬結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：渦流工具 排水采氣工藝 Fluent數(shù)值模擬 實驗分析
【學位授予單位】：沈陽航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE377
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 概述10
• 1.2 研究的背景10-11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.4 本文的研究內(nèi)容14-15
• 第2章 氣井井筒內(nèi)積液及排水采氣的問題15-30
• 2.1 積液形成的原因15
• 2.2 井筒內(nèi)積液診斷15-24
• 2.2.1 氣井井底積液原理分析16-22
• 2.2.2 氣井井底積液的判別方法22-24
• 2.3 天然氣井的排水采氣工藝24-30
• 第3章 氣液兩相流理論及數(shù)理方程30-42
• 3.1 氣液兩相流流型分析30-38
• 3.1.1 氣液兩相流流型的類別30-31
• 3.1.2 氣液兩相流的基本參數(shù)31-35
• 3.1.3 氣液兩相流流型的判別及流型轉(zhuǎn)換35-38
• 3.2 多相流模型38-42
• 3.2.1 多相流連續(xù)介質(zhì)力學模型39-40
• 3.2.2 多相流模型的選擇40-42
• 第4章 渦流工具氣液兩相流數(shù)值模擬42-77
• 4.1 CFD的介紹42-43
• 4.2 渦流工具的數(shù)學模型建立43-51
• 4.2.1 幾何模型的建立43-45
• 4.2.2 確定計算模型45-48
• 4.2.3 參數(shù)的設(shè)定48-51
• 4.3 渦流工具作用機理及效果分析51-58
• 4.3.1 渦流排水采氣機理51-52
• 4.3.2 渦流工具段流場分布52-55
• 4.3.3 渦流工具段壓力場分布55-57
• 4.3.4 渦流工具對攜液能力分析57-58
• 4.4 螺旋角對渦流工具效果的影響58-63
• 4.5 中心體直徑對渦流工具效果的影響63-66
• 4.5.1 中心體直徑51mm模擬結(jié)果63-64
• 4.5.2 中心體直徑52mm模擬結(jié)果64-65
• 4.5.3 中心體直徑53mm模擬結(jié)果65-66
• 4.6 螺旋線結(jié)構(gòu)對渦流工具效果的影響66-71
• 4.6.1 螺旋線寬度對渦流工具效果的影響67-69
• 4.6.2 螺旋線高度對渦流工具效果的影響69-71
• 4.7 螺旋線導程對渦流工具效果的影響71-75
• 4.7.1 油管壓力6.5MPa71-73
• 4.7.2 油管壓力2.5MPa73-75
• 4.8 螺旋線旋向?qū)u流工具效果影響75-77
• 第5章 渦流工具室內(nèi)實驗77-86
• 5.1 實驗設(shè)備77-78
• 5.2 實驗工具的參數(shù)、目的及內(nèi)容78-79
• 5.2.1 實驗工具參數(shù)78
• 5.2.2 實驗?zāi)康?/span>78-79
• 5.2.3 實驗內(nèi)容79
• 5.3 實驗結(jié)果分析79-86
• 第6章 結(jié)論與展望86-88
• 6.1 結(jié)論86
• 6.2 展望86-88
• 參考文獻88-90
• 致謝90-91
• 攻讀碩士期間發(fā)表(含錄用)的學術(shù)論文91-92

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本文編號：730759