含CO_2天然氣井井噴流場特征

【摘要】：為研究含CO2天然氣井井噴后的流場特性進(jìn)而為確定安全防護(hù)距離提供科學(xué)依據(jù),采用流體力學(xué)理論與計(jì)算流體力學(xué)(CFD)技術(shù)相結(jié)合的方法分析了井噴的流場特征,闡述了井噴流場各個階段的擴(kuò)散機(jī)理、模擬所需的定解條件及數(shù)值計(jì)算方法。井噴整個過程可劃分為臨界流、等熵膨脹、可壓縮射流、不可壓縮射流、重氣擴(kuò)散和非重氣擴(kuò)散6個階段。采用CFD模擬方法模擬得出含CO2天然氣井井噴氣體速度場,氣體膨脹速度可達(dá)700 m/s以上;分析了CO2濃度分布規(guī)律,在等熵膨脹區(qū)的內(nèi)層區(qū)域CO2氣體質(zhì)量濃度均勻分布,而在外層區(qū)域內(nèi),CO2的質(zhì)量濃度急劇降低,CO2質(zhì)量濃度隨擴(kuò)散距離的變化符合高斯分布。理論預(yù)測與模擬結(jié)果具有很好的一致性,表明提出的井噴流場理論分析與CFD模擬方法是切實(shí)可行的。 【作者單位】： 北京理工大學(xué)爆炸科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國石油吉林油田公司采油工藝研究院;鄭州輕工業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： CO 天然氣 井噴 流場特性 CFD模擬 數(shù)值模擬
【基金】：國家科技重大專項(xiàng)(2008ZX05054) 國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃(973)項(xiàng)目(2006CB705800) 中國石油重大科技專項(xiàng)(07-02Z-01)
【分類號】：TE28
【正文快照】： 0引言世界各地都有眾多高CO2含量的天然氣井,在油氣勘探和開發(fā)過程中不可控井噴是最危險(xiǎn)的事故之一,含CO2天然氣井一旦發(fā)生井噴或泄漏,會在一定范圍內(nèi)造成窒息、燃爆等事故。如果在鉆井井場周圍有大量居民,井噴極易造成重大人員傷亡事故[1]。中國已在吉林油田發(fā)現(xiàn)了儲量較大

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