天然氣井井下排液采氣旋流技術(shù)研究

【摘要】：在天然氣的生產(chǎn)中，總有各類(lèi)液體隨氣體排出，如鹽水、碳?xì)湟后w之類(lèi)，此類(lèi)液體通常在生產(chǎn)中以水滴的形態(tài)攜帶到地面，而氣藏壓力低，天然氣攜液能力不足時(shí)，液體的混合物無(wú)法帶到地面，只能在井筒內(nèi)沉積。井回壓因積液而升高，因而影響產(chǎn)能，甚至導(dǎo)致淹死氣井。該問(wèn)題嚴(yán)重影響氣田產(chǎn)量，大大提高了開(kāi)采、集輸成本?；诹黧w動(dòng)力學(xué)旋流技術(shù)原理，應(yīng)用旋流技術(shù)解決問(wèn)題。 在本文中，旋流技術(shù)被應(yīng)用來(lái)解決該問(wèn)題。針對(duì)井底積液的成因機(jī)理，得出井底積液的判定規(guī)則以及天然氣井的攜液量數(shù)學(xué)模型。在此數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，對(duì)井下旋流工具的幾何模型和物理模型進(jìn)行設(shè)計(jì)與建模，并依靠matlab與fluent軟件對(duì)管柱內(nèi)兩相旋流進(jìn)行數(shù)值模擬與仿真研究，依據(jù)計(jì)算模型及求解進(jìn)行優(yōu)化，從而得出最優(yōu)結(jié)構(gòu)的井下旋流工具對(duì)攜液能力的影響。在針對(duì)蘇77-4-4井與77-4-6的不同井況進(jìn)行不同的試驗(yàn)措施制定后，進(jìn)行為期9個(gè)多月的運(yùn)行試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)所得出數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)收集與整理分析，最終驗(yàn)證旋流技術(shù)在排液采氣中實(shí)際應(yīng)用中所起到的效果，兩口實(shí)驗(yàn)井加裝裝置后產(chǎn)氣產(chǎn)液量均有所增加，并最終產(chǎn)量穩(wěn)定，套壓下降率提高。渦排工具在井內(nèi)發(fā)揮了提高氣井?dāng)y液生產(chǎn)能力的作用，還能穩(wěn)定產(chǎn)量。 【關(guān)鍵詞】：天然氣生產(chǎn) 井底積液 旋流工具 旋流場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TE377
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-13
• 1.1 研究的目的和意義7
• 1.2 井下旋流工具在國(guó)內(nèi)外理論研究與實(shí)踐應(yīng)用現(xiàn)狀7-9
• 1.3 傳統(tǒng)排水采氣工藝介紹9-11
• 1.4 氣液兩相流理論研究進(jìn)展11-12
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容12
• 1.6 創(chuàng)新點(diǎn)與技術(shù)難點(diǎn)12-13
• 第二章 天然氣井旋流技術(shù)機(jī)理研究13-20
• 2.1 天然氣井井底積液?jiǎn)栴}研究13-15
• 2.1.1 天然氣井井底積液判斷14
• 2.1.2 天然氣井內(nèi)氣液兩相流流型14-15
• 2.2 常規(guī)生產(chǎn)氣井天然氣攜液能力分析研究15-18
• 2.2.1 垂直管內(nèi)流型的轉(zhuǎn)換準(zhǔn)則15-16
• 2.2.2 氣井?dāng)y液量的數(shù)學(xué)模型16-17
• 2.2.3 天然氣氣井?dāng)y液量計(jì)算步驟17-18
• 2.2.4 天然氣氣井?dāng)y液量影響因素分析18
• 本章小結(jié)18-20
• 第三章 井下旋流工具設(shè)計(jì)以及其內(nèi)部流場(chǎng)分析20-39
• 3.1 井下旋流工具設(shè)計(jì)20-22
• 3.1.1 井下旋流工具的幾何模型20
• 3.1.2 井下旋流工具的物理模型20-22
• 3.2 井下旋流工具內(nèi)流場(chǎng)基本方程22-26
• 3.2.1 質(zhì)量守恒方程22-23
• 3.2.2 動(dòng)量守恒方程23-24
• 3.2.3 求解模型所需數(shù)值求解方法24-26
• 3.3 在井下旋流工具下的流場(chǎng)分析26-27
• 3.3.1 井下旋流工具中有關(guān)流體的簡(jiǎn)化假設(shè)26
• 3.3.2 對(duì)井下旋流工具進(jìn)行網(wǎng)格劃分26
• 3.3.3 井下旋流工具邊界條件26-27
• 3.4 井下旋流工具有關(guān)物理參數(shù)設(shè)定27
• 3.5 井下旋流工具內(nèi)部流動(dòng)型態(tài)的判別27-31
• 3.6 渦流工具內(nèi)氣液兩相流場(chǎng)的數(shù)值模擬31-34
• 3.6.1 氣液兩相流求解方法31-33
• 3.6.2 氣液兩相流求解方法的多相流模型33-34
• 3.6.3 氣液兩相流場(chǎng)邊界條件假設(shè)34
• 3.6.4 氣液兩相流的數(shù)值求解方法34
• 3.7 井下旋流工具數(shù)值計(jì)算及結(jié)果分析34-38
• 3.7.1 井下旋流工具運(yùn)行參數(shù)可行性假設(shè)34-35
• 3.7.2 井下旋流工具氣液分離效果數(shù)據(jù)對(duì)比分析35-38
• 本章小結(jié)38-39
• 第四章 井下旋流工具試驗(yàn)研究39-50
• 4.1 選定實(shí)驗(yàn)氣井實(shí)驗(yàn)前各項(xiàng)參數(shù)情況39-41
• 4.1.1 蘇里格天然氣井 77-4-4 井各項(xiàng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)前基本情況39-41
• 4.2 蘇里格天然氣井 77-4-6 井各項(xiàng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)前基本情況41-42
• 4.3 蘇 77-4-4 井、蘇 77-4-6 井井況分析及措施制定42
• 4.3.1 蘇 77-4-4 井井況分析與措施制定42
• 4.3.2 蘇 77-4-6 井井況分析與措施制定42
• 4.4 井下旋流工具試驗(yàn)設(shè)計(jì)42-44
• 4.4.1 蘇 77-4-4 井旋流工具試驗(yàn)設(shè)計(jì)42-43
• 4.4.2 蘇 77-4-6 井旋流工具試驗(yàn)設(shè)計(jì)43-44
• 4.5 蘇 77-4-4 井、蘇 77-4-6 井旋流工具試驗(yàn)過(guò)程44-47
• 4.5.1 安裝前準(zhǔn)備44
• 4.5.2 安裝程序44-45
• 4.5.3 施工過(guò)程45-47
• 4.6 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析47-50
• 4.6.1 蘇 77-4-4 井試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析47-48
• 4.6.2 蘇 77-4-6 井試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析48-50
• 第五章 結(jié)論與展望50-52
• 5.1 對(duì)天然氣井井下旋流工具進(jìn)行研究所得結(jié)論50
• 5.2 對(duì)天然氣井井下旋流工具的展望50-52
• 致謝52-53
• 參考文獻(xiàn)53-56
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文56-57
• 詳細(xì)摘要57-65

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