渦流工具在天然氣井井底排液中的應(yīng)用

【摘要】：隨著油田生產(chǎn)開(kāi)發(fā)的深入，我國(guó)部分油田已進(jìn)入中、高含水開(kāi)采階段，天然氣生產(chǎn)其含水率的上升速度逐年加快，氣井采氣過(guò)程中常出現(xiàn)氣水同產(chǎn)的現(xiàn)象，氣井產(chǎn)水量的不斷增加對(duì)天然氣生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。并且井筒內(nèi)存在少量的液體就可增加氣井產(chǎn)層的回壓，井底積液造成氣井產(chǎn)氣量的減少甚至停產(chǎn)，嚴(yán)重影響著氣田的高效開(kāi)發(fā)，降低了氣井開(kāi)采期和氣藏的最終采收率。因此必須處理好氣藏產(chǎn)出水。其有效措施之一就是在井下安裝氣液分離器，進(jìn)行氣液分離，對(duì)井下氣液分離技術(shù)中的關(guān)鍵部件井下氣液分離器的研究，是整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法的研究的必要前提，但目前國(guó)內(nèi)外對(duì)井下氣液分離器的性能預(yù)測(cè)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工況選擇等相關(guān)理論的研究都還很不完善，因此對(duì)氣液分離器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的分析，找出分離器氣液分離效率的影響因素，為分離器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)，開(kāi)發(fā)出新型高效的氣液分離器提高氣液分離效率，進(jìn)而提高系統(tǒng)效率和經(jīng)濟(jì)效益，具有較好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文在氣液兩相流理論的基礎(chǔ)上，對(duì)井下氣液分離器之一渦流工具的氣液分離效果進(jìn)行探索性研究，建立以氣相為連續(xù)相、液相為分散相的三維流動(dòng)模型，運(yùn)用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件FLUENT，采用二階非定常求解器，對(duì)渦流工具的分氣效果進(jìn)行數(shù)值模擬。對(duì)其結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行優(yōu)化，在進(jìn)行多組模擬數(shù)據(jù)比較的情況下，得到氣液比為1:1000時(shí)，螺旋角度為50度時(shí)分氣效果較好。本文的研究成果可為實(shí)際生產(chǎn)中分析渦流工具氣液分離效率、優(yōu)化渦流工具結(jié)構(gòu)尺寸提供理論依據(jù)，為提高井下氣液分離效果奠定理論基礎(chǔ)。 【關(guān)鍵詞】：渦流工具 分離效率 氣液兩相 FLUENT 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：TE377
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 研究的目的和意義9-10
• 1.2 目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-15
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容15-16
• 第二章 渦流工具在天然氣井中的應(yīng)用16-26
• 2.1 天然氣井的積液?jiǎn)栴}16
• 2.2 天然氣井筒積液診斷16-21
• 2.2.1 天然氣井底積液推斷原理17-19
• 2.2.2 天然氣井底積液判斷方法19-21
• 2.3 天然氣井內(nèi)氣液兩相流流型21-23
• 2.4 排水采氣工藝23-24
• 2.4.1 傳統(tǒng)的排水采氣工藝23-24
• 2.4.2 現(xiàn)代的排水采氣工藝24
• 2.5 渦流工具結(jié)構(gòu)及工作原理24-26
• 2.5.1 渦流工具的結(jié)構(gòu)24-25
• 2.5.2 渦流工具工作原理25-26
• 第三章 氣液兩相流基本理論26-42
• 3.1 氣液兩相流動(dòng)的特點(diǎn)及處理方法26
• 3.1.1 氣液兩相流動(dòng)的特點(diǎn)26
• 3.1.2 氣液兩相流的處理方法26
• 3.2 氣液兩相流動(dòng)的參數(shù)26-29
• 3.2.1 流量26
• 3.2.2 流速26-27
• 3.2.3 滑差和滑動(dòng)比27
• 3.2.4 含氣率和含液率27-28
• 3.2.5 混合物的密度28-29
• 3.3 氣液兩相流動(dòng)模型29
• 3.4 均相流動(dòng)模型29-32
• 3.4.1 均流模型的基本方程式29-30
• 3.4.2 均流模型壓力梯度的微分方程式30
• 3.4.3 均流模型簡(jiǎn)化壓差計(jì)算式30-31
• 3.4.4 兩相介質(zhì)的平均粘度31-32
• 3.5 分相流動(dòng)模型32-34
• 3.5.1 分流模型建立的條件32
• 3.5.2 分流模型的基本方程式32-33
• 3.5.3 分流模型的壓差計(jì)算式33-34
• 3.5.4 分流模型的簡(jiǎn)化壓差計(jì)算式34
• 3.6 漂移流動(dòng)模型34-36
• 3.7 鉛直氣液兩相管流36-42
• 3.7.1 流動(dòng)形態(tài)及其特點(diǎn)36-37
• 3.7.2 阻力系數(shù)法37-42
• 第四章 渦流工具內(nèi)氣液兩相流場(chǎng)的數(shù)值模擬42-56
• 4.1 氣液兩相流求解方法42-45
• 4.1.1 基本條件假設(shè)42
• 4.1.2 湍流模型42-44
• 4.1.3 多相流模型44-45
• 4.1.4 邊界條件假設(shè)45
• 4.1.5 數(shù)值求解方法45
• 4.2 渦流工具氣液兩相流場(chǎng)模型的建立45-50
• 4.2.1 幾何模型46
• 4.2.2 物理模型46-47
• 4.2.3 基本方程47-49
• 4.2.4 模型所需的數(shù)值求解方法49-50
• 4.3 數(shù)值計(jì)算及結(jié)果分析50-56
• 4.3.1 渦流工具運(yùn)行參數(shù)可行性假設(shè)50
• 4.3.2 數(shù)據(jù)對(duì)比分析50-56
• 結(jié)論56-57
• 參考文獻(xiàn)57-60
• 發(fā)表文章目錄60-61
• 致謝61-62
• 詳細(xì)摘要62-69

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