煤层气井多相流条件下不同粒径煤粉启动-运移规律

发布时间：2021-04-17 11:22

　　为系统研究煤层气井中多相流条件下煤粉启动-运移规律,以捞砂煤粉为研究对象,通过控制不同相流（液固两相、气液固三相）控制煤粉产出,开展多相流条件下不同粒径（小于0.075 mm、0.075～0.25 mm、0.25～0.85 mm、大于0.85 mm）煤粉启动-运移试验模拟,分析流量、压差、管道倾角、粒度等因素对煤粉启动-运移的影响。研究结果表明:液固两相流下,随着液体流量逐渐增大,煤粉由静止状态向滑动—间歇滚动—滚动—层移—层移+悬移—悬移状态逐渐过渡。煤粉粒径越小,管道倾斜角度越小,启动流量越低;流量与压差呈现很好的线性关系,并受管道倾角影响;煤粉的粒径和管道倾角对煤粉的启动-运移难易程度具有重要影响,但二者的影响较为复杂,不同粒径煤粉的启动-运移流量与管道倾角之间并非简单的线性关系;不同角度下煤粉颗粒粒径（除大于0.85 mm大颗粒煤粉外）与启动流量关系可用一次线性关系表征,同时方程也可用于预测特定管道倾角下不同粒径煤粉对应的启动流量。气液固三相流下,煤粉启动-运移主要控制因素为流型,而流型受气液流量比和管道倾角影响,主要包括气泡流、塞状流、分层流、波状流、弹状流等流型,各流型携粉... 

【文章来源】：煤炭科学技术. 2020,48(05)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

捞砂煤粉样品及筛分

1)试验原理。根据流体流动过程的雷诺相似原理及基本水力学原理，计算试验管径下的液体流量、气体流量等试验参数，通过变换气、液相流量、管道倾角(±5°、±10°、0°)模拟煤层气井排采过程的气液固三相流下不同粒度煤粉启动运移规律。2)试验设备。本次采用自主设计研发的多相流试验模拟设备(图3)，主要包括气、液注入装置、煤粉混入装置、透明管道装置、气液固分离回收装置以及计算机数据采集控制装置。试验时，确保管道内泵入适量混合均匀的煤粉，并铺置稳定。进行气液固三相流试验时，固定一定液体流量，不断向管道内加入气体，通过持续调节气液比例，观察煤粉在管中运移特征，记录好实时数据。

2)试验设备。本次采用自主设计研发的多相流试验模拟设备(图3)，主要包括气、液注入装置、煤粉混入装置、透明管道装置、气液固分离回收装置以及计算机数据采集控制装置。试验时，确保管道内泵入适量混合均匀的煤粉，并铺置稳定。进行气液固三相流试验时，固定一定液体流量，不断向管道内加入气体，通过持续调节气液比例，观察煤粉在管中运移特征，记录好实时数据。2 液固两相流煤粉启动-运移规律

【参考文献】：
期刊论文
[1]煤层气井不同类型煤粉的静态沉降规律[J]. 杜军军,刘联涛,崔金榜,赵威,王飞,卢晨刚,张遂安.  煤炭学报. 2018(S1)
[2]煤层气开发中煤粉产出机理及管控措施[J]. 魏迎春,李超,曹代勇,张傲翔,姚征,熊先钺.  煤田地质与勘探. 2018(02)
[3]煤粉对支撑裂缝导流能力的影响特征及其防控[J]. 刘岩,苏雪峰,张遂安.  煤炭学报. 2017(03)
[4]煤层气水平井煤粉产出规律及其防治措施[J]. 许耀波.  煤田地质与勘探. 2016(01)
[5]煤层气井排采过程中煤粉运移规律研究[J]. 刘春花,刘新福,周超.  煤田地质与勘探. 2015(05)
[6]煤层气井煤粉的运移与控制[J]. 陈文文,王生维,秦义,赵文秀,赵俊芳,杨健,李瑞.  煤炭学报. 2014(S2)
[7]煤层气水平井煤粉产出及运移特征[J]. 曹立虎,张遂安,张亚丽,秦鹏,韩树,王雪.  煤田地质与勘探. 2014(03)
[8]煤层气井煤粉特征及成因研究[J]. 赵俊芳,王生维,秦义,赵文秀,陈文文,杨健,李瑞.  天然气地球科学. 2013(06)
[9]韩城区块煤层气井产出煤粉特征及主控因素[J]. 魏迎春,曹代勇,袁远,朱学申,姚征,周济.  煤炭学报. 2013(08)
[10]单相流驱替物理模拟实验的煤粉产出规律研究[J]. 曹代勇,姚征,李小明,魏迎春,胡爱梅,宋波.  煤炭学报. 2013(04)

硕士论文
[1]煤层气水平井筒煤粉迁移特征实验研究[D]. 李智.西安科技大学 2017
[2]煤层气水平井多相流煤粉迁移规律研究[D]. 孟凡圆.中国石油大学（北京） 2017



本文编号：3143363