煤层气液流空化解堵增产工具设计及结构优化研究

发布时间：2022-01-06 06:40

　　相对于常规煤层气储层,传统的改造工艺易造成喉孔堵塞,并伤害储层结构。为了提高产量,需要对堵塞的喉孔进行疏通。液流空化技术是利用空化泡溃灭产生瞬时高能量和高热量来贯通煤层孔隙,达到解堵目的的一种物理增产方法。本文以适用于煤层气的液流空化解堵增产工具为研究对象,通过理论计算、数值模拟和实验验证的方法来研究适用于煤层气解堵增产工具结构特点,并根据研究结果对结构进行优化设计。根据空化与蒸发和沸腾的区别,判断空化效应的产生条件,为了解空化效应对煤储层的影响,建立空泡动力学模型,并分析了流体黏性、压缩性、壁面及压力梯度对空泡溃灭的影响,得到了空泡壁面运动方程。针对空化波在煤储层传播特点、煤储层特性和煤层气赋存特性,通过解堵工具及配套工艺的实施,改善煤岩储层的渗透率,增加煤体裂缝,以达到增产的目的。通过对空化解堵机理的分析,设计出喷射式、环腔式、扰流式三种流场的增产工具,并计算出相应的尺寸;通过CFD数值模拟,建立了增产工具的几何模型,分析结构、流速、腔径比和喷口直径对空化性能的影响,优化了解堵工具的结构;通过空化射流试验台,模拟储层环境来验证这一结果。结果表明:三种流场结构,喷射式能量转化效率最高... 

【文章来源】：西安石油大学陕西省

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

技术路线

研究单个空泡可建力学过程进行监测。按照空化泡单一或者多个可数的空化泡，而雾状。及观测方法进行了介绍：（1）目气态的空化云；（2）光学法，照后，透过空化泡的强度变化，液体，投影在固体表面，会产生高速摄像机，通过高速摄像机可直出空化泡形态；（5）水听器法水下噪声的大小，来判断空化的气泡进行分析，气泡内部是气体和气压强等于气泡外的环境压强，此况，空泡平衡可见图 2-1。

图 2-2 空泡溃灭时的临界半径得气泡失稳临界半径R临[51]:0 00023 ( )2vR p pRR R 临半径0R 时液体的压强。对于单个气泡来说，就会发生变化，当他超过临界半径时，就会破发育，直至再一次达到临界半径后破裂，形成是非常剧烈的，气泡壁的运动也非常迅速，非它的缩塌速度也是惊人的。声波的本质是以声速时，能量在空间积压，形成冲击波。冲击波击波也是形成连续空化的原因，高速脉动的空会有冲击作用，加速了孔隙裂缝的形成。igh 方程两边进行积分，可求得气泡壁压缩速2 3032( )( 1)3Rp pRR R

【参考文献】：
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本文编号：3571943