泡沫排水采气井下节流实验研究

发布时间：2017-11-21 20:18

  本文关键词：泡沫排水采气井下节流实验研究

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【摘要】：气井井下节流是低渗低产气田经济有效开发的一项关键技术,通过气井井下节流+低压集气的开发模式,可大大降低地面工程投资,有效提高气田开发效益。当节流井开展泡沫排水采气工艺时,因对泡沫流体节流压降规律认识不清导致气嘴尺寸设计不当,气井不能正常排液,泡排成功率降低,因此迫切需要建立准确预测泡沫节流压降的关系式。正确认识泡沫嘴流特性对于建立泡沫节流压降模型以及准确设计油嘴尺寸至关重要。为此,本文采用理论结合实验的方法,对泡沫嘴流流动规律开展深入研究,建立了不同浓度泡沫嘴流压降模型,完成的具体工作如下：(1)根据节流气井实际生产参数,设计并搭建了垂直井节流物理模拟实验装置。该装置总高6m,流动管路内径30mm,距地面2.5m处安装节流器,同时配备了相应的供给设备和监测系统,可用于模拟垂直井段任意位置处的嘴流流动状态,为开展不同嘴径、不同流态下空气-清水两相嘴流实验、泡沫嘴流实验提供了条件。(2)利用实验装置,开展了2、4、6、8mm嘴径、气流量10-120m3/h、液流量0.5-6m3/d、泡沫浓度0-0.5%的139组空气-清水两相嘴流与泡沫嘴流对比实验以及192组不同浓度泡沫嘴流实验。利用数码相机捕捉井筒内流动状态变化,对比分析了空气-清水两相嘴流与泡沫嘴流的流型和临界压力比变化规律,研究了不同浓度泡沫嘴流压降特性。(3)为了准确设计泡排井的节流器嘴径、预测气井的生产动态以及气井积液分析,利用不同浓度泡沫嘴流113组临界流和79组亚临界实验数据开展了Perkins模型、Sachdeva模型、Ashford模型和滑脱数值模型对嘴流流态、油嘴过流能力及嘴前压力预测能力的评价,结果滑脱数值模型较优。(4)模型评价表明,泡排剂的加入改变了气液间的滑脱规律,增加了节流压降。为此利用实验数据反算滑脱因子,得到考虑泡排剂浓度和气体质量分数的滑脱因子计算式。该关系式结合滑脱数值模型提高了预测泡沫流体通过节流器压降的准确性,得到泡沫嘴流压降修正模型。(5)采用节点系统分析法,建立了泡沫井下节流井筒压力温度场耦合模型,提供了泡排井下节流工艺参数设计方法,分析了井下节流对井筒携液能力的影响。以现场节流气井J11P11H为例,开展了嘴深、嘴径的工艺设计。本文通过实验建立考虑泡排剂浓度的泡沫嘴流压降模型为气井井下节流工艺参数设计提供了方法,提高了井下节流工艺技术水平,对泡沫流的研究也有一定的参考价值。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE37

【参考文献】

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本文编号：1212156