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管径对气水两相上升管流流型和压降影响规律研究

发布时间:2018-02-04 08:50

  本文关键词: 优选管柱 气水两相管流 流型图 压降计算 出处:《西南石油大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:优选管柱是产水气井重要的排水采气工艺之一,应用广泛。但在其井筒压力剖面计算时,有的模型对油管尺寸不敏感,难以选择合适油管尺寸,不能及时排出井筒积液,严重影响气井的生产效率。为此,本文采用实验、理论与工程应用相结合的研究思路,深入研究了管径对气液两相上升管流的流型和压降影响,主要开展如下工作:(1)研制了优选管柱排水采气模拟实验装置,可在相同条件下开展30mm、40mm、50mm和65mm共4种管径的气水两相上升流实验。配套先进的测控系统,可在线监测实验中气流量、水流量、压力、压差等参数,为本文的研究提供了重要的实验手段。(2)基于文献数据,计算了井筒中流体物性参数和流动参数,确定了实验时两相流实验参数范围。结合相似性原理,设计了综合考虑管径、气流量和水流量的两相上升管流模拟实验方案。(3)开展了 9组气量、4组水量和4组管径的气水两相管流实验。观察了油管尺寸对气液两相流流型的影响,并对气量、水量开展单因素敏感分析。以实验数据为基础,统计评价了工程常用流型图的精度:Aziz流型图精度最高,准确度为95.4%。(4)基于实验数据,首先分油管尺寸统计评价了 Ansari、BeggsBrill、AzizGovierFogarasi等9种工程常用的气液两相流压降模型,其次分液气比对压降模型进行了评价,优选了适于油管管柱计算的压降计算模型。计算结果表明,AzizGovierFogarasi模型是参与评价的模型中误差值最小的,计算绝对平均百分误差仅为5.02%,平均误差仅为0.06%。(5)收集整理了 Railroad Commission公开发表的凝析气井测试数据和实例生产井,对本文推荐的压降模型进行了验证,以提高其实用性。本文研究成果将为优选管柱排水采气工艺提供重要的理论依据,对气水两相流研究具有重要的借鉴作用。
[Abstract]:String selection is one of the most important drainage and gas production technology in water-gas producing wells, which is widely used. However, some models are insensitive to the tubing size and difficult to choose the appropriate tubing size when calculating the wellbore pressure profile. The production efficiency of gas wells can not be discharged in time, which seriously affects the production efficiency of gas wells. Therefore, this paper adopts the research idea of combining experiment, theory and engineering application. The influence of pipe diameter on the flow pattern and pressure drop of gas-liquid two-phase upward pipe flow is studied in depth. The main work is as follows: 1) A simulated experimental device for optimal pipe string drainage and gas recovery is developed, which can be carried out under the same conditions. Four gas-water two-phase upwelling experiments of 40mm 50mm and 65mm pipe diameters are carried out. The advanced measurement and control system can be used to monitor the parameters of gas flow, water flow, pressure and pressure difference on-line. Based on the literature data, the parameters of fluid physical properties and flow in wellbore are calculated, and the range of experimental parameters of two-phase flow is determined. A two-phase ascending pipe flow simulation scheme with consideration of pipe diameter, gas flow rate and water flow rate was designed. Nine groups of gas volumes were carried out. Four groups of water and four groups of pipe diameter gas-water two-phase flow experiment. The effect of tubing size on gas-liquid two-phase flow pattern was observed, and the single factor sensitivity analysis of gas volume and water volume was carried out. Based on the experimental data, a single factor sensitivity analysis was carried out. The accuracy of the flow pattern diagram is the highest, the accuracy is 95.4. based on the experimental data, the Ansari is evaluated by statistical analysis of the tubing size. BeggsBrilli AzizGovier Fogarasi and other nine commonly used gas-liquid two-phase flow pressure drop models were evaluated. The pressure drop calculation model suitable for tubing string calculation is selected. The results show that AzizGovier Fogarasi model is the least error of the model involved in the evaluation. The calculated absolute average percent error is only 5.02%. The average error is only 0.06. The test data of condensate gas wells published by Railroad Commission and practical production wells are collected and collated. The pressure drop model recommended in this paper is verified in order to improve its practicability. The research results in this paper will provide an important theoretical basis for the optimization of pipe string drainage and gas recovery process, and will be an important reference for the study of gas-water two-phase flow.
【学位授予单位】:西南石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE377

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本文编号:1489851

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