井喷失控井天然气喷量测定计算与实验研究

发布时间：2018-10-14 17:27

【摘要】：钻井过程中突发的天然气井喷事故会造成很大的环境危害和经济损失,准确测定井喷失控时气井产气量便成为制定抢险救援方案的一项重要工作。为此,针对天然气喷流行为特点,通过对天然气喷流流动状态的分析,研究轴对称层流喷流燃烧火焰的速度分布,利用气体伯努利方程分析气井产气量与喷流火焰高度之间的关系,对轴对称层流状态下的失控井喷量进行数值计算,完成了失控井喷量测定计算软件的编制;然后,根据实验测试数据,对比分析软件计算结果与实验测试结果,对计算软件进行了修正。结论认为:(1)当喷口形状一定时,气井产气量与喷流火焰高度呈正比关系,与气体运动黏度、化学计量比因子、氧气浓度呈反比关系;(2)修正后的计算软件计算结果与实际测试结果之间的误差在允许范围内且能够自动生成报表。该研究成果可为生产现场科学、安全的抢险救援方案的制定提供有效的分析技术手段,对失控井抢险救援工作具有实际意义。
[Abstract]:The sudden natural gas blowout accident during drilling will cause great environmental harm and economic loss. It is an important task to determine the gas production of gas well when the blowout is out of control. Therefore, according to the characteristics of natural gas injection, the velocity distribution of laminar jet combustion flame with axisymmetric laminar flow is studied by analyzing the flow state of natural gas jet. By using the Bernoulli equation to analyze the relationship between gas production and jet flame height, a numerical calculation of out-of-control blowout under axisymmetric laminar flow is carried out, and the calculation software for measurement of out-of-control blowout is completed. According to the experimental test data, the calculation software is modified by comparing the calculation results with the experimental results. The conclusions are as follows: (1) when the nozzle shape is constant, the gas production rate of gas well is proportional to the height of the jet flame, and it is related to the viscosity of gas movement and the stoichiometric ratio factor. Oxygen concentration is inversely proportional. (2) the error between the calculated results and the actual test results is within the allowable range and the report can be generated automatically. The research results can provide an effective analytical and technical means for the formulation of scientific and safe rescue schemes in production site and have practical significance for the rescue work of runaway wells.
【作者单位】： 西南石油大学机电工程学院;西南交通大学机电工程学院;中国石油川庆钻探工程公司钻采工程技术研究院;
【基金】：国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发——深层页岩气开发关键装备及工具研制”(编号:2016ZX05038) 国家留学基金资助项目(编号:201608515039)
【分类号】：TE28

【参考文献】

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