同心管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置的研究

发布时间：2020-04-10 00:16

【摘要】：目前二氧化碳压裂作业所使用的混砂设备基本均为地面混砂车,作业时需要在高压低温状态下进行,这就对地面混砂设备要求较高,且砂浓度调整前后需要一定时间。为解决以上问题,本文设计了一种同心管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置,该装置以射流原理为基础,能够实现在井下混砂。通过数值计算和软件模拟对所设计的混砂装置加以优化,提高了混砂装置的性能,主要研究内容如下:1.根据二氧化碳基本物性,研究温度压力对其密度、粘度、扩散系数等特性的影响规律;建立井筒温度压力模型分析二氧化碳在井筒内的特性分布规律。2.提出同心管式井下超临界二氧化碳射流混砂装置结构设计方案,并给出该装置工作原理及连接方式。3.针对本文的超临界二氧化碳和支撑剂的混合,在研究两相流的基本理论后,选择后续模拟所需要的模型,并进行二维模拟确定装置混砂的可行性。4.利用软件对装置流场进行三维模拟,以混砂装置出口面砂粒体积分布情况为主要评价标准得出最优的结构尺寸参数和最优进口条件参数,为混砂装置的结构设计及参数选择提供了理论依据。
【图文】：

2图 1-1 二氧化碳连续油管喷射压裂原理示意图1.2 国内外研究现状将二氧化碳引入石油工业领域在 20 世纪中期就已经开始，研究内容是二氧化碳驱油机理，主要是在美国等西方国家率先进行，前苏联也在这方面研究较多，在混相驱及非混相驱技术方面美国研究最为广泛。1950 年，Whorton 等人发表了一项名为利用二氧化碳采油（Method for producing oil by means of carbon dioxide）的专利，该专利利用图表及分析详述了利用二氧化碳采油的优点，从那以后，二氧化碳驱油成为油气田增产作业的一种新方式，其实验研究和现场应用也大量展开，，各国专家学者也竞相广泛关注其发展动态[8]。在随后的深入研究中，1996 年，Suehiro、Gupta 等人分别研究了超临界二氧化碳的化学参数特性和在欠平衡钻井中充当钻井液的可行性，研究结果显示超临界二

二章 二氧化碳物性及其在井筒内变化规律的研已经应用于油气田勘探开发，本章主要介绍了二氧化碳的物压力对二氧化碳的密度、粘度和扩散系数的影响规律，最后出进口流量和砂比对二氧化碳物性参数的影响大小。碳物性气体没有毒性，通常情况下不能燃烧也不支持燃烧，密度约性。当温度降到-56.6℃以下时，液态二氧化碳可以凝结成为压力超过 2.1MPa 时，二氧化碳为液态，它的三项共存点处温2MPa。当二氧化碳的温度超过临界温度31.1℃，压力超过临界界二氧化碳（Supercritical Carbon dioxide），此状态下，二氧近于液体，粘度接近于气体，表面张力几乎为零[37]。二氧化
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE934.2

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本文编号：2621470