一种新型AICD装置的结构设计优化及数值模拟

发布时间：2020-09-17 11:32

　　水平井是一种少井高产的高效开采方法,在底水油藏、裂缝性油藏、稠油油藏的开发中得到了广泛应用,但在不同类型油藏(特别是底水油藏)的生产过程中油藏底水脊进过快,从而引起水平井含水率迅速上升,严重影响了水平井开采综合效益。针对这一问题,本文研发了一种新型AICD(Autonomous Inflow Control Device)自动流入控水装置。首先利用数值模拟的方法模拟了流体在AICD装置基本结构内的流动过程,阐明了其控水原理,同时对流场、流体敏感性、控水能力进行了分析,并与前人研究的FD AICD作了对比,模拟结果表明:新型AICD基本结构具有很好的过油、控水效果;性能基本上不受流体密度影响;适用的黏度和流量范围较广;控水性能要优于流道式(FD)AICD。通过数值模拟分析了不同结构参数包括分支角个数、分支角度数、弧形挡板个数对装置控水性能的影响。随着分支角的增大,水在圆盘型流动区域中的旋转越明显,水产生的压降也会随之增大。随着Y型分支个数的增加,AICD装置的过流压降和流速随之降低。随着弧形挡板个数的增加,油相在该AICD装置的压降基本上不发生变化,而水相的压降发生明显降低。最后通过对正交试验结果的极差分析可知,分支角角度对油水分离效率影响最大,是主要影响因素。分支个数和弧形挡板个数对油水分离效率影响较小,是次要影响因素。在Y型分支个数为4个、分支角度数60。、弧形挡板个数2个的优化结构下,油水分离效率最高为32.30%。AICD优化结构水相的过流压降约为油相压降的2.5倍,水相流速约为油相的2倍,说明优化结构能够有很好的增油控水效果。随着含水率的增加,AICD优化结构的过流压降也随之增大。流体的过流压降随着流量的增大也随之增大,说明该优化结构对于不同含水率和不同流量工况下都有很好的控水效果。本文研发的新型AICD装置,通过数值模拟分析得到具有良好的控水增油效果,对于水平井下控水具有重要的意义。
【学位单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TE928
【部分图文】：

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逡逑出了喷嘴式ＩＣＤ［５］，威德福公司研发了孔板式ＩＣＤ，多种ＩＣＤ装置如图１－１所示，它们逡逑的特点如表１－１所示。ＩＣＤ工具和相应的完井理论目前均已经很成熟，在国际上的应用逡逑也不少，Ｒａｔｔｅｒｍａｎ［６］（２００５年）在文章中指出Ｔｒｏｌｌ油田Ｍ－２２井安装了邋２７９个逡逑ＩＣＤ，Ａ１－Ｑｕｄａｉｈｙｍ（２００６邋年）、Ｈｅｌｍｙｌ［８］（２００６邋年）和邋Ｌｙｎｇｒａ［９］（２００７邋年）分别报道了邋Ｚｕｌｕｆ逡逑油田Ｚ－２５３井、Ｚ海上油田Ｚ－５井和Ｃｈａｙｖｏ油田Ｓａｋｈａｌｉｎ－１井ＩＣＤ结合封隔器的应用逡逑情况，Ｗｉｂａｗａ［１°］（２００８邋年）、Ａｍａｒａ［１１］（２００８邋年）、Ａｌ－Ｅｎｅｚｉ［１２］（２０１２邋年）、逡逑Ｐｒｅｂｅａｕ－Ｍｅｎｅｚｅｓ（２０１３邋年）、Ｓｔａｌｄｅｒ［１３］（２０１３邋年）、Ａｌ－Ａｊｍｉ［１４］（２０１６邋年）报道了邋ＩＣＤ邋在注逡逑水井、多分支井、大斜度井以及ＳＡＧＤ（蒸汽辅助重力驱油）中的应用情况。总之，ＩＣＤ逡逑完井技术已经发展很成熟且广泛应用于多个油田中。逡逑曲径通道式逡逑１＿＾邋］逡逑麇‘，ｉｉ：．＇蓄甲通埴＃嘴式ｉ逡逑１：，＾邋＼邋Ｖ逡逑■逦７丨」析式逦

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可以从装置的出口流出［３２］。因为低粘度流体会在装置内发生高速旋转，因而会产生很逡逑大的旋转压降［３３］，从而能够抑制低粘度流体的产出。逡逑图１－３ＲＣＰ装置逡逑图１－４ＦＤＡＩＣＤ装置逡逑４）遇水膨胀橡胶型逡逑遇水膨胀橡胶型ＡＩＣＤ装置如＿Ｋ图１－５所示。遇水膨胀型ＡＩＣＤ装置主耍实现功逡逑５逡逑

【参考文献】