天然氣井用渦流工具排液采氣的適用性研究.pdf

1、在天然氣井的生產(chǎn)中后期，井底積液?jiǎn)栴}會(huì)隨著時(shí)間延長(zhǎng)逐漸變得嚴(yán)重，需要及時(shí)采取恰當(dāng)?shù)呐乓翰蓺夤に噥?lái)輔助氣井排液，否則將造成死井。中國(guó)近幾年從國(guó)外引入在井底安裝渦流工具的排液采氣工藝輔助氣井生產(chǎn)，相比與常規(guī)的排液采氣工藝，該工具具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)污染、不改變管柱結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，并且在國(guó)內(nèi)外氣田均取得了較好的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果。對(duì)于渦流工具的機(jī)理研究目前國(guó)內(nèi)大多借助CFD流體模擬軟件對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行模擬分析，但僅停留在渦流工具處于單一霧狀流來(lái)流的穩(wěn)態(tài)模

2、擬，忽略了氣井井筒內(nèi)流體的實(shí)際流動(dòng)情況和流態(tài)分布，導(dǎo)致對(duì)渦流工具的機(jī)理認(rèn)識(shí)不清，并且對(duì)渦流工具在井下的安裝位置尚不明確。本文將以流體力學(xué)、氣液兩相管流為理論，使用Fluent軟件對(duì)垂直管內(nèi)各流態(tài)流體經(jīng)過(guò)渦流工具后的分布規(guī)律進(jìn)行研究，解釋了渦流工具的作用機(jī)理，確定渦流工具的適用范圍，并對(duì)渦流工具的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，最后確定渦流工具在井下的安裝位置，為氣井現(xiàn)場(chǎng)使用渦流工具提供理論依據(jù)。
　　本文使用Fluent瞬態(tài)模擬方法對(duì)流體處于段

3、塞流、攪動(dòng)流和環(huán)狀流時(shí)經(jīng)過(guò)渦流工具前后的流場(chǎng)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，渦流工具的作用機(jī)理是對(duì)流體進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化，將部分靜壓轉(zhuǎn)化為動(dòng)壓，動(dòng)壓的增量用于提供流體切向速度，并且流體經(jīng)過(guò)渦流工具后截面持液率降低，氣體的攜液能力提高。相比于段塞流和環(huán)狀流，渦流工具在攪動(dòng)流下使用效果最佳。在渦流工具的輔助下，可以降低27％的臨界攜液速度。
　　根據(jù)目前渦流工具結(jié)構(gòu)參數(shù)的取值范圍，借助Fluent軟件對(duì)渦流工具的螺旋角、槽寬和槽深進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化，結(jié)果