基本信息
- 項目名稱：
- 基于多液滴理論的氣井氣體攜液新型模型
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 氣藏在開發(fā)過程中都會產(chǎn)出地層水或凝析液等液體，氣井中的液體物質(zhì)若不能及時排出，就會聚積在井底，造成氣井減產(chǎn)甚至停產(chǎn)。氣井如何保持連續(xù)攜液，對于氣井正常生產(chǎn)是十分重要的。本文在仔細分析Turner模型和改進的李閩模型的單一液滴基礎上，對氣井中多液滴的一系列運動特征進行了分析研究，提出一種新型的氣井氣體攜液模型。
- 詳細介紹：
- 在我國己開發(fā)的氣田中，大多數(shù)氣藏在開發(fā)后期均會出水。在一定的溫度、壓力和天然氣組成條件下，在氣流向井口流動過程中，壓力和溫度下降，水蒸汽不斷凝析成水滴，所含的水蒸汽中有50%~85%的水分在井筒中凝析為液態(tài)水。此時井筒中有大量小液滴均勻散布在氣相中，且管壁上有一層薄薄的液膜，在中心高速氣流的拖曳下緩慢上行。一般來說，當氣產(chǎn)量足夠大的情況下，可以將液體全部帶出井口，井底沒有積液存在；然而當氣體產(chǎn)量小于臨界流量時，液體向下墜落，井底積液。如果液滴下落過程中破碎成更小的液滴，又被氣流攜帶上升，發(fā)生碰撞，再回落，往復循環(huán)，最終導致液體無法全部被氣流攜帶出井口造成氣井積液現(xiàn)象。當井底積液時，氣井表現(xiàn)為井口只產(chǎn)純氣、不產(chǎn)液，液體以液膜、液滴形式滯留井筒中，堵住井口，氣井產(chǎn)氣量急轉(zhuǎn)直下。此外，氣井長時間的積液浸泡也有可能會對氣層造成極大的污染和損害。因此，采氣工程師希望從地層流入井筒底部的液體能夠及時地被氣流攜帶到地面。為了實現(xiàn)這一愿望，Turner等人將氣流中最大的液滴攜帶到地面的最低氣體流速—臨界流速這一概念引入，建立了預測和研究氣井攜液的物理模型和數(shù)學模型公式。但實際上，由于井筒中液滴的運動情況往往難以預測，這樣用單一液滴的分析理論來建立物理模型，從而無法推導出符合實際的臨界流速和臨界產(chǎn)量公式。所以，建立多個液滴的實際運動模型對于研究氣井連續(xù)攜液，并利用實驗測試方法研究積液過程的影響因素和各相應的預測公式的準確度有著積極意義。該研究結(jié)果對氣井生產(chǎn)作業(yè)、排水采氣、合理配產(chǎn)以及提高采收率也都有非常高的理論指導意義。本論文將多液滴理論引入氣井氣體攜液理論研究中，通過分析液滴在氣流中的受力和運動情況，建立完整的氣體攜液多液滴模型。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：將多液滴理論引入氣井氣體攜液理論研究中，通過分析液滴在氣流中的受力和運動情況，建立完整的氣體攜液多液滴模型。 基本思路： 1）分析井筒氣流場中液滴受力及運動情況； 2）建立了液滴間的碰撞、粘合、下落、分解、和再上升的理論及模型； 3）建立氣井多液滴氣體攜液臨界流速模型。
科學性、先進性及獨特之處
- 此前的研究，研究者或從液滴自身的特性及其與周圍氣流之間的關(guān)系或從井口井底情況出發(fā)通過實驗和推導相結(jié)合的辦法建立模型幫助人們預測井底積液的情況從而更好的加以控制，然而這些模型存在不完善的地方。事實上，液滴在氣流場中的運動、碰撞、聚合和破碎對其運動軌跡有很大的影響。本文將對液滴在氣流場中的運動、碰撞、聚合和破碎等種種情況進行研究，探索出更適用的計算模型。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 多液滴理論應用計算模型準確確定氣井的臨界攜液流速或流量，提前預測氣井積液，對提高氣藏采收率有重要指導意義。
學術(shù)論文摘要
- 氣藏在開發(fā)過程中都會產(chǎn)出地層水或凝析液等液體，氣井中的液體物質(zhì)若不能及時排出，就會聚積在井底，造成氣井減產(chǎn)甚至停產(chǎn)。氣井如何保持連續(xù)攜液，對于氣井正常生產(chǎn)是十分重要的。本文在仔細分析Turner模型和改進的李閩模型的單一液滴基礎上，對氣井中多液滴的一系列運動特征進行了分析研究，提出一種新型的氣井氣體攜液模型。主要包括： 1）分析井筒氣流場中液滴受力及運動情況； 2）建立了液滴間的碰撞、粘合、下落、分解、和再上升的理論及模型； 3）建立氣井多液滴氣體攜液臨界流速模型。 氣井氣體攜液的多液滴模型，將對氣田的開發(fā)帶來深遠的影響。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1]Turner,R.G. Analysis and Prediction of Minimum Flow Rate for the Continuous Removal of Liquids from Gas well [J]. J.Pet.tech,Nov 1969. [2]Coleman,S.B. A New Look at Predicting Gas Well Load Up [J].J.Pet.Tech,Mar 1991. [3]Nosseir,M.A. A New Approach for Accurate Prediction of Loading in Gas Well Under Different Flowing Conditions [J].spe37408. [4]李閩，郭平，譚光天.攜液新觀點[J].石油勘探與開發(fā)，2001，28（5）：105-106. [5]楊川東.采氣工程[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000：124-126.
同類課題研究水平概述
- [1]Turner,R.G. Analysis and Prediction of Minimum Flow Rate for the Continuous Removal of Liquids from Gas well [J]. J.Pet.tech,Nov 1969. [2]Coleman,S.B. A New Look at Predicting Gas Well Load Up [J].J.Pet.Tech,Mar 1991. [3]Nosseir,M.A. A New Approach for Accurate Prediction of Loading in Gas Well Under Different Flowing Conditions [J].spe37408. [4]李閩，郭平，譚光天.攜液新觀點[J].石油勘探與開發(fā)，2001，28（5）：105-106. [5]楊川東.采氣工程[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000：124-126.
