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基于环雾流理论的气井临界流速预测模型 预览
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作者 沈伟伟 邓道明 +1 位作者 刘乔平 宫敬 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1318-1330,共13页
井筒积液是伴随气井生产的常见现象,积液会导致气井产量降低,严重时甚至会使得气井停产。精确的积液预测有助于及时采取措施以减少积液带来的危害,而临界气体流速是气井积液预测的关键。回顾了气井积液预测的相关研究,指出了最小压降模... 井筒积液是伴随气井生产的常见现象,积液会导致气井产量降低,严重时甚至会使得气井停产。精确的积液预测有助于及时采取措施以减少积液带来的危害,而临界气体流速是气井积液预测的关键。回顾了气井积液预测的相关研究,指出了最小压降模型、液滴模型的局限性,基于现有实验观察认为液膜模型有较好的适用性。考虑到斜井中液膜周向不均匀分布及气相核心中液滴夹带,提出了更符合实际的环雾流模型用于不同管径、不同井斜角下的气井积液预测。基于以往室内实验数据和现场生产数据,将新模型与现有6种积液预测模型进行对比评价。综合考虑模型预测结果正确率及预测误差,认为新的环雾流模型较其他模型预测结果更优,可准确方便地对气井积液进行预测。 展开更多
关键词 斜井 天然气 积液 临界气体流速 预测 环雾流 模型
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气井携液机理与临界参数研究 预览 被引量:3
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作者 耿新中 《天然气工业》 CSCD 北大核心 2018年第1期74-80,共7页
气井井筒携液工况诊断方法主要包括临界流速法和临界动能因子法。目前对于哪种方法更科学、更合理尚无定论,给应用选择造成了困难。为此,从分析圆管流动的基本特征入手,对两相垂管流的携液机理与形式进行了再探讨。研究结果表明:①... 气井井筒携液工况诊断方法主要包括临界流速法和临界动能因子法。目前对于哪种方法更科学、更合理尚无定论,给应用选择造成了困难。为此,从分析圆管流动的基本特征入手,对两相垂管流的携液机理与形式进行了再探讨。研究结果表明:①两相垂管流积液的原因是气相无法保持连续,连续携液时液相存在的主要形式是管壁环膜,管流的基本流型是环雾流;②气流携液的实质是能量驱动,携液工况变化的本质是单位体积气流动能的量变引起的两相流型的质变:③临界动能因子法体现了流体流动依赖于能量驱动的物理学基本原理,携液机理符合圆管流动基本特征和能量守恒定律;④而临界流速法则忽视了横截面上流速存在径向差异的管流基本特征,不符合两相垂管流条件下气流携液的实际情况,存在着局限性;⑤液相物性不同导致连续携液的临界动能因子略有差别的管流基本特征,综合确定环雾流临界动能因子的通用取值为10Pa^0.5。该研究成果揭示了两相垂管流气流携液的机理与本质,明晰了采用不同模型所得结果差异大的根源,确立了通用的诊断方法和参数。 展开更多
关键词 气井 携液机理 气液两相 垂管流 临界流速 动能因子 环雾流
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深水气井测试管柱内天然气水合物堵塞特征与防治新方法 预览 被引量:5
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作者 王志远 赵阳 +1 位作者 孙宝江 于璟 《天然气工业》 CSCD 北大核心 2018年第1期81-88,共8页
目前对于深水气井测试过程中井筒管柱内天然气水合物(以下简称水合物)堵塞的形成机制尚不清楚,因而存在着过度使用水合物抑制剂以及抑制剂利用效率较低等问题。为此,针对多相流,在水合物生成动力学、水合物颗粒运移沉积动力学等方... 目前对于深水气井测试过程中井筒管柱内天然气水合物(以下简称水合物)堵塞的形成机制尚不清楚,因而存在着过度使用水合物抑制剂以及抑制剂利用效率较低等问题。为此,针对多相流,在水合物生成动力学、水合物颗粒运移沉积动力学等方面开展了研究:构建形成水合物堵塞的定量预测模型,预测水合物在管柱内何时何处形成堵塞并评估堵塞严重程度,确定易发生堵塞的高风险区。进而提出了基于拓展安全作业时间窗口的水合物堵塞防治新方法——依据安全作业时间窗口优选抑制剂浓度、优化抑制剂注入速率。研究结果表明:①井筒内所生成的水合物在管柱内壁上沉积附着,形成不断增厚的水合物层,造成管径变小,液膜处生成的水合物在管壁上沉积是造成管柱堵塞的主要原因;②随着水深增大或产气量降低,不发生水合物堵塞的安全作业时间窗口变窄,形成堵塞所需时间变短;③注入水合物抑制剂可以延缓堵塞的发生,拓宽安全作业时间窗口;④水合物防治新方法可显著降低所需水合物抑制剂用量和注入速率(在算例条件下可降低50%)。结论认为,新方法有效克服了传统方法过度使用水合物抑制剂的不足,可为深水气井测试中水合物的防治提供指导。 展开更多
关键词 深水 气井测试 天然气水合物 堵塞 防治方法 安全作业时间窗口 环雾流 抑制剂用量 注入速率
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气井井筒气液两相环雾流压降计算新方法 预览 被引量:3
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作者 刘通 王世泽 +3 位作者 郭新江 潘国华 陈海龙 伍洲 《石油钻采工艺》 CSCD 北大核心 2017年第3期328-333,共6页
气液两相环雾流是气井生产中最常见的流型之一,正确预测其井筒压降是气井节点系统分析、生产动态预测的重要基础。从环雾流气芯-液膜分相流结构出发,建立了环雾流压力梯度方程;其中持液率计算综合考虑了液膜及液滴的影响,通过引入Henst... 气液两相环雾流是气井生产中最常见的流型之一,正确预测其井筒压降是气井节点系统分析、生产动态预测的重要基础。从环雾流气芯-液膜分相流结构出发,建立了环雾流压力梯度方程;其中持液率计算综合考虑了液膜及液滴的影响,通过引入Henstock&Hanratty无因次液膜厚度关系式,导出了液膜厚度计算显式方程,基于液滴沉降与液膜雾化的动态平衡,导出了适用于气井低液相雷诺数条件的液滴夹带率关系式;摩阻计算考虑了液膜与管壁的剪切应力,最终采用龙格库塔法迭代求解井筒压力。利用国内外91井次气井测压数据评价表明,新模型提高了凝析气井和产水气井井筒环雾流压降预测准确度,优于传统的均匀流模型和分相流模型,而且能够获得液滴夹带率、液膜厚度等特性参数,为油气田开发提供技术理论支持。 展开更多
关键词 气井 井筒 压降 环雾流 液滴 液膜 分相流
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井筒环雾流传热模型及其在深水气井水合物生成风险分析中的应用 被引量:5
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作者 王志远 赵阳 +2 位作者 孙宝江 王雪瑞 潘少伟 《水动力学研究与进展:A辑》 CSCD 北大核心 2016年第1期20-27,共8页
该文采用Hewitt流型判别法,表明深水含水气井测试时井筒内多为环雾流,考虑了气核与液膜间速度及热力学性质差异,建立了环雾流传热模型,与南海某深水气井实测数据对比,模型预测误差在5%以内。计算表明,忽略含水影响的气体单相模型在含水... 该文采用Hewitt流型判别法,表明深水含水气井测试时井筒内多为环雾流,考虑了气核与液膜间速度及热力学性质差异,建立了环雾流传热模型,与南海某深水气井实测数据对比,模型预测误差在5%以内。计算表明,忽略含水影响的气体单相模型在含水量大于0.1%时,泥线以上井筒压力和温度预测误差均超过10%,应用该研究建立的环雾流模型则可以得到更准确的结果。含水会使泥线以上一定范围内井段井筒温度显著降低,压力损失增大。产气量较低时,含水量对水合物生成风险基本无影响;产气量较高时,含水量会使得水合物生成区域下界下移,水合物生成区域增大,并使过冷度增大,更容易诱导水合物生成,水合物生成风险增大,需要增加水合物抑制剂用量,并加深注入位置。产水会使无水合物生成所对应的临界产气量增大,需要调整水合物抑制剂用量和注入位置。 展开更多
关键词 环雾流 深水气井测试 井筒温度压力场 天然气水合物
基于文丘里流量传感器的湿气两相流量模型研究 预览 被引量:5
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作者 徐英 蒋荣 +3 位作者 张涛 袁超 陈吴晓 吴海涛 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第5期4-8,共5页
研究旨在通过计算流体动力学(CFD)仿真技术预测的湿气气、液两相流量。以双差压长喉颈文丘里流量传感器为测量手段。模拟压力范围0.4,0.6,0.8,1.0,1.2 MPa,气相体积流量范围为140-283 m^3/h,温度范围23-30℃,含液率范围0.5%-1.5%。文... 研究旨在通过计算流体动力学(CFD)仿真技术预测的湿气气、液两相流量。以双差压长喉颈文丘里流量传感器为测量手段。模拟压力范围0.4,0.6,0.8,1.0,1.2 MPa,气相体积流量范围为140-283 m^3/h,温度范围23-30℃,含液率范围0.5%-1.5%。文丘里流量传感器口径为DN100,节流比为0.55。多相流模型采用离散相模型(DPM),利用欧拉壁面(EWF)模型以模拟管壁上的薄液膜。分析得出压力、气相流速和液相体积含率(LVF)对液膜厚度的影响规律。根据仿真结果建立基于双差压比值法的气、液两相流量预测模型。将仿真值与实验值进行比较,气相流量模型预测的均方根误差为1.8%,且液相流量模型预测的均方根误差为6.1%。 展开更多
关键词 长喉颈文丘里 湿气 环雾状流 欧拉壁面模型 差压比 液膜厚度
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不同产能气井携液能力的定量分析 预览 被引量:6
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作者 刘捷 廖锐全 赵生孝 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期62-64,共3页
在老气田的生产开发过程中,井筒积液是一个非常严重的问题。为了保证气井不产生积液,国内外很多学者对气井的最小携液流量都进行了研究,建立了一系列的数学模型,但对气井产量大于临界流量时其液体能否被携带至地面的问题尚未深入探... 在老气田的生产开发过程中,井筒积液是一个非常严重的问题。为了保证气井不产生积液,国内外很多学者对气井的最小携液流量都进行了研究,建立了一系列的数学模型,但对气井产量大于临界流量时其液体能否被携带至地面的问题尚未深入探讨。为此,在井筒积液水力学分析的基础上,运用多相流理论,从垂直管柱内环雾流的动量方程出发,建立了气井最大携液量计算的数学模型,并利用VB软件实现了对该模型的求解。分析和计算结果表明:在气井产量大于最小临界携液流量的条件下,不是所有的液体都能够被携带至井口,而是存在一个最大的临界携液量。该临界携液量随着井口压力的减小而增大,随着管径的增大而减小。因此,应用气井临界携液量资料可以分析井简积液,从而确定气井实施排水呆气工艺的时机。这对于气井的稳定生产具有重要的支撑和指导作用。 展开更多
关键词 气井 携液能力 井筒积液 环雾流 动量方程 分析
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水平井筒气液两相变质量流动流型转变的研究 预览 被引量:15
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作者 吴宁 张琪 +2 位作者 蔡中庆 赵景生 陈超 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期 79-83,共5页
井筒中的流动是管壁存在入流或出流的变质量流动.给定井筒气液流动条件,在应用机械模型预测我们感兴趣的参数之前,我们需要识别井筒中出现的流型.由于水平井筒和常规水平管中气液两相流动的相似和差别,可以预知常规水平管流的流型转换... 井筒中的流动是管壁存在入流或出流的变质量流动.给定井筒气液流动条件,在应用机械模型预测我们感兴趣的参数之前,我们需要识别井筒中出现的流型.由于水平井筒和常规水平管中气液两相流动的相似和差别,可以预知常规水平管流的流型转换标准对于井筒流动来说就需要进行修正或扩展.根据波的迅速成长机理,在Taitel和Dukler的研究基础上,得到水平井筒分层流向非分层流流型转变的判别方法;通过对分散气泡进行受力分析,得到水平井筒分散泡状流向间歇流流型转变的判别方法;基于Barner和Brauner的研究给出水平井筒环空雾状流向间歇流流型转变的判别方法.从而得到一种判别水平井筒气液两相变质量流动4种基本流型的新方法. 展开更多
关键词 水平井 两相流动 变质量 流型 分层流动 分散泡状流动 间歇流动 环空雾状流动 油气井
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