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，井底積液問題會隨著時間延長逐漸變得嚴重，需要及時采取恰當?shù)呐乓翰蓺夤に噥磔o助氣井排液，否則將造成死井。中國近幾年從國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)簡單、成本低、無污染、不改變管柱結(jié)構(gòu)等優(yōu)點，并且在國內(nèi)外氣田均取得了較好的現(xiàn)場試驗效果。對于渦流工具的機理研究目前國內(nèi)大多借助CFD流體模擬軟件對流場進行模擬分析，但僅停留在渦流工具處于單一霧狀流來流的穩(wěn)態(tài)模

2、擬，忽略了氣井井筒內(nèi)流體的實際流動情況和流態(tài)分布，導(dǎo)致對渦流工具的機理認識不清，并且對渦流工具在井下的安裝位置尚不明確。本文將以流體力學、氣液兩相管流為理論，使用Fluent軟件對垂直管內(nèi)各流態(tài)流體經(jīng)過渦流工具后的分布規(guī)律進行研究，解釋了渦流工具的作用機理，確定渦流工具的適用范圍，并對渦流工具的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(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)模擬方法對流體處于段

3、塞流、攪動流和環(huán)狀流時經(jīng)過渦流工具前后的流場進行分析，結(jié)果表明，渦流工具的作用機理是對流體進行能量轉(zhuǎn)化，將部分靜壓轉(zhuǎn)化為動壓，動壓的增量用于提供流體切向速度，并且流體經(jīng)過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軟件對渦流工具的螺旋角、槽寬和槽深進行結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化，結(jié)果