油井中磨料射流割縫固液兩相流場的數(shù)值模擬.pdf

1、磨料射流割縫技術(shù)是八十年末發(fā)展起來的一項(xiàng)用于解除近井地層污染及擴(kuò)大低滲油層滲透率的新工藝,具有穿透深,無二次污染,泄流面積大,施工效果顯著等特點(diǎn)。但仍存在不少問題,與空氣中的自由水射流相比,在水下射流的理論與實(shí)驗(yàn)研究還較少。尤其是對淹沒條件下,高速非自由兩相射流理論需要進(jìn)一步的研究。對于油井中磨料射流割縫,流體在縫體的流動情況、固體顆粒的運(yùn)動情況、兩相流體隨時間的變化情況、二次回流對射流的影響以及流體隨著割縫方向沿程速度衰減情況研究較少

2、。針對以上問題,本文采用了理論研究與數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法。運(yùn)用兩相射流理論和計算流體力學(xué)等基礎(chǔ)知識,分析油井中磨料射流割縫兩相流體運(yùn)動機(jī)理。應(yīng)用Gambit前處理軟件,根據(jù)地面及地下試驗(yàn)結(jié)果建立縫體的二維和三維模型。基于FLUENT軟件對二維情況進(jìn)行了數(shù)值模擬,為磨料射流割縫工藝提供一定的理論基礎(chǔ)與實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本文主要完成如下工作:①介紹了磨料射流及其數(shù)值模擬研究的歷史和發(fā)展現(xiàn)狀。②闡述了油井中磨料射流割縫工藝原理和現(xiàn)場施工流程。③以

3、兩相射流理論和計算流體力學(xué)為基礎(chǔ),建立了油井中磨料射流固液兩相流體的數(shù)學(xué)模型。④用有限體積法對上述方程進(jìn)行了離散化,介紹了運(yùn)用SIMPLE算法對離散方程求解的方法。⑤基于地面試驗(yàn)和地下試驗(yàn)結(jié)果,運(yùn)用Gambit軟件建立了三維縫體模型。具體給出Gambit建模步驟及應(yīng)用FLUENT對二維模型進(jìn)行數(shù)值模擬的方案優(yōu)化。⑥對兩條互成180度的長縫內(nèi)和井壁內(nèi),兩相流體的流動情況進(jìn)行了數(shù)值模擬。以FLUENT模擬結(jié)果為基礎(chǔ),研究并分析了其在淹沒條件