井下节流气井井底压力计算方法应用研究

准确预测井下节流气井井底压力,是预测气井产能、诊断井筒积液、制定合理排水采气制度的重要基础。通过引入滑脱因子K表征气液两相间滑脱效应,建立了气液两相嘴流压降模型,并将气液两相嘴流压降模型与优选出的No-Slip/H-B管流压降模型进行全井筒耦合,形成井下节流气井全井筒压力预测新方法,并开发出计算软件,可实时定量预测气井全井筒积液高度和井底流压值。评价结果表明,新方法预测井下节流气井井筒流压值与实测值较接近,平均误差为2.87%,满足工程计算精度要求,可以有效指导东胜气田气井积液诊断和动态排水采气分析工作。     

井下节流气井的生产动态预测

以单井开采系统为研究对象,采用温度、压力解耦建模与数值耦合方式,以井口油压为控制条件,通过油嘴控制流量和下游温度,建立井下节流气井的井筒-气藏流动耦合的生产动态预测模型,利用试井解释结果或生产动态历史拟合,预测气井的生产流量、压力变化,同时描述生产过程中的井筒非线性温度剖面、压力剖面,从而全面掌握节流气井的生产动态,并可进一步扩展应用于多相流动和复杂井眼轨迹情况.     

井下智能节流及智能节流器系统开发

井下智能工具是支撑智能完井和数字化天然气田发展的一种关键基础设备装置.针对天然气井井下智能节流工艺技术需要,构建了适用于远程控制的井下智能节流体系结构及节流器系统,阐述了井下智能节流控制的算法原理;详细论述了基于CAN总线技术的电机控制系统设计、基于CAD/CAE的机械系统结构设计、数字化井下温度压力采集与处理以及模块化分层软件设计等智能节流器系统设计的关键技术;最后对整个系统进行了试验运行和分析.结果表明,所研发的智能式井下节流器系统具有实时监测节流参数和远程控制节流的特点,能为井下智能节流工艺技术的实施提供设备支撑,对相关智能化井下工具的研发具有参考意义.     

苏里格气田井下节流技术现场应用

长庆苏里格气田具有低渗透、低产能的特点,在降压生产中井筒和地面节流过程有可能形成水合物,造成管道堵塞而给气井生产带来严重危害。为解决此类问题,研究了节流器对苏里格气井生产动态的影响。研究表明,安装了井下节流器的气井尽管早期产量不高,但生产压力相对变化不大,稳产时间长,生产效果较好。     

防止水合物生成的井下节流机理研究

建立气井井筒压力温度及井下节流温降模型,预测节流前后井筒沿程压力、温度的分布。结合水合物预测模型,对防止水合物生成井下节流工艺进行设计。     

气井井下节流工艺的数值模拟

基于CFD理论并应用CFD软件建立了简化的全井段天然气井井下节流工艺的物理模型。考虑到地温梯度对井筒温度的作用,编写了关于温度梯度的UDF程序,对井下全井段流场与温度场进行了数值模拟。得到了井下气体温度、压强、流速关于井深的分布曲线并对节流处的参数变化进行分析。通过模拟发现,节流前后的温降较大,温度在节流口出口附近存在最小值。地热对节流后天然气起到了加温作用;模拟结果证实了井下节流工艺具有保温的特点,为合理确定节流嘴下入深度,使节流后天然气温度高于节流后压力下水合物生成温度,从而为预防水合物生成提供了一定的理论依据。     

页岩气田井下节流技术应用试验

为了解决页岩气田天然气井存在的水合物冻堵、地面二次节流工艺复杂等问题,分析研究和改进传统的井下节流器的安装、调产流程。现场应用表明,设计的新型节流器适用于涪陵页岩气井及井下环境,能有效防治井下水合物形成及聚集,促进气井安全平稳生产;利用节流后的天然气能充分吸收地热特点,可以取消或减少页岩气出井口后的地面加热保温流程,实现节能环保。     

井下节流预防井口装置抬升技术研究

近年来高温高压气藏开发的越来越多,当各层套管存在自由段套管时,高温高压气藏高产井生产时会导致井口装置抬升问题,破坏气井完整性,并可导致地面流程泄漏,直接影响气井安全生产甚至威胁人居环境安全.研究可知,井口装置抬升高度与井口温度呈线性正相关,采取降低产量的方式降低井口温度,可以控制井口装置抬升的高度,但制约了单井产能的发挥.为防止井口装置抬升,通过大量的现场数据建立井口装置抬升预测模型,探索了利用井下节流工艺实现天然气气流在井筒内节流降温防止井口装置抬升技术,为保障气井安全高效生产提供了技术途径.     

不同数值解法对产水气井压降计算的影响

我国气田气井普遍产水,严重影响气井正常生产。而正确预测产水气井井底压力是对这类气井进行生产动态分析和采气工艺设计的基础。考虑到不同数值计算方法会对产水气井井底压力计算精度和计算时间造成影响,以工程常用的气液两相管流H-B模型为基础,通过实例井对比了采用变管段长度增量形式的迭代法、变压力增量形式的迭代法和龙格库塔法计算井底压力的迭代次数和计算误差,并分析各种数值方法所适用的条件。结果表明,龙格库塔法在较宽压力增量范围内具有最佳的精度,而运算次数与迭代法相当,推荐其为产水气井井筒压降计算数值方法。     

用压力差测液体中的含气量

本利用压差与液体中含气量间的关系,制作出液体中含气量测量装置,该装置具有简便、实用等特点,对教学和工业应用都具有重要的意义。     

缠绕管结构参数对管内压降的影响及压降模型

为了研究缠绕管内流体的压降规律、建立具有较宽适用范围的压降预测模型,以水为介质,采用U型压差计测量缠绕管内流体进、出口的压降,实验考察缠绕直径、缠绕角度、管径等缠绕管结构参数对管内压降的影响. 结果表明,在流速及其他结构参数相同的情况下,缠绕直径或管径越小,单位长度缠绕管内压降越大;在不同流速区间,缠绕管结构参数对管内压降的影响程度不同. 在低流速（小于0.5 m/s）下,缠绕管结构对管内压降的影响较小;在高流速（大于0.5 m/s）下,缠绕管结构对管内压降的影响显著. 采用统一的压降预测模型对实验数据拟合会使得其在高压降区失准,进而提出由流动参数和缠绕管几何参数组合而成的分段特征参数,并构建分段式压降预测模型. 分段式压降模型的计算值与实验值的相对偏差小于10%.     

两种动折流圈折流式超重力旋转床气相压降的实验研究

折流式超重力旋转床是继旋转填料床之后出现的一种新型高效的气液传质设备.压降是超重力旋转床流体力学的重要特征之一.实验以空气—水为物系,对转子直径为288 mm,高度为55mm的折流式旋转床进行了压降实验.旋转床转子采用动圈开单排孔和动圈开多排孔两种结构,实验结果表明折流式旋转床的气相总压降随气量、转速、液量的增加而增大,随气量和转速增大的趋势比较明显,随液量增大的趋势比较缓慢.在同等条件下,单排孔压降比多排孔大.     

窄环隙内水流动沸腾时阻力特性的实验研究

鉴于流体在小尺度流道内流动时所表现出的特殊性和换热设备小型化的需要,在水加热条件下,对水在竖直环隙内流动沸腾时的摩擦压降特性进行了实验研究.环隙的宽度为0.9、1.4和2.4mm,实验压强为0.1 MPa.实验结果表明,窄环隙内的摩擦阻力压降高于普通圆管,环隙宽度越小,摩擦压降越大;随着含气率的增加,摩擦压降先缓慢降低,然后开始逐渐增加,环隙越宽,压降由降低到升高的转变点的含气率的值越高;可以用奇母霍斯关系式来计算窄环隙内的两相摩擦压降,式中的常数可由含气率计算.     

粉体气力输送时弯管的阻力特性及计算方法研究

本文首先综述分析了国内外对不同弯曲曲率半径及角度弯管的阻力特性研究，然后结合作者在多相流动试验台上对４５°、９０°、１１０°、１５０°角度及Ｒ／Ｄ＝２、２．５和３所进行的不同试验结果，采用多变量回归分析法得出适合于计算不同曲率半径和角度的弯管局部阻力系数通用公式，其计算结果与试验值较吻合．     

催化重整预加氢反应器压降过大原因分析及对策

针对催化重整装置运行期间预加氢反应器压降过大的原因进行分析.分析发现是由于催化剂结焦堵塞、铵盐沉积、酸性腐蚀等因素所引起的,由此提出了相应的解决办法,给出具体的处理措施,并提出长周期运转建议.生产实践表明,经改造后预加氢反应器压降明显下降,达到了装置安全、平稳、长周期运行的目的.     

摇摆状态下竖直管内单相水摩擦压降特性分析

对摇摆状态下,3种不同管径(15,25,34.5 mm)的光滑有机玻璃管管内单相水的摩擦压降特性进行分析.与传统的稳定状态下的经验公式值进行对比,发现摇摆状态下的摩阻系数随时间变化有明显的周期性,而且远远大于传统经验公式计算值.通过对摇摆状态下单相水的运动分析,并在结合实验数据以及综合考虑各影响因素的基础上,给出了摇摆状态下摩阻系数的计算关系式,与传统的Blasius和Niklaus经验公式相比,计算值与实验值符合较好.     

天然气井下节流嘴前后压力温度分布的数值计算

针对天然气井安装井下节流装置以后很难测得节流嘴上游压力的情况,从空气动力学的原理出发,提出根据井口采集的数据,从节流嘴下游向上游计算其喉部和上游的压力温度综合值的数值计算方法。采用临界状态判别的新方法,即依据节流嘴出口处的马赫数的值,对节流嘴附近的流态进行判别,再分别计算节流嘴出口处,节流嘴喉部以及节流嘴上游的各参数。对宝1井进行了实例计算,计算结果表明:节流后压力温度骤降,经过激波面后压力温度急剧升高的变化情况。     

亚临界与近临界压力下垂直上升管内气-液两相流体摩擦阻力特性试验研究

以超临界600mW直流锅炉水冷壁管内气-液两相流体为研究对象,试验段尺寸为25×4 000mm,材质为1Cr18Ni9Ti.在压力为11~21MPa,质量流速为600~1 200kg·m-2s-1,干度为0~1的工况范围内,研究了工质压力、质量流速及质量含气率等参数对单相及气-液两相流体摩擦阻力的影响.在本文所获得的试验数据与理论分析的基础上,拟合出可用于工程实际中计算水冷壁管内气-液两相流体摩擦阻力的关系式.     

空气潜孔锤在马鞭山铁矿措施井试用探讨

文章介绍了马鞭山铁矿工程水文、地质情况以及空气潜孔锤原理与钻进工艺,通过对该矿措施井19#、20#、21#3个冻结孔施工情况分析,提出在岩石硬度大、裂隙无规律等工程水文地质复杂条件下施工还有待于进一步的分析和研究。