天然氣井下渦流工具旋流特性研究及結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、氣藏中一般都會(huì)存在邊底水，隨著氣井的深入開發(fā)，液體不能被天然氣流攜帶而滯留在井內(nèi)，形成井下積液。氣井積液不可避免，只有發(fā)展排水采氣工藝才能有效緩解這一問題。渦流工具是一種新型、高效的排水采氣技術(shù)。在國外，該工具的發(fā)展已經(jīng)較為成熟；2011年，中國石油天然氣集團(tuán)公司首次引入這項(xiàng)技術(shù)，并迅速應(yīng)用于國內(nèi)各大油氣田，從使用結(jié)果看，并不是所有氣井中渦流工具都能發(fā)揮效果。因此，本文主要工作是對渦流工具的工作特性進(jìn)行研究，并且對渦流工具的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行

2、優(yōu)化以使其適應(yīng)不同井底工況從而達(dá)到最佳排液效果。
　　本文通過數(shù)值模擬手段，采用分段計(jì)算思想，模擬渦流工具放置井底時(shí)的工作狀態(tài)，以此獲得井下氣液流動(dòng)特性并進(jìn)行分析。計(jì)算結(jié)果顯示，渦流工具有很好的氣液分離效果，并且可以將這種效果靠慣性的運(yùn)動(dòng)方式作用到計(jì)算下游數(shù)千米，使氣井恢復(fù)生產(chǎn)。
　　通過改變計(jì)算邊界條件，從而模擬氣井中的不同工況，確定影響渦流工具作用的外界因素。本文改變了入口含液率數(shù)值，發(fā)現(xiàn)隨著入口含液率的增大，渦流工具的

3、作用效果會(huì)逐漸衰減，并通過計(jì)算結(jié)果擬合出衰減效果的公式。隨后調(diào)整氣液兩相流體的入口速度數(shù)值，結(jié)果顯示隨著入口速度增大，渦流工具的氣液分離效果以及氣相攜帶液滴的能力都隨之增強(qiáng)，根據(jù)結(jié)果驗(yàn)證了公式。
　　與此同時(shí)，本文對渦流工具的幾何參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，以使其適應(yīng)不同井下的狀態(tài)。由于渦流工具最重要的結(jié)構(gòu)為渦旋變速體的螺旋線,因此主要對螺旋線部分參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。本文通過改變螺旋線導(dǎo)程即螺距進(jìn)行對比，結(jié)果表明在相同螺旋線長度下，螺旋線圈數(shù)越多，