天然气井应用涡流工具排水采气的流场分析

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1、2014年第43卷石油矿场机械第1o期第13页0ILFIELDEQUIPMENT2014，43(10)：13—16文章编号：1001-3482(2014)10-0013-04天然气井应用涡流工具排水采气的流场分析杨树人。庞博学，刘丽丽(东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆163318)摘要：涡流排水采气技术施工方便、环保高效，在解决气井积液问题方面前景广阔。为进一步了解井下流场情况、分析气井生产参数对气井排液效果的影响，基于计算流体动力学方法，通过Fluent多相流模型对气井内流动进行仿真模拟计算。通过观察气液流动状态及速度矢量的变化以及监测井1：2气相含量及其径向分布

2、，研究分析了涡流工具对气井流场的影响规律，为生产工况的优选及涡流工具结构的优化提供依据。关键词：气井；排水采气；涡流工具；Fluent中图分类号：TE935文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—3482．2014．10．003FlowFieldAnalysisaboutApplicationofVortexToolsinProcessofGasWellDrainageYANGShu—ren。PANGBo—xue，LIULi-li(CollegeofPetroleumEngineering，NortheastPetroleumUniversity，

3、Daqing163318，China)Abstract：ThetechniqueofvortexdrainagehasgoodprospectsbecausetheconstructionworkissimpleandthetechniqueiSenvironmentalandefficient．Inordertofurtherunderstandthedown—holeflowfieldandanalyzetheeffectofproductionparametersofgaswellsondraining，basedoncomputationalfluiddynam

4、icsandmultiphasemodelthroughFluent，thenumericalsimulationhasbeendone．Byobservingthestateofthegas—liquidflowandmonitoringtheradialdistributionofthegascontentatthewellhead，thestudyanalyzedtheinfluenceongaswellflowfieldbyvortextoo1．Studyanalyzedtheinfluenceofthevortextoolsonflowfieldofgaswe

5、llandguidedhowtoselectthepreferredprocessconditionsandprovidethebasisforoptimizingthestructure．Keywords：gaswell；drainagegasrecovery；vortextools；fluent随着天然气工业的迅速发展，天然气深度开采等国大量推广使用。国内，大庆、苏里格、四川、吉林面临的主要问题之一就是气井积液。造成气井积液等气田也已相继安装测试。然而，由于井下涡旋流的直接原因就是气藏中含水并不断渗入井筒，气体场内气液两相的运动情况复杂，且工具下放井深很携液能力不足

6、，造成井底积液，这严重影响了天然气大，对其流场的研究存在一定的难度。国内油田对的有效开采]。选择有效的排水采气工艺技术，是涡流工具的应用仍处于实验测试的起步阶段，针对延长气井生产周期、提高采收率的关键]。涡流排涡流工具排水采气机理以及生产参数对此工艺排液水采气技术是由中国石油天然气集团公司引进的新效果的影响，一直缺少理论方面的研究。本文基于技术。该工艺施工方便、环保高效，对于解决气井积计算流体动力学方法，应用Fluent软件对使用涡流液问题的前景十分可观[3]。现已在北美、澳大利亚排水采气工艺的天然气井进行仿真模拟计算，研究收稿日期：2014—04—29基金项目：国家自

7、然科学基金项目资助(21076043)作者简介：杨树人(1963一)，男，黑龙江明水人，教授，博士，主要从事非牛顿流体力学、计算流体力学和多相流体力学等方面研究。石油矿场机械2014年1O月井下流体运动规律，验证其排水采气效果并计算分析了天然气井生产参数对气井排液的影响。l球形液滴模型中的气井临界携液流速假设天然气井内气流携带的液体颗粒是球形液滴，对球形液滴进行受力分析，推导出气流携带液滴图2涡流工具结构的最低气体流速。球形液滴(如图1)在井内受到重力G、气体浮2．2网格划分力．厂和运动气流对液滴的推力F作用。涡流工具结构独特，计算区域形