基本信息
- 项目名称：
- 基于多液滴理论的气井气体携液新型模型
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 气藏在开发过程中都会产出地层水或凝析液等液体，气井中的液体物质若不能及时排出，就会聚积在井底，造成气井减产甚至停产。气井如何保持连续携液，对于气井正常生产是十分重要的。本文在仔细分析Turner模型和改进的李闽模型的单一液滴基础上，对气井中多液滴的一系列运动特征进行了分析研究，提出一种新型的气井气体携液模型。
- 详细介绍：
- 在我国己开发的气田中，大多数气藏在开发后期均会出水。在一定的温度、压力和天然气组成条件下，在气流向井口流动过程中，压力和温度下降，水蒸汽不断凝析成水滴，所含的水蒸汽中有50%~85%的水分在井筒中凝析为液态水。此时井筒中有大量小液滴均匀散布在气相中，且管壁上有一层薄薄的液膜，在中心高速气流的拖曳下缓慢上行。一般来说，当气产量足够大的情况下，可以将液体全部带出井口，井底没有积液存在；然而当气体产量小于临界流量时，液体向下坠落，井底积液。如果液滴下落过程中破碎成更小的液滴，又被气流携带上升，发生碰撞，再回落，往复循环，最终导致液体无法全部被气流携带出井口造成气井积液现象。当井底积液时，气井表现为井口只产纯气、不产液，液体以液膜、液滴形式滞留井筒中，堵住井口，气井产气量急转直下。此外，气井长时间的积液浸泡也有可能会对气层造成极大的污染和损害。因此，采气工程师希望从地层流入井筒底部的液体能够及时地被气流携带到地面。为了实现这一愿望，Turner等人将气流中最大的液滴携带到地面的最低气体流速—临界流速这一概念引入，建立了预测和研究气井携液的物理模型和数学模型公式。但实际上，由于井筒中液滴的运动情况往往难以预测，这样用单一液滴的分析理论来建立物理模型，从而无法推导出符合实际的临界流速和临界产量公式。所以，建立多个液滴的实际运动模型对于研究气井连续携液，并利用实验测试方法研究积液过程的影响因素和各相应的预测公式的准确度有着积极意义。该研究结果对气井生产作业、排水采气、合理配产以及提高采收率也都有非常高的理论指导意义。本论文将多液滴理论引入气井气体携液理论研究中，通过分析液滴在气流中的受力和运动情况，建立完整的气体携液多液滴模型。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：将多液滴理论引入气井气体携液理论研究中，通过分析液滴在气流中的受力和运动情况，建立完整的气体携液多液滴模型。 基本思路： 1）分析井筒气流场中液滴受力及运动情况； 2）建立了液滴间的碰撞、粘合、下落、分解、和再上升的理论及模型； 3）建立气井多液滴气体携液临界流速模型。
科学性、先进性及独特之处
- 此前的研究，研究者或从液滴自身的特性及其与周围气流之间的关系或从井口井底情况出发通过实验和推导相结合的办法建立模型帮助人们预测井底积液的情况从而更好的加以控制，然而这些模型存在不完善的地方。事实上，液滴在气流场中的运动、碰撞、聚合和破碎对其运动轨迹有很大的影响。本文将对液滴在气流场中的运动、碰撞、聚合和破碎等种种情况进行研究，探索出更适用的计算模型。
应用价值和现实意义
- 多液滴理论应用计算模型准确确定气井的临界携液流速或流量，提前预测气井积液，对提高气藏采收率有重要指导意义。
学术论文摘要
- 气藏在开发过程中都会产出地层水或凝析液等液体，气井中的液体物质若不能及时排出，就会聚积在井底，造成气井减产甚至停产。气井如何保持连续携液，对于气井正常生产是十分重要的。本文在仔细分析Turner模型和改进的李闽模型的单一液滴基础上，对气井中多液滴的一系列运动特征进行了分析研究，提出一种新型的气井气体携液模型。主要包括： 1）分析井筒气流场中液滴受力及运动情况； 2）建立了液滴间的碰撞、粘合、下落、分解、和再上升的理论及模型； 3）建立气井多液滴气体携液临界流速模型。 气井气体携液的多液滴模型，将对气田的开发带来深远的影响。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]Turner,R.G. Analysis and Prediction of Minimum Flow Rate for the Continuous Removal of Liquids from Gas well [J]. J.Pet.tech,Nov 1969. [2]Coleman,S.B. A New Look at Predicting Gas Well Load Up [J].J.Pet.Tech,Mar 1991. [3]Nosseir,M.A. A New Approach for Accurate Prediction of Loading in Gas Well Under Different Flowing Conditions [J].spe37408. [4]李闽，郭平，谭光天.携液新观点[J].石油勘探与开发，2001，28（5）：105-106. [5]杨川东.采气工程[M].北京：石油工业出版社，2000：124-126.
同类课题研究水平概述
- [1]Turner,R.G. Analysis and Prediction of Minimum Flow Rate for the Continuous Removal of Liquids from Gas well [J]. J.Pet.tech,Nov 1969. [2]Coleman,S.B. A New Look at Predicting Gas Well Load Up [J].J.Pet.Tech,Mar 1991. [3]Nosseir,M.A. A New Approach for Accurate Prediction of Loading in Gas Well Under Different Flowing Conditions [J].spe37408. [4]李闽，郭平，谭光天.携液新观点[J].石油勘探与开发，2001，28（5）：105-106. [5]杨川东.采气工程[M].北京：石油工业出版社，2000：124-126.
