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高温高压高含硫气井井筒流动规律

收藏本文 2024-04-22 点赞:4114 浏览:11165 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:在高温高压高含硫气井生产中,井筒流体温度、压力的不断降低,井筒内将会析出单质硫。生产制度的不同、气体流速的不同,将决定单质硫沉积在井筒中还是被带出井口。沉积在管壁的单质硫会对井下管柱造成严重的腐蚀,严重时会堵塞通道,导致气井停产。因此以高含硫气井为研究对象,从讨论酸性气体物性参数计算方法开始,基于质量、动量、能量守恒原理,引入井眼轨迹自然参数法,建立描述气井流动气柱压力、温度耦合模型,综合考虑井斜角、井身结构、油管柱结构、气井井筒的径向传热、不同环空传热介质及地层的热物理性质沿井深的变化,研究井筒中硫单质析出及沉积规律,以数据与图形相的方式地描述高含硫气井井筒流动规律。主要完成了如下几点内容:(1)整理酸性气体物性参数计算方法和非烃校正方法,优选出适用于高温高压下高含硫气体偏差系数计算方法,并推荐Hall-Varbongh偏差系数经验式用于酸性气体偏差系数的程序化计算。(2)基于质量、动量、能量守恒原理,建立了气-水、气-水-油多相井筒流动规律预测模型,井眼轨迹自然参数法,描述了不同井身结构、不同井眼轨迹的温度场和压力场,十八种参数描述了天然气气井的流体流动规律。(3)将气液两相热力学平衡模型和硫的溶解热力学模型相,分析研究硫析出规律,在气液井筒流动规律研究的基础上,建立气液固三相流井筒流动规律预测模型,研究硫析出后对井筒温度压力的影响,分析硫的析出对重力压降、摩阻压降、气体流速等参数的影响。(4)单质硫从气体中析出后,以固体硫颗粒存在气体中,在对硫颗粒在井筒流体中受力情况分析后单质硫沉积规律,导出了可以携带硫颗粒的临界气体流速计算式及预测硫沉积井深、沉积量的计算方法。(5)综合研究井筒流动规律,对生产中的各个参数做敏感性分析,讨论在不同生产制度下的流体物性参数随井筒深度的变化规律,分析了不同产气量和不同硫化氢浓度下井筒温度压力的变化、硫溶解度、硫析出位置、硫沉积量、硫沉积深度的变化,及硫析出后对井筒流动规律的影响。(6)用Delphi7开发工具,以Access 2003做为后台数据库,面向对象的程序设计技术,经验公式与实测数据相的方法,构建了高温高压高含硫气井井筒流动规律平台。关键词:高温高压论文井筒流动论文酸性气体论文硫沉积论文

    摘要3-4

    ABSTRACT4-8

    第1章 绪论8-13

    1.1 研究目的及8

    1.2 国内外研究现状及发展趋势8-11

    1.3 研究内容及技术路线11-12

    1.3.1 研究内容11

    1.3.2 技术路线11-12

    1.4 研究创新点12-13

    第2章 酸性气体物性参数计算13-23

    2.1 天然气的拟临界参数13-14

    2.1.1 已知相对密度计算拟临界参数13-14

    2.1.2 酸性天然气拟临界参数校正14

    2.2 天然气的偏差系数14-18

    2.2.1 Gopal方法15

    2.2.2 Granmer方法15

    2.2.3 Hall-Yarbongh方法15-16

    2.2.4 Dranchuk-Purvis-Robinson方法16

    2.2.5 Dranchuk-Abu-Kassem方法16

    2.2.6 Hankinson-Thomas-Philpps方法16

    2.2.7 Sarem方法16-17

    2.2.8 Beggs&Brill(BB)方法17

    2.2.9 偏差系数计算模型对比分析17-18

    2.3 天然气的粘度18-23

    2.3.1 Lee-Gonzalez-Eakin(LGE)方法18-19

    2.3.2 Lohrenz-Bray-Clark(LBC)法19-20

    2.3.3 Dempsey方法20

    2.3.4 Chung方法20-21

    2.3.5 粘度非烃校正模型21-23

    第3章 井筒温度压力耦合预测模型23-45

    3.1 检测设条件23

    3.2 气液多相流温度压力预测模型23-34

    3.2.1 基本方程23-24

    3.2.2 压力预测模型24-25

    3.2.3 参数计算25-28

    3.2.4 温度预测模型28-30

    3.2.5 温度初值计算30-31

    3.2.6 热参数的计算31-32

    3.2.7 井眼轨迹参数计算32-34

    3.2.8 井筒压力温度计算程序流程34

    3.3 气、水、固三相流动模型34-37

    3.3.1 气、液、固三相流动井筒压力分布预测模型34-36

    3.3.2 温度分布预测模型36

    3.3.3 温度压力计算程序流程36-37

    3.4 考虑相态变化的油气水三相管流计算模型37-45

    3.4.1 建立相态方程38-39

    3.4.2 油气体系相态计算热力学平衡方程组39-40

    3.4.3 考虑相态变化的管流Hagedorn&Brown模型40-45

    第4章 含硫天然气井筒中硫沉积分析45-65

    4.1 井筒中硫元素的来源45

    4.2 元素硫的物理化学性质45-51

    4.3 井筒中硫沉积规律51-58

    4.3.1. 沉积机理51-53

    4.3.2 井筒中硫颗粒运移特征53

    4.3.3 井筒中硫微粒临界悬浮流速53-56

    4.3.4 不规则颗粒群悬浮速度56

    4.3.5 井筒内壁硫颗粒分离条件56-58

    4.4 井筒中硫沉积预测模型58-65

    4.4.1 硫在井筒中的溶解度预测模型58-60

    4.4.2 硫在井筒中沉积位置预测60-62

    4.4.3 硫在井筒中沉积量计算62-65

    第5章 实例预测分析65-78

    5.1 井眼轨迹65-66

    5.2 酸性气体物性参数的计算66-68

    5.3 酸性气体物性参数的计算结果图68-69

    5.4 硫析出位置及沉积规律计算69-72

    5.5 敏感性分析72-75

    5.6 定向井实例计算75-77

    5.7 计算结果对比77-78

    第6章 78-79

    致谢79-80

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