气井井下节流工艺参数优化设计

摘要

近年来气井井下节流工艺技术在国内外气田开发中得到了成功地应用，并发挥着越来越重要的作用。节流嘴直径和下入深度是井下节流的两个工艺参数，其设计合理与否决定了井下节流的效果。
　　 根据井下节流机理，节流嘴直径大小和下入深度与井筒压力、温度分布密切相关，因此，准确预测气井井筒压力、温度分布是井下节流工艺参数优化设计的关键。考虑到气井生产可能有一定量产水，建立了高气水比气井井筒压力计算模型；根据工程热力学理论，建立了基于井筒径向传热的温度计算模型，与传统的按地温梯度计算井筒温度分布模型相比，更多地考虑了影响温度分布的诸多因素；由天然气水合物的生成机理，建立了水合物生成条件预测模型；依据节流热力学理论，建立了节流压降和温降模型。将压力、温度模型耦合来计算井简压力温度分布，确定节流嘴前的气流压力和温度，利用建立的节流温降模型计算节流后气流温度，结合节流嘴后气流压力所对应的水合物生成温度，确定气嘴最小下入深度。由临界流动时气井产量与节流嘴前后压力的关系式建立了节流嘴直径计算模型。用Visual Basic可视化程序设计语言编写了井下节流工艺参数优化设计软件。
　　 统计苏里格气田95井次节流工艺参数实际资料，气嘴下入深度符合率为100％；气嘴直径平均误差为5.41％。因此，所建立的井下节流工艺参数优化设计模型具有较高的精度，能满足工程设计的要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究目的及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1国外现状

1.2.2国内现状

1.3本文的主要工作

第二章井下节流机理

2.1井下节流工艺原理

2.2气体节流动态

2.2.1节流过程的物理模型

2.2.2节流的临界流动

2.2.3节流的非等焓过程

2.3天然气混合物穿越节流嘴流动的热力学分析

2.4井下节流与携液能力

2.5地面节流与井下节流的比较

2.6本章小结

第三章气井井筒压力温度分布预测模型

3.1高气水比气井井筒压力计算模型

3.2基于井筒径向传热的温度计算模型

3.2.1井筒径向传热

3.2.2相关参数的计算

3.2.3井筒温度模型的建立

3.3井筒压力温度预测模型适应性分析

3.4井下节流嘴压降温降预测

3.4.1节流压降计算

3.4.2节流温降计算

3.4.3气井井筒流动压力温度模拟

3.5本章小结

第四章天然气水合物生成条件预测

4.1天然气水合物的物理化学性质

4.2天然气水合物的形成机理

4.3天然气水合物生成的条件

4.4天然气水合物生成条件的预测

4.5天然气水合物生成条件的预测方法

4.5.1经验公式法

4.5.2经验图解法

4.5.3统计热力学方法

4.6三种水合物预测方法的比较

4.7本章小结

第五章井下节流工艺参数优化设计

5.1外输井口压力的确定

5.2井下节流工艺参数的确定

5.2.1井下节流器气嘴直径确定

5.2.2井下节流器最小下入深度确定

5.2.3井下节流工艺参数设计步骤

5.3设计实例

5.3.1苏36-8-19井

5.3.2苏36-8-9井

5.3.3统计结果

5.4井下多级节流工艺参数设计方法初探

5.5本章小结

第六章结论与建议

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文