摘要：针对井筒天然气水合物堵塞难题,采用隔热套管到深水气井中可减少海水以及地层与井筒的传热,也能实现井筒流体保温,降低天然气水合物生成风险。国内隔热油管一般适用于稠油热采中提升稠油温度,因隔热套管价格昂贵且过多层位隔热套管会引起强度不足,导致测试失败。因此精准确定隔热套管的下入深度可以极大地减少开采成本,最大化地实现井筒保温。在套管微元体迭代求解数值方法下,得到套管最佳下入深度的离散解,保证了最佳下入深度的收敛性。以我国南海Y气井建立的深水气井为研究对象,对天然气水合物的形成井段以及温压临界条件进行了模型预测,确定了在固定的井产量下隔热套管最佳的下入深度。研究结果表明:设计优选出的E级隔热套管外径127 mm,导热系数0.006 W/(m·℃),抗拉载荷615 kN;该隔热套管下入井筒1500 m处,可提升井筒流体温度15℃,满足井筒多产量采气要求,可以有效抑制井筒生成天然气水合物。研究内容和所得结论对于深水气井抑制天然气水合物的形成以及有效地控制开采投资具有一定的参考作用。

摘要：金属网布筛网是含砂油气田生产最常用的挡砂工具,含砂液流必然会对防砂筛管造成不同程度的冲蚀破坏,严重影响油井或气井的正常生产。针对防砂筛管几何结构复杂、冲蚀模型选择难等问题,基于流场相似理论提出了一种柱状多孔结构简化几何筛网模型,并以油井生产运行工况数据为依据优选了适宜的筛网冲蚀预测模型。在模拟中把油水考虑成均相,油水混合物密度采用含水率的加权平均来计算,油水混合物黏度按照具有较高精度的Mcadams公式计算。模拟结果与筛网喷射冲蚀试验数据进行了对比分析,发现ZHANG模型的计算结果与试验数据误差较小(16.57%),而DNV模型与OKA模型的结果与试验数据误差较大(26.4%和36.34%);DNV和OKA模型冲蚀区域比较集中,与试验结果不符,ZHANG模型下筛网的冲蚀相对发散,与室内试验比较相符。简化的几何筛网模型和优选的ZHANG模型具有较高的可靠性,可为井下筛网的选型、生产工艺设计提供参考。

摘要：从气井中开采出来的天然气不可避免地会携带固体杂质。这些固体杂质会对集气管线产生冲蚀损伤,弯管处尤甚。在现有弯管冲蚀规律基础上,为了更直观地找出冲蚀形貌,有针对性地提高弯管抗冲蚀性能,对常规输气弯管进行冲蚀规律的数值模拟研究,采用离散相(DPM)模拟离散颗粒的运动并选用Tulsa大学(E/CRC)提出的冲蚀磨损预测模型,通过试验对比验证了模型的可靠性。根据冲蚀磨损主要发生在弯管45°~55°处的特征,设计了3种优化弯管结构(渐扩弯管、突扩弯管、加导流片弯管)来减缓弯管处的冲蚀磨损。结果表明:与等直径弯管相比,在相同运行工况下,渐扩弯管和加导流片弯管的最大冲蚀率分别减少了64%和34%,而使用突扩弯管反而会加剧弯管处的冲蚀。该结论可为弯管的抗冲蚀结构优化提供理论依据。