井下节流流场模拟

ISSN 1008-9446 承德石油高等专科学校学报第20卷第3期，2018年6月CN13 -1265/T E Journal of Chengde Petroleum College Vol.20，No. 3，Jun. 2018笼套式节流阀内流场数值模拟及水合物生成李智博，罗璇，陈军，马强，孔祥雷(承德石油高等专科学校热能工程系，河北承德067000)摘要：笼套式节流阀在水下油气田开采中应用广泛，研究其节流过程的流动特性，对于优化操作工艺，保证阀 门工作的可靠性与安全性具有重要意义。

对天然气节流过程进行了数值模拟，得到了节流阀内压力场、速度 场、温度场的特征，分析了节流后和节流过程中水合物生成的影响因素，提出了基于计算条件的阀门临界开度 的确定方法。

关键词！水下节流阀；数值模拟；流动特性；水合物中图分类号：TE952 文献标志码：A 文章编号= 1008-9446(2018)03-0043-04Numerical Simulation and Hydrate Formation Analysis of Sleeve Choke LI Zhi-bo，LUOXuan，Chen Jun，MAQiang，KONGXiang-lei (Departm ent of Therm al E ngineering，Chengde Petroleum C ollege，Chengde 067000，H ebei，C hina) Abstract：Sleeve chokes are widely used in the m ining of underw ater oil the flow characteristics of sleeve choke has very im portant significance for optimizing process and ensuring the reliability and safety of the choke. According to the results of num erical sim ulation，the characteristics of the pressure field，velocity field，and tem perature fiel(i were ob­tained .The main factors that may affect tlie hydrate formation in/after the throttling process were an­alyzed ，and a metliod for determ ining t he critical opening of tlie valve based on the calculation condi­tions is proposed.Key words: underw ater throttle $num erical simulation $flow characteristics $hydrate水下节流阀是采油树中重要的过流部件，工作中其压力、温度、速度的变化剧烈，易造成阀芯的损 坏[1’2]。

苏里格气田井下节流综合预测王荧光;裴红;刘文伟;郭振;裴巧卉【期刊名称】《天然气工业》【年(卷),期】2010(030)002【摘要】传统井下节流工艺通常采用图版法、简化模型或焓熵图图解法来求解节流降温过程,这些算法都缺乏通用性和计算的连续性.为此,应用TACITE稳态模型分别结合Perkins和Fortunati节流模型对苏里格气田井下节流过程的温度、压力变化进行模拟,并采用NETOPT网络优化模型对井下节流器的内径进行预测优化,同时采用多种模型对井下节流过程进行井下节流敏感性分析、天然气水合物抑制效果预测和流体临界状态判断.模拟结果与现场实测数据比较表明:多种预测模型的综合运用可较好地对井下节流过程的压力、温度、节流器内径等节流参数进行预测模拟,为该气田井下节流工艺提供了可靠的预测手段;井下节流可较好地简化井口流程并改善井筒天然气水合物的形成条件;马赫数临界判定方法对井下节流流体临界状态的判定要比理论临界压力比判定方法更严格、准确.【总页数】5页(P97-101)【作者】王荧光;裴红;刘文伟;郭振;裴巧卉【作者单位】中国石油辽河工程有限公司;中国石油辽河工程有限公司;中国石油辽河工程有限公司;中国石油辽河工程有限公司;中国石油辽河工程有限公司【正文语种】中文【相关文献】1.苏里格气田井下节流排水采气工艺优选 [J], 陈国伟; 陈真; 杨政海2.苏里格气田井下节流气井积液量预测方法及应用 [J], 王振嘉; 郑海亮; 刘永建; 高远3.一种面向苏里格气田井下节流工艺的新型节流器设计 [J], 吴永春;郑兴升;吴轶君;李勇凯;李昕4.苏里格气田桃7区块井下节流参数优化 [J], 汪春浦;唐华佳;肖高棉;罗超;陈旭波;李洲5.苏里格气田井下节流技术难题及对策 [J], 郑兴升;吴永春;吴轶君;刘成刚;贾文江因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

FDT地层测试器节流控制阀数值模拟的开题报告开题报告：FDT地层测试器节流控制阀数值模拟一、研究背景FDT（Formation Dynamics Tester）地层测试器是一种能够实时测量井下地层流体压力、温度和采集地层流体样品的装置。

定量测量地层压力是确定地下油气储层性质和油气资源储量的重要手段。

而FDT地层测试器的动态测量技术使其可以减小地层试井过程中对地层的干扰，提升测量准确性。

FDT地层测试器的核心部件为节流控制阀，其优良的性能直接影响地层测试的效果和数据质量。

二、研究目的本研究旨在通过数值模拟分析FDT地层测试器中的节流控制阀，对其流场变化、流量分布等关键参数进行研究，揭示节流控制阀的工作机理，为优化节流控制阀设计提供理论基础。

三、研究内容本研究将通过基于有限元方法（FEM）的数值模拟分析，模拟FDT地层测试器节流控制阀在不同开度下的流场变化，探究其关键参数如流量分布、压差、速度等的变化规律，比较不同设计参数对节流控制阀性能的影响。

同时，本研究还将对与FDT地层测试器密切相关的CAM （Cartridge Assembly Module）模块进行分析，探究其与节流控制阀的关系和协同工作效果，为完善FDT地层测试器设计提供参考。

四、研究方法本研究将采用基于ANSYS Fluent软件的CFD（Computational Fluid Dynamics）数值模拟方法，建立FDT地层测试器节流控制阀的三维模型，研究其在不同开度下的流场变化、压差分布和速度分布等关键参数。

在此基础上，通过设计实验，分析不同设计参数对节流控制阀性能的影响，并探究CAM模块与节流控制阀的相关性和协同工作效果。

五、研究意义1. 揭示节流控制阀的内部流场和关键参数，为优化设计提供理论基础和可行方案。

2. 研究FDT地层测试器的核心部件并探究其与CAM模块的相关性，对提高地层测试的数据质量具有重要意义。

3. 推广数值模拟在FDT地层测试器调试和优化方面的应用，为行业科技创新提供新思路。

油气井井口节流器流场特性的数值模拟油气井是现代工业中极为重要的一个领域，设计和制造油气井井口节流器是生产油气时的重要措施之一。

节流器的主要作用是调节流体流量和流速，保证油气井的正常生产和稳定性。

在这种情况下，如何对油气井井口节流器的流动特性进行研究，是提高油气井生产效益的重要因素之一。

数值模拟是一种有效的方法来研究油气井井口节流器的流动特性。

本文中，我们将介绍在数值模拟中使用的方法和模型，以及模拟结果对实际情况的影响。

1. 模拟方法和模型了解模拟方法和模型是理解节流器流动特性的关键。

在数值模拟中，采用计算流体动力学（CFD）模型和FLUENT软件进行模拟。

因为CFD计算模型是控制方程的数值解法，它可以对流体运动进行计算和预测，如速度场、压力场和流体相互作用等。

模拟的主要过程包括：首先通过实验获得节流器的几何模型和工作参数，将节流器几何模型导入数值模拟软件，再输入几何模型、物理参数和边界条件，最后得到节流器的流动特性。

2. 模拟结果分析模拟结果的分析是了解节流器性能如何的关键。

本文中，我们将介绍模拟结果与实际情况的对比和分析。

模拟结果显示出，流场特征受节流器通径、长径比和孔隙度等多种因素的影响。

首先，随着通径的增大，节流器孔隙度增大，同时流量增加，进口流速变低，出口流速变高。

其次，通过不同长度、直径的节流器活塞钻孔，在不同的长度比和直径比条件下发现节流后流场分离，随着通径比的增大，分离区域逐渐减小，且分离区域的位置趋近于节流孔的出口处。

最后，分别在相同直径比和长径比的条件下模拟了三种形状的活塞钻孔，结果显示矩形钻孔下游区域随着流量增加，涡量显著增大，涡旋范围增大。

切口钻孔下游区域的涡量显著减少，且由涡旋引起的压力降随着流量的增加出现了不稳定的现象。

对于平均分布的钻孔，相对于矩形钻孔和切口钻孔，涡量分布均匀，流场有利于稳定工作。

3. 实现结果的可行性实现数值模拟结果具有重要意义。

本文中，我们将介绍模拟结果应用于实际生产的可行性。

文章编号：1000 − 7393(2023)04 − 0485 − 08 DOI: 10.13639/j.odpt.202211032超高压产水气井可视化井下节流模拟实验及嘴流模型评价马辉运 董宗豪 周玮 魏林胜 谭昊 王威林中国石油西南油气田分公司工程技术研究院引用格式：马辉运，董宗豪，周玮，魏林胜，谭昊，王威林. 超高压产水气井可视化井下节流模拟实验及嘴流模型评价 ［J ］. 石油钻采工艺，2023，45（4）：485-492.摘要：井下节流可有效防治井口水合物、简化地面流程、降低成本，但该工艺用于超高压产水气井时，气液两相管流和嘴流之间相互影响，使部分井的日产气量与设计值误差较大，准确预测气液通过井下节流器的流量和压降，对指导工艺设计至关重要。

为此，在搭建可视化实验装置的基础上开展了井下节流模拟实验研究，分析了不同流型下的气液两相嘴流动态，根据节流器上游流型将实验数据进行划分，评价了现有4种工程常用嘴流模型在不同流型下的表现。

研究结果表明，段塞流、搅动流和环状流关于质量流量预测采用的数学模型，分别推荐Ashford 模型(相关系数R 2=0.92)、Sachdeva 模型(相关系数R 2=0.80)和Al-Safran 模型(相关系数R 2=0.96)。

选取双探8井开展现场应用，确定节流器下入深度为3 000 m ，判断流型为搅动流，选取Sachdeva 模型计算节流器嘴径为5.3 mm 。

模型评价结果可为产水气井井下节流工艺设计提供理论依据和指导。

关键词：产水气井；超高压；井下节流；可视化实验；流型；两相嘴流模型中图分类号：TE375 文献标识码： AVisual downhole throttling simulation experiment and nozzle flow model evaluation forwater-producing gas wells with ultrahigh pressureMA Huiyun, DONG Zonghao, ZHOU Wei, WEI Linsheng, TAN Hao, WANG WeilinResearch Institute of Engineering Technology , PetroChina Southwest Oil and Gas Field Company , Chengdu 610031, Sichuan , ChinaCitation: MA Huiyun, DONG Zonghao, ZHOU Wei, WEI Linsheng, TAN Hao, WANG Weilin. Visual downhole throttling simulation experiment and nozzle flow model evaluation for water-producing gas wells with ultrahigh pressure ［J ］. Oil Drilling &Production Technology, 2023, 45(4): 485-492.Abstract: Downhole throttling can effectively prevent hydrate generation at wellhead, simplify surface processes and reduce costs. However, when this technology is applied in water-producing gas wells with ultrahigh pressure, the mutual influence between gas-liquid two-phase flow and nozzle flow may lead to significant discrepancies between the daily gas production and the designed values for some wells. Accurately predicting the flow rate and pressure drop of gas and liquid through downhole throttler is crucial to process design. To address this issue, one study was conducted based on a constructed visualization experimental apparatus to perform downhole throttling simulation experiments. The dynamics of gas-liquid two-phase nozzle flow under different flow patterns was analyzed. Data were divided based on the upstream flow pattern before the throttler, and the performance of four commonly used engineering nozzle flow models under different flow patterns was evaluated. The research results show that among the mathematical基金项目: 中国石油西南油气田分公司川西专项合作项目“川西超深井排水采气技术攻关与试验”(编号：JS2022-07)。

有井下节流嘴的气井温度场模拟及水合物预测
朱红钧;林元华;马国建;刘辉;王昌隆
【期刊名称】《油气田地面工程》
【年(卷),期】2010(029)011
【摘要】井下节流因具有降低井口压力、避免水合物生成和提高气流携液能力等优势而受到人们关注.节流嘴在井下的安装深度与其口径的大小是影响井筒温度场分布的重要因素,选择合适的安装深度及口径才能避免水合物的生成,达到高效、安全生产的目的.构建井筒气流运动控制方程及水合物预测模型,模拟不同安装深度及口径时的井筒温度场,与水合物生成温度对比分析,可得出较合适的安装深度及节流嘴口径,为现场生产提供一定的参考.
【总页数】3页(P6-8)
【作者】朱红钧;林元华;马国建;刘辉;王昌隆
【作者单位】西南石油大学石油工程学院;西南石油大学·石油管力学和环境行为重点实验室;西南石油大学·石油管力学和环境行为重点实验室;西南石油大学·石油管力学和环境行为重点实验室;西南石油大学·石油管力学和环境行为重点实验室
【正文语种】中文
【相关文献】
1.天然气井下节流嘴前后压力温度分布的数值计算 [J], 蒋代君;陈次昌;伍超;唐刚
2.井下节流防治气井水合物技术研究与应用 [J], 马占林;汝新英
3.气井井下节流压力温度耦合预测模型 [J], 杨益荣;付秋;关丹;曾川
4.塔里木油田高压气井井下节流防治水合物技术 [J], 宋中华;张士诚;王腾飞;沈建
新;段玉明;刘兰英
5.井下节流嘴对天然气井简流场的影响 [J], 蒋代君;陈次昌;伍超;唐刚
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井下节流气井的生产动态模拟新方法
安永生;曹孟京;兰义飞;高月
【期刊名称】《天然气工业》
【年(卷),期】2016(036)004
【摘要】为了防止天然气水合物的生成以及井底积液的产生,鄂尔多斯盆地苏里格气田很多气井在井底都安装了井下节流装置,此类气井的产气量和井底流压均随着生产时间的增长而逐渐下降,没有一个绝对稳定阶段,故如何利用数值模拟的方法来实现对安装井下节流装置气井的动态模拟,是当前亟待解决的问题.为此,从油藏流动模型和井下节流气嘴流动模型出发,以井底为求解节点,通过耦合处理,提出了定气嘴尺寸生产的新理念;建立了气藏渗流、井下节流装置嘴流的计算模型,推导了新的数值模拟源汇项方程,实现了气藏渗流与井下节流装置嘴流的相互耦合.实例计算结果表明:新的数值模拟方法能够更加准确地体现安装井下节流装置气井的生产动态特征,能有效地应用于产能预测和稳产期评价,同时也为类似气井的产能计算提供了技术支撑.
【总页数】5页(P55-59)
【作者】安永生;曹孟京;兰义飞;高月
【作者单位】中国石油大学石油工程教育部重点实验室;中国石油大学石油工程教育部重点实验室;中国石油长庆油田公司勘探开发研究院;中国石油大学石油工程教育部重点实验室
【正文语种】中文
【相关文献】
1.井下节流气井的生产动态预测 [J], 曾焱;陈伟;段永刚;唐治平
2.井下节流气井的井底压力确定新方法 [J], 刘顺;王晖;罗垚;王定峰;胡友洲;朱子明
3.产水气井井下节流参数优化设计新方法 [J], 王一妃;王京舰;胥元刚;马昌庆;余东合;王金霞
4.井下节流技术在气井生产中的应用与分析 [J], 隋海
5.井下节流技术在气井生产中的应用与分析 [J], 隋海
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吉林油田：井下节流分析治冻堵
作者：暂无
来源：《石油知识》 2017年第6期
吉林油田针对气井水合物冻堵治理研究成功的井下节流分析工艺，不久前室内实验阶段
已经完成，经过有效分析，科学选择地层，确定在英台气田进入现场应用，将为气井增产提供
有力技术支撑。

吉林油田气井生产过程中普遍产水，生产压力高，产气量低，在井筒内常常发生水合物冻
堵情况。

常规防止水合物生成的方法日常维护成本高、效果差，并且容易造成污染。

针对这一情况，吉林油田科研人员到苏里格气田对其排水采气工艺进行调研后，利用现有
的Fluent软件，进行井下节流流场模拟，分析流场中各参数变化规律，找到影响井筒流体节流过程中压力、温度、气体流速及密度等流场不断变化的因素。

同时，利用PVTsim软件对井筒内水合物生成情况进行预测，形成一套完整的气井节流分析方法。

这套方法可以利用地层温度破
坏水合物的生成条件，在水合物防治方面取得很好效果，且能够提高气井挟液能力。

深秋已至，气井冻堵几率将会增加，吉林油田将加快现场试验步伐，提高气井生产效率。

（中国石油网张天鹤）。

天然气井井下节流后物性参数的变化模拟朱红钧;林元华;刘辉;朱达江【期刊名称】《石油天然气学报》【年(卷),期】2010(032)003【摘要】基于空气动力学、计算流体力学理论,对天然气井井下节流后的流场与温度场分布进行了模拟,得出了气体温度、压强、流速及密度沿井深的分布曲线,并对局部流场进行了细化分析.模拟发现,井下节流可有效降压,节流嘴处压强经历了减小、增大的过程,并于出口下游稳定后,随井深的减小又逐渐减小;密度与压强的变化趋势基本一致;气体节流经历了亚音速-音速-超音速-亚音速的变化过程;温度沿井深的分布趋势与地温梯度基本一致,在节流嘴出口附近存有最小值,但因地温环境和气体粘性作用使温度仍保持一定高度,避免了水合物的形成.模拟结果与工程实际数据符合较好,证实了井下节流工艺降压、保温的特点,实现了流场、温度场分布的可视化,探索了一种方便、快捷的研究方法,为设计、安装节流器与确定操作参数提供了有效的依据【总页数】5页(P147-151)【作者】朱红钧;林元华;刘辉;朱达江【作者单位】西南石油大学石油管力学和环境行为重点实验室,四川,成都,610500;西南石油大学石油管力学和环境行为重点实验室,四川,成都,610500;西南石油大学石油管力学和环境行为重点实验室,四川,成都,610500;西南石油大学石油管力学和环境行为重点实验室,四川,成都,610500【正文语种】中文【中图分类】TE375【相关文献】1.聚合物驱后储层物性参数的变化特征 [J], 朱健;刘伟利;李兴;刘桂阳2.O2/CO2气氛下烟气物性参数对燃煤锅炉对流传热影响的模拟研究 [J], 张恬;闫凯;乌晓江;韩志江;周月桂3.物性参数温度变化下激光熔覆多场耦合模拟与实验 [J], 李昌;于志斌;高敬翔;李云飞;韩兴4.模拟酸雨处理后番茄叶片叶绿素含量及叶绿素荧光参数的动态变化 [J], 陈文胜;出佳范;吕再辉;黄晓松;徐冰莹;邱栋梁5.压电相含量和聚合物性能参数对1-3型压电复合材料压电性能影响的有限元模拟[J], 赵旭;张浩;曾涛;白建峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

某矿15号煤层采空区流场的数值模拟
李晓鹍
【期刊名称】《山西煤炭管理干部学院学报》
【年(卷),期】2017(030)002
【摘要】FLUENT软件数值模拟软件可以对采空区流场进行系统直观的分布,经过对寿阳某矿150407工作面的通风方式进行建模,改变通风参数和建立数据模型,在模拟的压差和风速基本符合实测数据和经验规律的情况下,对寿阳某矿150407工作面工作面遗留轨道巷、遗留皮带巷、上隅角进行风流矢量分析.通过流场分析对采空区遗留巷道、工作面和工作面上隅角的风流运动进行规律性总结,结合实际现场情况对工作面的采空区防灭火进行技术指导为该工作面的安全生产提供技术参考.【总页数】4页(P90-92,96)
【作者】李晓鹍
【作者单位】太原理工大学,山西太原 030024;山西煤矿安全监察局,山西太原030012
【正文语种】中文
【中图分类】TD82
【相关文献】
1.某矿近距离煤层综采工作面采空区漏风压力场数值模拟分析
2.淮北芦岭矿低透气性煤层采空区煤层气开发技术方案研究
3.元堡煤矿易自燃煤层初采期采空区流场
数值模拟4.浅埋煤层采空区强漏风流场数值模拟及自燃危险性研究5.某矿15号煤层采空区流场的数值模拟
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涩北气田井下节流工艺现场应用摘要：针对涩北气田气井气候原因普遍存在水合物堵塞地面多次节流工艺导致地面流程复杂、建井成本高的问题而影响气井正常生产的实际情况，开展井下节流工艺技术研究。

根据气井井下节流工艺的技术原理，改进了井下节流工具，优化了井下节流工艺井的参数，并应用于涩北气田。

重点讨论了采用井下节流工艺解决低压外输和抑制水合物生成的。

关键词:涩北气田井下节流低压外输1引言天然气从地层进人地面主要包括地层、井筒、地面3个流动过程。

由于天然气在高压、低温、含水情况下极易生成水合物，压力越高，水合物生成温度越高，越容易发生水合物堵塞，从而堵塞井筒管柱，影响气井的正常生产。

涩北气田高压气源通常采用站内加热节流降压生产，生产工艺上一般都采用常温集气工艺流程。

这种流程具有工艺简单、设备单一等特点，有利于实现站场的无人值守及自动化运行。

但是，在实际生产中暴露出了很多问题，部分高压气井由于气嘴节流降压，极易在节流后形成水合物，冻堵管线，降低气井生产率。

井下节流技术是在天然气井生产管柱内适当位置安装井下节流器,在井筒降压的同时,利用地温对流体进行加热,使节流后的井口温度基本恢复到节流前的温度,有效防止气水混合物在井筒和井口产生冻堵,以减少地面节流加热设备、简化地面流程、降低采气成本,同时,降低井筒压力以及井口到集气站的管线承压,降低管线壁厚,大幅度降低集输管线成本。

简单的讲,井下节流技术就是在井下安装气嘴,通过气嘴缩径产生的节流作用来降低压力。

2井下节流技术原理与设计2.1井下节流原理简介天然气井下节流工艺是依靠井下专用设备实现井筒节流降压,利用地温加热,使得节流后井口气流温度基本恢复到节流前温度,从而有利于解决气井生产过程中井筒及地面诸多技术难题。

简单讲,就是井下放置小直径气嘴,通过气嘴的节流作用来实现压力的降低,气嘴的直径需要满足嘴后气体的流动达到临界状态(流速达到超音速),但是节流临界状态的确定对于实际应用来说是一个难点,一般按照气体临界流动理论来判断。