自吸气声波解堵混气水排工艺研究

论文摘要

在油气田的开发过程中,油层近井底地带堵塞一直影响油井产能的提高,如何解除这些堵塞成为采油工作者所必须面临的问题。在各种解除油井堵塞的工艺之中,声波混气水排解堵工艺由于其施工方便,操作简单,使其具有广阔的应用前景。但在施工的过程中,需要压风车配合才能够达到混气的目的成为影响偏远地区实施油井声波混气排解堵作业的一个主要因素,所以有必要研究不受限于压风机的自吸气声波解堵混气水排工艺。本文首先给出的流体力学和声波的基本理论,在此基础上通过对奥齐斯泽斯基方法的改进,建立了井筒多相流体流动的数学模型,并且编制了的相关软件,进行了井筒气液两相流的流动计算,使之更接近矿场的实验数据,直观地给出了本工艺实施时井筒内气液两相流的流动状况。其次以流体动力学和喷射技术理论为指导,建立了液气射流泵的物理模型,设计了能应用于高压下的液气射流泵,并在实验室进行了液气射流泵的基本性能试验,给出了液气射流泵的最佳工作状况和其极限工作状况。再次详细的分析了地层堵塞的各种原因和声波的作用机理,建立了声波在地层中传播的物理模型,给出了声波解堵半径的计算公式,结合中国石油大学(华东)研制的声波发生器可以近似求出声波解堵的作用半径。在对各种解堵技术的综合比较的基础上,设计了自吸气声波解堵混气水排工艺的施工流程框图和具体施工步骤;通过分析矿场试验数据得出本技术是一种经济实用的油井解堵增产技术,具有广阔的推广应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 论文的主要内容
• 1.4 论文的技术路线
• 第二章 流体力学和声学的基本理论
• 2.1 流体力学输运方程
• 2.1.1 单相流体输运方程
• 2.1.2 多相流体理论
• 2.2 声波的基本性质
• 第三章 地层堵塞及声波作用机理
• 3.1 油水井附近地层堵塞类型与原因
• 3.1.1 油水井附近地层堵塞类型
• 3.1.2 油水井附近地层堵塞的原因
• 3.2 声波对近井地带的作用机理
• 3.3 声波对油层的作用效果的分析
• 3.4 声波混气排解堵技术
• 3.4.1 几种解堵技术的简单对比
• 3.4.2 声波混气排解堵技术机理
• 第四章 液气射流泵的设计及试验研究
• 4.1 液气射流泵的工作原理
• 4.1.1 喷射技术的工作原理
• 4.1.2 液气射流泵的工作原理
• 4.2 液气射流泵的基本性能方程
• 4.2.1 液气射流泵的基本理论方程
• 4.2.2 液气射流泵基本性能方程及其简化式
• 4.2.3 液气射流泵的极限状态方程
• 4.3 液气射流泵的设计
• 4.3.1 液气射流器基本参数
• 4.3.2 液气射流泵的相似律
• 4.3.3 液气射流泵设计的基本计算公式
• 4.3.4 射流泵的设计步骤和设计模型
• 4.4 射流泵的实验研究及数据分析
• 4.4.1 液气射流泵实验装置设计
• 4.4.2 液气射流泵性能的实验方法
• 4.4.3 实验数据分析
• 第五章 井筒内多相流体流动计算
• 5.1 能量平衡方程的推导
• 5.2 多项垂直管流压力分布计算步骤
• 5.3 Orkiszewski（奥齐斯泽斯基）方法
• 5.4 井筒多相流体流动压力梯度计算
• 5.4.1 井筒气液两相流动压力梯度计算
• 5.4.2 井筒返排液多相流体流动压力梯度计算
• 第六章 声波在地层传播的能量计算
• 6.1 理想流体媒质基本假设
• 6.2 声波在地层中传播的计算
• 6.2.1 声波在地层中径向传播的物理模型
• 6.2.2 波动方程的求解
• 6.2.3 影响声波在地层中传播的因素
• 第七章 自吸气声波解堵混气水排技术工艺设计及现场应用
• 7.1 自吸气声波解堵混气水排技术工艺设计流程
• 7.2 自吸气声波解堵混气水排技术工艺要求
• 7.2.1 选井条件
• 7.2.2 施工步骤及注意事项
• 7.3 自吸气声波解堵混气水排技术工业应用与效果分析
• 7.3.1 孤岛油田地质特点
• 7.3.2 自吸气声波解堵混气水排工艺施工效果统计及分析
• 结论与建议
• 参考文献
• 致谢