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西安石油大学学报(自然科学版)2025年第01期:泡排井地面集气管流特性模拟实验

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作者:孙杰;崔淑云;冯永振;张家伟;邓家岳;阎晓雨;KARIMOV Rinat M;

单位:西南石油大学石油与天然气工程学院;油气消防四川省重点实验室;四川页岩气勘探开发有限责任公司;Department of Oil and Gas Transport and Storage, Ufa State Petroleum Technological University;

摘要:泡排采气工艺因经济高效、施工便捷等优势在国内外各大气田应用广泛,在众多排水采气工艺中扮演主力军角色。为准确揭示泡排井集气管流流型、压降规律及泡沫稳定性,设计加工了一套泡排井集气管流特性模拟实验装置,以含聚合物的气井地层水为介质对其进行可靠性验证。实验选用UT-5D型起泡剂,在气液比0.55~137.42范围内,测试分析起泡剂浓度、起始温度、管径等7个因素影响下的气-液-泡沫多相管流流型、阻力特性及泡沫稳定性。基于相关性和多元回归分析方法,揭示了泡沫高度、压力梯度与各因素的内在关系。结果表明:随气液比增加,管内依次出现液-泡沫分层流、气-泡沫段塞流、气-泡沫波动流、气-泡沫分层流4种流型;气液比、起泡剂浓度和管长对压力梯度和泡沫高度影响显著,其余因素影响均较小,不同因素影响泡沫高度和压降的显著性强弱分别为气液比>起泡剂浓度>管长>温度>弯管>聚合物>管壁粗糙度>管径、气液比>起泡剂浓度>管长>管径>管壁粗糙度>温度>弯管>聚合物;泡沫高度、压力梯度与气液比均表现为强负相关,上述研究可为泡排采气工艺参数优化提供指导。

关键词:泡排采气;;多相流动;;流型;;阻力特性;;泡沫稳定性

基金资助:国家自然科学基金“管输热采稠油自生泡沫润滑稳定性及动力学行为研究”(52106208);; 四川省自然科学基金“热采稠油集输管道自生泡沫减阻机理研究”(2023NSFSC0924)