基于自相似模型的气井管柱中流体的近壁压力试验研究

• 作者: 刘铭刚 杨秀娟 王建军 谢巍 闫怡飞 闫相祯 韩生超
• 来源期刊: 中国石油大学学报(自然科学版)
• 关键词: 管柱 流体试验 近壁压力 相似理论 储气库
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 所属期刊栏目: 石油机械工程
• 页码范围: 147-155
• 页数: 9页
• 分类号: TE38
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1673-5005.2017.02.018

摘要

气井管柱内流体运动状态和近壁压力分布的确定对井筒安全和完整性评价有重要意义.从相似性原理出发设计气井管柱流体力学试验,通过尺寸比尺和流速控制实现模型与原型的几何相似和雷诺数自相似,采用试验和数值计算对气井造斜弯曲段管柱近壁压力进行对比研究,利用相对误差分析验证试验的可行性.结果表明:气井管柱室内流体试验满足雷诺数自相似下的几何相似条件;当取运动黏度为试验不变量时,管柱近壁压力的试验模拟结果与数值计算结果相比偏小,当试验压差为0～20 MPa时,近壁压力最大相对误差为4.12％,且压差越大,相对误差越小;随着生产压差(p.=5～20 MPa)和油管内径(D=76.00 ～ 157.08 mm)的增大,管柱整体近壁压力和沿程压力降增大;造斜弯曲段流入端的局部压程比随油管内径增大而增大,流出端规律相反.满足几何相似和雷诺自相似条件的管柱流体试验是气井管柱近壁压力研究的有效手段.