深水油气井关井期间井筒含天然气水合物相变的气泡上升规律研究

摘要：

深水油气井关井期间天然气水合物的生成会导致气泡迁移滞后,影响钻井安全作业周期,为此利用室内垂直圆筒模拟深水井筒环境,实验研究了甲烷气泡表面水合物膜生长特性,提出了考虑自然对流传热的水合物横向生长模型及水合物膜厚度预测方法;分析了水合物气泡变形率与莫顿数、拖曳力系数及雷诺数之间的相关性,据此建立了关井条件下井筒中含水合物相变的气泡上升速度综合预测模型,并对南海某井的安全作业周期进行了预测和分析.通过实验和模拟分析发现,建立的自然对流传热模型对水合物膜横向生长速率和厚度具有较高的预测精度;水合物气泡的变形率随莫顿数增大而减小,拖曳力系数随雷诺数增大先减小然后逐渐增大,并拟合得到了气泡变形率、拖曳力系数计算公式.研究表明,气泡表面水合物的生成显著降低了气泡的上升速度,延长了安全作业周期,但气体到达海底井口后水合物堵塞风险增加,现场应根据关井时间采取针对性的井控措施.

关键词：深水油气井、天然气水合物、相变、气泡、上升速度、安全作业周期、拖曳力系数

所属期刊栏目：47

分类号：TE38(油气田开发与开采)

资助基金：国家自然科学基金优秀青年科学基金项目"油气井多相流动理论及应用"51622405

在线出版日期：2019-05-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：42-49