地下储气库注采井临界冲蚀流量优化计算方法

摘要：

临界冲蚀流量是限制注采井注采能力的关键因素,目前通常参照API RP 14E标准进行计算,其计算结果趋于保守,但还未有明确的室内实验或现场数据表明可在API RP 14E的基础上提高临界冲蚀流量.为此,基于腐蚀速率首次提出了临界冲蚀速率的概念;综合考虑影响管柱冲蚀的温度、压力、气体组分、含水率、含砂量以及管柱材质等因素,同时引入壁面剪切应力,开展真实注采工况下的室内等效模拟实验,进而求得实验工况下的临界冲蚀系数(C);在此基础上,建立了现场常用的N80、SM80S和S13Cr等3种材质管柱的C取值图版.研究结果表明:①含砂量、含水率、CO2分压以及壁面剪切应力为冲蚀主控因素;②含砂量对上述3种材质的管柱冲蚀影响最为显著,其中N80和SM80S管柱冲蚀对壁面剪切应力和含水率较为敏感;③对于S13Cr管柱,当含砂量小于250 mg/L时,C值可取100,当流体不合砂、含液时,C值可取180,当流体为气相时,C值可取275;④对于NS0、SM80S管柱,当流体不含砂、含液时,根据含水率和壁面剪切应力不同,C值介于100～180,当流体为气相时,C值可取275:⑤针对新疆呼图壁地下储气库注采井采出流体含水率为0.001 0‰、不出砂,管柱材质为S13Cr,C取值为180,通过室内冲蚀实验证实管柱样品在注采工况下均未出现冲蚀痕迹,并且冲蚀速率极低、无点蚀.结论认为,所建立的C取值图版结果可靠,可以为临界冲蚀流量的科学合理确定提供指导.

关键词：地下储气库、注采井注采能力、临界冲蚀流量、临界冲蚀系数、壁面剪切应力、注采优化、图版

所属期刊栏目：39

分类号：TE3;TE9

资助基金：中国石油天然气股份有限公司科学研究与技术开发项目“储气库注采工程关键技术研究”2015E-4004

在线出版日期：2020-01-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：74-80