高压高产气井油管气液两相流特性研究任务书.docx

高压高产气井油管气液两相流特性研究任务书
任务书
研究题目：高压高产气井油管气液两相流特性研究
研究背景及意义：
随着石油开采深度的不断增加，油井中气液两相流情况日益复杂，且气体具有高压高产等特性。因此，探究高压高产气井油管中气液两相流的特性，对于提高石油开采效率和安全性具有重要意义。研究高压高产气井油管气液两相流的特性，可以优化油井生产工艺和管路设计，减少事故发生，提高开采效率，降低开采成本，具有重大的经济和社会意义。
研究目标：
通过实验研究和数值模拟，探究高压高产气井油管中气液两相流的特性、规律和影响因素，包括以下方面：
1.气液两相流的压力、流量、速度和密度等参数的变化规律。
2.气液两相流相互作用和相变规律，如气泡的生成和分布情况、泡沫的形成和破灭等。
3.管道结构和排气阀的影响因素，如管道直径、弯头、道口等对气液两相流影响的分析和研究。
4.气液两相流中发生的事故和危险因素，如鸟窝、气穴、静电火花等安全问题的分析和处理方法。
研究方法：
1.实验研究。利用实验设备和工艺流程，对气液两相流的特性和规律进行实验研究。主要包括高压高产气体的制备、气液混合流的模拟实验和管道的排气实验等。
2.数值模拟。采用数值模拟软件对气液两相流的行为进行模拟和分析。对于气泡和泡沫的形成和破灭等现象，采用CFD分析和计算。
研究计划及研究内容：
1.前期调查和资料收集。通过文献查阅和现场调查，对高压高产气井油管气液两相流的现状和问题进行梳理和分析。
2.实验设备的准备和搭建。选择合适的实验设备，包括高压气体发生器、混合气液流体实验装置和流量、压力、温度等传感器。
3.实验条件的确定和实验参数的统计分析。调整实验条件和参数，如气体压力、流量、油管直径和排气阀的设置等参数。通过统计分析实验数据，探究气液两相流的行为和特性。
4.数值模拟的参数选择和计算分析。通过CFD软件模拟气液两相流场，分析和预测气液两相流的的特性和规律，并对模拟结果进行分析和评估。
5.安全问题和设计方案的优化。结合实验和模拟结果，提出管道设计和工艺改进建议，针对气液两相流中发生的事故和危险因素，制定安全措施和应急预案。
研究成果：
1.高压高产气井油管气液两相流行为和特性的研究成果，包括实验数据和模拟结果的分析报告和科技论文。
2.针对高压高产气井油管气液两相流问题，提出管道设计和工艺改进的建议和方案，促进石油开采工艺的优化和升级。
3.探究气液两相流中安全问题的研究成果，提出安全措施和应急预案，促进石油开采的安全和可持续发展。
时间安排：
1.调查和资料收集：2周
2.实验设备的准备和搭建：4周
3.实验条件的确定和实验参数的统计分析：6周
4.数值模拟的参数选择和计算分析：8周
5.安全问题和设计方案的优化：4周
6.论文撰写和成果报告：4周
总计：28周
参考文献：
1.SantosRG，etal.Hydrodynamiccharacteristicsofgas-liquidflowinhorizontalpipesathighpressureandhighflowrate.ExperimentalThermalandFluidScience.2020，113.
2.ArnoldoJ,ChikarskiL,ValenteJC.Onthestabilityofnon-isothermalgas-liquidtwo-phaseflowinpipes.InternationalJournalofHeatandMassTransfer.2013，63.
3.WangJ,LiS,ChenM,etal.Experimentalstudyofgas-liquidflowandmasstransferincloselyspacedverticalpipes.ChemicalEngineeringScience.2020，220.
4.ZhangC,LuoM,ZhouY,etal.Acomprehensivereviewonflowpatternmapsforgas-liquidtwo-phaseflow.InternationalJournalofHeatandMassTransfer.2020，160.