油水旋流分离器数值模拟优化研究

采用计算流体动力学（CFD）软件中的雷诺应力模型（RSM）对油水分离旋流器内部流场进行了数值模拟,研究发现采出液在进口处的相互流动干扰对油水分离效果有重要影响,据此提出了一种新型结构——带有空间阿基米德螺旋线进口流道和导流螺旋的油水旋流分离器。进一步的优化设计和性能试验表明：空间阿基米德螺旋线进口流道和导流螺旋实现了平滑过渡,从而得到较稳定的流场和较高的分离效率。     

单锥式油水分离旋流器内流场的数值模拟

为了研究水力旋流器用于油水分离的复杂情况,使用FLUENT软件中的多相流欧拉分析方法,结合雷诺应力湍流模型对单锥式旋流器的内部流场进行了数值模拟.分析了旋流器内部的体积浓度分布、压力分布,以及切向、轴向和径向速度分布的规律,揭示了油水两相流的分离特性.在不同流量下,计算出了旋流器的流量-效率曲线,计算结果与实验数据吻合较好,从而证明了该湍流模型和数值算法的可靠性.     

考虑水平段长度与储层倾角的边水气藏见水时间预测新模型

目前,广泛应用于边水气藏见水时间的计算模型主要是基于直井且忽略储层倾角推导而来,未综合考虑水平井水平段长度与储层倾角对计算模型的影响,随着气藏开发中水平井应用的不断增多,地层复杂性不断增大,现有模型的计算结果必然误差较大。针对这一问题,基于流体力学和气水两相渗流理论,在考虑水平段长度、储层倾角等因素的情况下,利用水平井渗流模型得到压力场分布,通过舌进速度反演见水时间,推导出倾斜地层条件下边水气藏水平井见水时间预测新模型,并进行了敏感性分析。现场实例计算分析表明,新模型的计算结果相对误差小于10%,相比于常用计算模型,精度提高了20%~29%。敏感性分析表明,见水时间与水平段长度呈线性关系,水平段长度每增加10 m,见水时间增加230 d;见水时间与储层倾角基本属二次抛物线关系,储层倾角小于5°时影响并不显著,在储层倾角大于5°时见水时间增长迅速。研究成果对于边水气藏水平井的高效开发与合理配产具有一定的指导意义。