测调仪在注水井中压力分布状态研究

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近年来,为提高测调效率,油田现场开展新型测试工艺试验,取得明显的效果。测调联作技术通过地面计算机控制井下可调堵塞器出液孔的开度,实现流量调节。现场试验10口井,平均单井分层调试时间由原来的3.5天降低到2天,提高测调效率42.9%。同时,存在一定的弊端:一是仪器在防喷管内下井困难。测调联作在我厂10口井,效果比较明显,同时暴露的主要问题是测试只适用于压力低于10MPa的井;二是仪器直径大,过层困难。普通流量计直径为Φ38mm,测调联作仪器直径为Φ42mm。本文根据实际情况,利用Gambit软件以1:1的比例建立了测调仪的三维模型,并利用计算流体动力学软件FLUENT对其进行了仿真计算。首先通过对于防喷管内的测调仪静力学和动力学计算分析,深入研究了在不同注入压力条件下,模拟防喷管管内压力分布规律,并针对防喷管内压力分布特征,模拟研究测试电缆下行状态及下行阻力分布规律。其次对管柱内测调仪运动阻力进行了研究,得到管柱内不同测试井段流体对测调仪的阻力分布规律,并针对测调仪在管柱内的阻力分布特征,模拟测调仪在不同井段的下行状态规律,如测调仪下行过程中环空内的速度场、压力场、剪切应力场。最后利用模拟注水井井口及防喷管实验装置,开展不同井口压力条件下,防喷管内测调仪下行阻力测试及盘根对电缆摩擦力测试实验研究。研究结果表明防喷管内测调仪难以下行的主要原因是仪器受到较大的静压差阻力及盘根对电缆的摩擦力。并且根据实验结果,测试井口压力对盘根与电缆之间的摩擦力影响不大。另外,测调仪在管柱内下行阻力的主要影响因素为:下行速度、井深、管柱内的注入量,当减小下行速度或增加注入量可以减小下行阻力。根据计算结果,建议测调仪在防喷管内启动下行后,先以较小的速度下行,当达到一定深度后,测调仪及电缆的重力完全克服由于速度引起的阻力后,方可随意下行。根据计算建议更换电缆,减小电缆直径。举个例子,当电缆直径由3.5mm更换为2.5mm,其加配重的临界压力由15.2MPa变为30MPa。上述研究明确了测调仪下行难的主要矛盾所在,可有针对性的对测调仪实施改造以及调整工作制度,以进一步的提高现场测调工作效率。
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