储气库长周期循环注采及应急调峰工况下,储层岩石疲劳损伤造成出砂加剧,井筒内形成气-液-固三相流动,注采管柱冲蚀机理缺乏系统认识。以P110碳钢注采管柱为研究对象,基于气-液-固三相可视化管流式冲蚀实验装置,设计加工考虑周向冲蚀分...储气库长周期循环注采及应急调峰工况下,储层岩石疲劳损伤造成出砂加剧,井筒内形成气-液-固三相流动,注采管柱冲蚀机理缺乏系统认识。以P110碳钢注采管柱为研究对象,基于气-液-固三相可视化管流式冲蚀实验装置,设计加工考虑周向冲蚀分布的环形试样,开展气流速17~50 m/s、含砂率0.0001%~0.02%、持液率0.001%~0.01%条件下的冲蚀实验,采用失重法测量冲蚀速率,并结合微观形貌观测进行分析。研究结果表明:气流速与冲蚀速率的关系呈现指数式变化,含砂率与冲蚀速率的关系呈现对数式变化,持液率与冲蚀速率的关系呈现二项式变化;通过对含砂率和持液率等主要因素进行表征,绘制了复杂工况下P110注采管柱临界冲蚀系数图版;并建立了P110材质管柱气-液-固三相临界冲蚀预测模型,与实验实际值相比,预测结果误差为6.52%,在气-液-固三相工况下明显优于现有API RP 14E模型。该模型评价结果可为储气库单井峰值气量设计及注采管柱安全运行提供理论依据。展开更多
摘要储气库长周期循环注采及应急调峰工况下,储层岩石疲劳损伤造成出砂加剧,井筒内形成气-液-固三相流动,注采管柱冲蚀机理缺乏系统认识。以P110碳钢注采管柱为研究对象,基于气-液-固三相可视化管流式冲蚀实验装置,设计加工考虑周向冲蚀分布的环形试样,开展气流速17~50 m/s、含砂率0.0001%~0.02%、持液率0.001%~0.01%条件下的冲蚀实验,采用失重法测量冲蚀速率,并结合微观形貌观测进行分析。研究结果表明:气流速与冲蚀速率的关系呈现指数式变化,含砂率与冲蚀速率的关系呈现对数式变化,持液率与冲蚀速率的关系呈现二项式变化;通过对含砂率和持液率等主要因素进行表征,绘制了复杂工况下P110注采管柱临界冲蚀系数图版;并建立了P110材质管柱气-液-固三相临界冲蚀预测模型,与实验实际值相比,预测结果误差为6.52%,在气-液-固三相工况下明显优于现有API RP 14E模型。该模型评价结果可为储气库单井峰值气量设计及注采管柱安全运行提供理论依据。