含CO_2天然气井井喷流场特征

【摘要】：为研究含CO2天然气井井喷后的流场特性进而为确定安全防护距离提供科学依据,采用流体力学理论与计算流体力学(CFD)技术相结合的方法分析了井喷的流场特征,阐述了井喷流场各个阶段的扩散机理、模拟所需的定解条件及数值计算方法。井喷整个过程可划分为临界流、等熵膨胀、可压缩射流、不可压缩射流、重气扩散和非重气扩散6个阶段。采用CFD模拟方法模拟得出含CO2天然气井井喷气体速度场,气体膨胀速度可达700 m/s以上;分析了CO2浓度分布规律,在等熵膨胀区的内层区域CO2气体质量浓度均匀分布,而在外层区域内,CO2的质量浓度急剧降低,CO2质量浓度随扩散距离的变化符合高斯分布。理论预测与模拟结果具有很好的一致性,表明提出的井喷流场理论分析与CFD模拟方法是切实可行的。 【作者单位】： 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室;中国石油吉林油田公司采油工艺研究院;郑州轻工业学院计算机与通信工程学院;
【关键词】： CO 天然气 井喷 流场特性 CFD模拟 数值模拟
【基金】：国家科技重大专项(2008ZX05054) 国家重点基础研究发展规划(973)项目(2006CB705800) 中国石油重大科技专项(07-02Z-01)
【分类号】：TE28
【正文快照】： 0引言世界各地都有众多高CO2含量的天然气井,在油气勘探和开发过程中不可控井喷是最危险的事故之一,含CO2天然气井一旦发生井喷或泄漏,会在一定范围内造成窒息、燃爆等事故。如果在钻井井场周围有大量居民,井喷极易造成重大人员伤亡事故[1]。中国已在吉林油田发现了储量较大

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