酸性气井油管内壁水基缓蚀剂预膜仿真模拟

摘要

酸性气井常常伴有CO₂、H₂S对金属材料的腐蚀，井下喷注水基缓蚀剂预膜防腐技术是一种比较先进且成本较低的方法。但针对缓蚀剂预膜时间、液膜厚度、液膜分布及喷注缓蚀剂周期等参数目前尚未开展系统研究。基于RNG k-ε模型（Re-normalization group k-ε模型），结合多相流理论，利用欧拉壁膜模型（EWF模型）耦合模拟水基缓蚀剂液膜的形成和流动，分析缓蚀剂停注后在气流冲刷作用下的流动规律。研究结果表明，在生产工况下酸性气井中的气流能够携带水基缓蚀剂并在管柱壁面上形成厚度约为2 mm的液膜，在20～60 m管段预膜效果较好；水基缓蚀剂停止注入后，由于气流的冲刷作用，管壁缓蚀剂液膜逐渐被破坏和减薄。建议每隔60 m长管段增加一个缓蚀剂注入喷嘴，并且整个井筒缓蚀剂喷嘴的位置呈螺旋上升分布。

关键词

缓蚀剂 / 预膜 / 气井 / 欧拉壁膜 / 数值模拟

基金资助

国家自然科学基金面上项目“深层页岩多级分段压裂套管变形容忍限研究”（52274042）;; 过程装备与控制工程四川省高校重点实验室项目“高温高压高产气井管柱特殊螺纹设计”（GK202108）