气井油套管泄漏流场的数值模拟研究

作者：张弘; 袁光杰; 李国韬; 李景翠; 付盼

来源：石油机械, 2020, 48(12): 123-129.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2020.12.018

• 气井
• 油套管
• 微泄漏
• 泄漏流场
• 泄漏孔
• 环空介质
• 数值模拟

建立井筒微泄漏检测技术并及时检出流体微小泄漏,对于提高井筒完整性和避免恶性泄漏事故具有重要意义。为研究气井油套管泄漏流场特性,采用标准k-ε湍流模型和SAS尺度自适应模型,考虑管外介质的两相流动,建立了井筒油套管气体泄漏CFD数值模型,分析了泄漏孔形状、泄漏孔大小、油套管内压力和环空介质对于泄漏流场的影响。分析结果表明:泄漏对油套管内流场扰动很小,泄漏孔入口处出现明显的湍流扰动,流速发生剧烈变化,沿漏孔轴向急剧增大,在出口处的流体流速达到最大;相同条件下,圆形泄漏孔的泄漏流速最大,缝隙泄漏孔流速最小,泄漏孔径越大,油套管内外压差越大,泄漏孔内流体的流速变化越剧烈,泄漏孔入口处湍流扰动越大。所得结果可为井筒微泄漏检测技术的进一步研究提供参考。

• 单位
  中国石油勘探开发研究院; 中国石油集团工程技术研究院