Прогнозирование размера распыленных капель для сверхзвукового распыленного дренажа воды и добычи природного газа

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 22192 (2022) Цитировать эту статью

466 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

На более позднем этапе разведки месторождений природного газа давление в стволе скважины снижается, а накопление жидкости является серьезным. Чтобы решить проблему накопления жидкости и низкой добычи в газовых скважинах с низким давлением и низким дебитом, применяется сверхзвуковое распыление дренажного газа. Технология восстановления используется для повышения скорости восстановления. Путем изучения влияния параметров рабочего состояния извлечения дренажного газа распыления скважинного сопла на эффект распыления и скорость переноса жидкости была создана новая физическая модель распылительного сопла, оптимизирована модель распыления нейронной сети обратного распространения (BP) и модель распыления нейронной сети BP. с помощью генетического алгоритма (ГА), а Matlab используется для обучения 45 групп наборов данных перед экспериментом. После обучения модели нормированные параметры атомизации обучаются для анализа чувствительности. Соотношение между силой и слабостью факторов, влияющих на средний размер капель капель Sotel (SMD), следующее: поток газа (Qg) > диаметр входного отверстия для жидкости (d) > поток жидкой фазы (Ql). Последние 15 наборов наборов данных за пределами обучающих выборок были протестированы с помощью модели BP и нейронной модели BP, оптимизированной с помощью генетического алгоритма (GA-BP), и был предсказан размер SMD. Результаты эксперимента показывают, что коэффициент детерминации R2 установленной сетевой модели GA-BP экспериментальным параметрам составляет 0,979, а степень соответствия высокая; среднеквадратическая ошибка (MSE), средняя абсолютная ошибка (MAE) и средняя абсолютная процентная ошибка (MAPE) прогнозируемого значения модели атомизации GA-BP и экспериментального значения составляют 4,471, 1,811 и 0,031 соответственно, ошибка небольшая, Точность прогнозирования высока, и построение модели является точным. Модель GA-BP может эффективно прогнозировать SMD в различных условиях эксплуатации. В настоящее время новое сверхзвуковое распыляющее сопло успешно применяется на блоке газового месторождения Сюшен нефтяного месторождения Дацин, что может повысить степень извлечения природного газа на 4,5–8,6%. , облегчает проблему излияния ближе к концу разведки нефти и имеет определенное руководящее значение для решения проблемы излияния в стволе скважины и повышения эффективности добычи.

На более поздней стадии добычи природного газа забойное давление снижается, скорость потока газа уменьшается, скорость переноса жидкости уменьшается, накопление жидкости в стволе скважины увеличивается, накопление жидкости препятствует миграции природного газа, и добыча снижается. Эффективность сброса жидкости при использовании традиционных технологий, таких как газлифт, пузырьковый выпуск, циркуляция природного газа и насос высокого давления, низкая1,2,3,4. Для решения проблемы серьезного скопления жидкости в стволе скважины применяется новая технология распыления сопла для дренажа и добычи газа5,6,7. Технология использует энергию природного газа для распыления скопившейся в забое скважины жидкости через сопло, и капли выносятся из ствола скважины вместе с природным газом. Этот метод снижает энергопотребление, улучшает использование энергии, снижает затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание газовых скважин и может эффективно решить проблему скопления скважинной жидкости.

Многие ученые провели соответствующие исследования по технологии распыления соплами, провели соответствующие эксперименты по распылению8,9 и достигли идеальных результатов. Хан и др.10 разработали своего рода форсунку для распыления и обеспыливания с внутренним смешиванием. Поле течения в сопле моделировалось программой FLUENT. Результаты показывают, что с увеличением давления подачи воды скорость потока в сопле увеличивается, скорость воздуха уменьшается, а относительная скорость газ–жидкость уменьшается. Они провели эксперименты по уменьшению распыления пыли с помощью распылительных форсунок. Результаты экспериментов показывают, что при увеличении давления подачи воды дальность действия, объемная доля и размер капель увеличиваются, а эффективность снижения общей пыли и вдыхаемой пыли сначала увеличивается, а затем снижается. Научно-исследовательский институт горных технологий KOMAG11 разработал разновидность водораспылительной форсунки, которую можно эффективно использовать для снижения пылеобразования в точках передачи комбайна, комбайна и конвейера. Компания Feng12 провела распылительные дренажные испытания на газовых скважинах с низким давлением и малой добычей с использованием насадок на производственной площадке газового месторождения Западная Сычуань. Эффект распыления форсунок хороший, скорость переноса жидкости по стволу скважины увеличивается на 23,4%, а добыча жидкости увеличивается на 200 м3/сут. Ни и др.13 поместили устройство распыления сверхзвукового сопла на глубину 1000–2000 м для проведения натурных экспериментов, которые показали, что скорость на выходе значительно выше, чем у обычных сопел, а эффективность переноса жидкости увеличивается в 41,3 раза. %.