基于DPM模型的水平井水平段沥青质颗粒运移规律数值模拟研究

摘要：

针对沥青质颗粒在水平井井筒的沉积问题,本研究采用Fluent中的DPM模块追踪沥青质颗粒在油管中的运动轨迹,采用realizable k-e模型对尺寸为10～100μm的沥青质颗粒在水平井筒内壁的沉积进行了研究.分析了重力、Saffman力以及阻力作用下,黏度、颗粒尺寸以及流速对沥青质颗粒沉积速率的影响.CFD模拟结果表明:①层流阶段,沉积速率随着黏度的增大而减小,这主要是因为层流阶段,流体流动较平稳,使得管壁附近速度梯度减小,Saffman升力降低引起的,而在湍流阶段,当黏度从0.0012 Pa·s增加至0.012 Pa·s时,沥青质沉积速率会缓慢增加;当黏度从0.012 Pa·s增加至0.053 Pa·s,沉积速率和沉积百分数会随之下降;②当颗粒直径为10～100μm时,沥青质颗粒沉积百分数和沉积速率会随着流速的增加而减小;③当速度为0.3～2 m/s时,沥青质颗粒沉积百分数和沉积速率随着颗粒直径的增大而增大.研究结果为水平井井筒中的沥青沉积行为指明了方向,认为合理控制井筒中流体速度、黏度和颗粒直径可作为去除井筒沥青质沉积的有效手段.

关键词：水平井水平段、沥青质颗粒、DPM模型、黏度、沉积速率

所属期刊栏目：40

分类号：O35(流体力学)

资助基金：国家自然科学基金No.42141009

在线出版日期：2023-02-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：218-224