煤层气水平井中气锚失效机理OA

重力型气锚在煤层气水平井中应用效果差,油管连续出气问题严重。为研究其失效机理,搭建了一套高11 m、与水平方向呈6°倾角、带螺杆泵和可视化气锚的排液采气实验装置。使用高速摄像机分别监测气锚内部和油管出口气液两相流态,以观察到油管连续出气作为气锚失效的依据,开展不同螺杆泵转速100~300 r/min、气相流量100~1 100 m^(3)/d、井底压力150~300 kPa的气锚失效实验。水平井筒中,气锚通过内部液相分隔油套环空和螺杆泵进液口,以实现环空中气液两相的分离,气锚的排液速度大于进液速度是其失效的原因。螺杆泵转速为200 r/min、气相流量为400 m^(3)/d时,气相仅以气泡形式进入气锚;提高螺杆泵转速到300 r/min,气锚内交界面下降到进液口下方,环空气相直接与泵连通,气锚失效。降低螺杆泵转速、优化气锚进液口形状和增加气锚深度都能提高气锚失效的气相流量。研究结果对煤层气井生产制度调节和气锚工具改进具有指导意义。