井下节流器结构优化在采气过程中的节流作用

刘 凯，王玉斌，方惠军，张晓明，刘中桂，马 勇

(1.中石油煤层气有限责任公司工程技术研究院，陕西 西安 710068)

(2.北京金科龙石油技术开发有限公司，北京 102200)

井下节流器的工程学价值是，在位于含气地层和不含气地层之间的采气套管上布置一个颈缩装置，保持产气地层管道与回采系统之间的压力差，确保天然气排出过程的稳定性和安全性。部分节流器设计为膨胀装置，可以让节流器与井壁形成密闭连接，以增加天然气的产出效率[1]。

因为地质条件的不同，即便采气套管内通径均采用59 mm，选用的节流器节嘴直径也有所不同，一般在2～4 mm[2]。本文在仿真环境下，设定节嘴长度为220 mm，研究不同的节嘴直径、钻孔深度、天然气产出压力、岩层温度等地质条件下节流器的工作状态，以寻求在节流器结构优化过程中的技术突破途径。

1 仿真环境及地质条件设定

在MATLAB下加载SimuWorks组件设定仿真环境，设定开采模式为陆上天然气开采，井深800～2 800 m，井筒直径80 mm，采气套管外径73 mm，采气套管内通径59 mm，井筒角度0°～26°。根据相关文献对天然气实地开采过程的测井数据[3-5]，设定岩层温度为80～220 ℃，天然气涌出量为每天15 000～38 000 m3，井压为16～27 MPa。

参照相关文献的研究路径，将仿真分析分为3个阶段[6-9]：

第一阶段，仿真环境下，研究不同井压、温度条件下，不同节流器节嘴直径与天然气产出压力和节流器内外温差的影响关系。

第二阶段，仿真环境下，研究不同的井深与井筒角度与天然气产出压力和节流器内外温差的影响关系。

第三阶段，分析节流器节嘴直径对应的相关性能曲线的外部影响规律，分析实际天然气开采过程中节流器的选型依据。……