CAJ | 학술논문

为研究含CO2天然气井井喷后的流场特性进而为确定安全防护距离提供科学依据,采用流体力学理论与计算流体力学(CFD)技术相结合的方法分析了井喷的流场特征,阐述了井喷流场各个阶段的扩散机理,模拟所需的定解条件及数值计算方法.井喷整个过程可划分为临界流、等熵膨胀、可压缩射流、不可压缩射流、重气扩散和非重气扩散6个阶段.采用CFD模拟方法模拟得出含CO2天然气井井喷气体速度场,气体膨胀速度可达700 m/s以上;分析了CO2浓度分布规律,在等熵膨胀区的内层区域CO2气体质量浓度均匀分布,而在外层区域内,CO2 的质量浓度急剧降低,CO2质量浓度随扩散距离的变化符合高斯分布.理论预测与模拟结果具有很好的一致性,表明提出的井喷流场理论分析与CFD模拟方法是切实可行的.
위연구함CO2천연기정정분후적류장특성진이위학정안전방호거리제공과학의거,채용류체역학이론여계산류체역학(CFD)기술상결합적방법분석료정분적류장특정,천술료정분류장각개계단적확산궤리,모의소수적정해조건급수치계산방법.정분정개과정가화분위림계류、등적팽창、가압축사류、불가압축사류、중기확산화비중기확산6개계단.채용CFD모의방법모의득출함CO2천연기정정분기체속도장,기체팽창속도가체700 m/s이상;분석료CO2농도분포규률,재등적팽창구적내층구역CO2기체질량농도균균분포,이재외층구역내,CO2 적질량농도급극강저,CO2질량농도수확산거리적변화부합고사분포.이론예측여모의결과구유흔호적일치성,표명제출적정분류장이론분석여CFD모의방법시절실가행적.