基于CFD的气举柱塞排液机理与运行规律分析

柱塞气举是实现低产气井排水采气的有效措施.目前柱塞的排液机理仍不明确,极大限制了柱塞结构与工艺参数的优化.采用VOF模型结合动网格方法,对柱塞运动流场进行CFD数值模拟,分析柱塞气举过程中气液流动规律、密封机理与柱塞运行规律.结果表明,上行过程中,气体在柱塞与井筒的环隙之间,气体上窜时产生的绕流阻力是柱塞上行的主要动力,窜气必然存在,液体泄漏较少,密封环槽内涡流不明显;下行过程中,槽内形成较强涡流.无论上行还是下行,柱塞均会快速达到受力平衡.在井况相近情况下柱塞的绕流阻力系数基本不变,可根据井况采用平衡速度估算柱塞的总体运行时间.