水平井蒸汽吞吐过程传热与传质问题研究

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文水平井蒸汽吞吐过程传热与传质问题研究姓名：王胜申请学位级别：硕士专业：油气田开发工程指导教师：王海文20080401摘要水平井蒸汽吞吐技术是开采稠油油藏的重要途径。蒸汽吞吐的开采效果将直接取决于注入蒸汽的热能利用程度，使注入蒸汽有效加热油层是应用该技术的关键和难点。现场施工中涉及到稠油粘度大、注入压力高、蒸汽不能有效扩散的问题，尤其对于水平井，水平段较长，存在地层吸汽量沿井筒不均匀分布的情况，造成蒸汽波及效率低并且未波及到的油层面积大。因而对水平井蒸汽吞吐过程传热和传质问题进行研究，具有重要的理论

2、和实际意义。论文研究了水平井蒸汽吞吐开采的机理，并通过数模技术，考虑了水平井的能量损失、摩擦压降的影响，应用了离散化井筒模型，建立了水平井蒸汽吞吐单井模型。根据数值模拟的结果，分析了原始地层条件、井身设计参数和注采参数等工程设计参数对水平井蒸汽吞吐开采效果的影响。建立了蒸汽注入过程中竖直段蒸汽参数分布的计算模型，在充分考虑井身结构特点基础上，进行了热力参数沿井筒流动过程的动态计算：得到湿饱和蒸汽流动至水平井跟端时的物性参数。根据水平井变质量流的思想，利用质量守恒、动量守恒和能量守恒定律，建立了蒸汽沿水平段的蒸汽热量传递和质量传递

3、的计算模型，结合地层吸汽能力模型，推导了计算湿饱和蒸汽的压力、温度、干度和地层吸汽量沿水平段变化规律计算公式，用数值方法进行求解，编制了计算程序；应用胜利油田现场应用井例数据，对模型和计算程序进行了验证，利用编制的程序，分析了注汽参数变化时，蒸汽沿水平段热量传递和质量传递的不同变化规律。针对水平井蒸汽吞吐注蒸汽过程中存在的问题，研究分段开采、使用注蒸汽配注器和伴蒸汽添加活性剂等配套工艺对改善开发效果的作用，并用数模技术，建立热／化学复合热采模型，计算分析了活性剂用量、注入时机等对于累积产油量、日产油和降低注汽压力的影响。关键词：

4、水平井，蒸汽吞吐，数值模拟，传热，传质StudyonMassandHeatTransferofCyclicSteamStimulationwithHorizontal、№llWangSheng(OilandGasDevelopmentEngineering)DirectedbyProf．WangHaiwenAbstractCyclicsteamstimulationwithhorizontalwelltechniqueistheimportantapproachtoproduceheavyoilreservoir．Theprod

5、uctioneffectisdecidedbyutilizationextentofsteamthermalenergydirectly,tomakethesteamheattheoillayereffectivelyisthekeyanddifficultyofthistechnique．Problemssuchashighoilviscosity,highinjectionpressureofsteamandsteamnotdiffusinguniformwouldencounterwhenusingthistechniqu

6、e，especiallywhenthehorizontalintervalislong，thesteamamountabsorbedbythelayerisunevendistribution，causeslowsteamsweepingefficiencyandthentheareaoftheoillayernotsweptislarge．Soitisimportanttohaveastudyonmassandheattransferofcyclicsteamstimulationwithhorizontalwell．Thes

7、isstudiesthemechanismofcyclicsteamstimulation，bymeansofnumericalsimulationtechnique，theeffectofenergylossesandfrictionpressuredropinhorizontalwellboreisconsidered，usesthediscretizingwellboremodel，establishesthemodelofcyclicsteamstimulationofsinglehorizontalwell．Accor

8、dingtotheresultsofnumeralsimulation，studiestheimpactoforiginalformationconditionanddesigningparametersofwellandinjection—production