油气井井口装置传热计算新方法

《油气井井口装置传热计算新方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、石油机械CHINAPETROLEUMMACHINERY2013年第41卷第1期油气田开发工程油气井井口装置传热计算新方法杜辉刘月田李相方谢卫兵(1．中国石油大学(北京)石油工程学院2．中原油田分公司采油工程技术研究院)摘要：为了对井口装置的温度场和热量场进行精确计算，从质量守恒和能量守恒的基本原理出发，在充分考虑井口装置结构及传热特性的基础上，建立了油气井井口传热数学模型，并求出了该数学模型的解析解。该模型将地表气温和风速等动态因数作为求解条件，能够较准确地描述温度场分布的时变性和非均质特征。建模时为了便于计算，根据传热等效原理对高产气井井口结构进行

2、了简化。X一1井的实例计算结果表明，模型能够对井口装置的温度场和热量场进行精细刻画，其可靠性在试井资料解释中得到了很好的验证。关键词：井口装置；传热计算；高产气井；温度场；热量场；时变性；非线性中图分类号：TE931文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2013．01．018ANewMethodtoCalculatetheHeatTransferofWellheadofOilandGasWellsDuHui‘LiuYuetianLiXiangfangXieWeibing(1．CollegeofPetroleumEng

3、ineering，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing2．ResearchInstituteofOilProductionEngineeringTechnology，ZhongyuanOilfieldCompany)Abstract：Toconductaprecisecalculationofthewellheadtemperaturefieldandheatfield，themathematicalmodelofheattransferofoilandgaswellwellheadwasestablishedandt

4、heanalyticalsolutionofthemodelwasob—tained．Thestudywasbasedonthebasicprincipleofmassconservationandenergyconservation，fullytakingintoaccountthewellheadstructureandtheprope~yofitsheattransfer．ThemodeluseddynamicfactorssuchassunCacetemperatureandwindvelocityasthesolvingconditions

5、．Itcanexactlydepictthetimevariationandheterogeneousfeatureoftemperaturefielddistribution．Thewellheadstructureofthehighyieldgaswellwassimplifiedaccordingtotheequivalentprincipleofheattransfer．TheexamplecalculationofWellX一1showsthatthemodelcanconductameticulousdepictionofthewellh

6、eadtemperaturefieldandheatfield．Itsreliabilityhasbeenwellverifiedintheex—planationofwelltestdata．Keywords：wellhead；calculationofheattransfer；highyieldgaswell；temperaturefield；heatfield；timevariation；nonlinear气井井温计算理论模型以后，其后出现的各种0引言井温计算模型大多沿袭了使用统一的等效综合传热系数来计算井口流体温度的方法_4，即使在当今油气井

7、井口装置一般包括套管头、套管四通、流行的大型商用计算软件(如PIPESIM等)中，油管四通和各类阀组，拥有相对较大的传热表面和也只提供了相关流体及材料的热物性参数优化功复杂的内部结构，而传统的井温计算方法却对能J，而对井口装置的传热机理模型未加深入其传热规律未加重视。自Ramey于1961年发表油研究基金项目：国家科技重大专项“煤层气开发效果评价技术研究”(201IZX05038—4)。石油机械2013年第41卷第1期算，分别对其内部结构进行相应的简化。由于金属(f)=+(To一)exp【二生]内部同一方向上的热传导速度可以达到5000m／s以上J，

8、所以这种简化带来的误差是可以忽略的。(2)传热物理模型中各组件的等效外径r计算通式为：式中()——各垂直圆管