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1、钻采工艺2006年7月44DRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGYJuly2006开采工艺注蒸汽开发稠油油藏中的井筒热损失分析11231曾玉强,李晓平,陈礼,鲁小会,王琴(1西南石油大学2辽河油田分公司欢喜岭采油厂工艺研究所3新疆油田分公司重油开发公司)曾玉强等.注蒸汽开发稠油油藏中的井筒热损失分析.钻采工艺,2006,29(4):44-46摘要:注蒸汽开发稠油油藏过程中,为了预测沿井
2、深和随时间变化的蒸汽温度分布、干度分布和蒸汽压力分布、套管和地层温度分布,以及焖井、开井生产过程中温度、压力的变化,首先必须建立注入过程中的井筒-地层温度分布模型。而这一模型建立的基础是井筒热损失的计算分析。文中应用热传递基本理论,通过井筒内能量守恒定理建立起注蒸汽井井筒热损失计算预测模型,重点分析了井筒总传热系数Uto和注汽速度对井筒热损失和井底蒸汽干度的影响,对注蒸汽开发稠油油藏有一定的指导作用。关键词:稠油油藏;注蒸汽;井筒;热损失;温度中图分类号:TE345文献标识码:A文章编号:100
3、6-768X(2006)04-0044-03稠油热采时,井筒热损失分析是一项很重要的[1]11求Ramey时间函数内容。分析和预测蒸汽温度分布、干度分布和蒸汽2tif(t)=ln(-029(1)压力分布,都以此为基础。蒸汽注入阶段中,湿蒸汽rn沿井筒向下流动为气液两相流,在建立注入过程中[2]研究证实,当ti>11d时f(t)精度很高,当的温度分布模型中,有以下的基本假设条件:(1)湿注汽仅一天时误差大约为11%。蒸汽沿油管向下稳定流动,不对外做功;(2)油管、隔12水泥环外壁温度热管和套
4、管同心;(3)使用耐热封隔器,蒸汽不窜入Te=Tfi+0.5gfH;油套环空;(4)不考虑接箍、扶正器等的影响;(5)初eTSf(t)+Te始地层温度按地温梯度分布;(6)井筒为一维径向稳rtoUtoTh=(2)定传热,地层为一维稳定传热。ef(t)+rtoUto一、方法研究13套管温度当忽略强迫对流热阻、油管及套管壁热阻时,套1.井筒总传热系数Uto的计算管温度计算公式为:在热流体注入过程中,井筒的径向热损失量,即rn由井筒径向流向井筒周围地层的热流量。热损失计rtoUtolnrco算方法是先确
5、定具体井筒结构条件下的总传热系数Tci=Th+(Tto-Th)(3)cemUto,在计算环空液体或气体的热对流、热传导以及14辐射传热系数22辐射都存在的条件下的环空传热系数是很困难的,hr=Ftci[Tto(k)+Tci(k))][Tto(k)+Tci因为它与油管外表面性质、液体的物理性质、油管外(k)](4)壁与套管内壁之间的温度和距离、套管内壁表面性Ftci是油管外壁表面向套管内壁表面辐射散热质等因素都有关系。根据传热学原理,结合具体注的有效系数,它代表了吸收辐射的能力,对于井筒传汽井身结
6、构和注汽参数,计算Uto的详细步骤如下:热条件,其计算如下:收稿日期:2005-12-02;修回日期:2006-06-12基金项目:该项目受油气藏地质及开发工程国家重点实验室基金项目(PLN0141)资助。作者简介:曾玉强(1979-),在读博士研究生,油气田开发。地址:(610500)四川成都新都区西南石油大学研究生院博士2004级,电话:028-8303246,83030404,E-mail:zeng3407@163.com第29卷第4期钻采工艺
7、Vol.29No.4DRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGY4511rto12rtoUtoegfH2F=+(-1)(5)Qhl=[(Ts-Tfi)H-]tcitorcici[e+rtoUtof(t)]215自然对流传热系数(12)hc文献[3]、[4]中采用的近似计算方法,经笔者验hc=(6)rcirtoln证认为不可取仅可做很粗略的估计。rto222井筒热损失率式中:hc自然对流传热系数,W/(m.K);100Qhlhc环
8、空液体的等效导热系数,即在环空平均=(13)Ms[XsurfLv+(1-Xsurf)Hw]温度和压力下,包括自然对流影响的环空液体的综23井底干度合导热系数,W/(mK);在自然对流很小时,hc=先求出井底蒸汽干度是否大于0,其判别式为:ha,ha是环空液体或气体的导热系数。Qhl
