注过热蒸汽井筒沿程参数计算模型

在稠油热采过程中,井筒蒸汽沿程参数计算及井底参数评价都是针对普通蒸汽展开的.与普通湿蒸汽不同,过热蒸汽是单相气体,普通蒸汽井筒热损失计算模型不再适用.在充分考虑质量守恒、动量守恒、能量守恒定理基础上,引入过热蒸汽PVT数据体,建立了注过热蒸汽井筒沿程参数计算模型.通过编制程序,得到了不同条件下沿程过热蒸汽参数.分析计算结果认为,随着井深的增加,过热蒸汽的温度、压力变化较大,过热度的增加对沿程热损失的影响不大.     

过热蒸汽吞吐水平井加热半径计算模型

基于水平段热物性参数计算模型,利用实际气体状态方程、Buckley-Leverett理论和复变函数理论得到注过热蒸汽水平段加热半径沿程分布模型.研究了加热半径沿程分布规律和不同因素对过热度、加热半径沿程分布的影响.研究表明:加热半径沿程分布呈“U”型;注汽速度增加,过热度沿程下降变缓,加热半径基本不变;周期注汽量越大,加热半径越大,过热度沿程不变;水平段越长,过热度沿程降低越慢,但指端过热度降低.模型对优选过热蒸汽注汽速度、周期注汽量和过热度具有重要意义.     

非稳态注汽条件下井筒热损失计算

在蒸汽吞吐注汽阶段,井口注入参数往往会随时间变化,传统的井筒传热模型没有考虑到这一点,并且在算法上只按井筒深度分段,忽略了注汽时间也需分段.为了准确计算非稳态注汽条件下井筒热损失,首先,利用稳态逐次替换法将非稳态井口注入参数分时间段处理,因而水泥环外缘温度在较短时间内可以视作定值;其次,基于叠加原理对井筒传热模型进行修正,并提出了井筒总热损失表达式;最后,按时间和深度分段求解整个模型.结果表明:即使在相同深度段内,热损失速率也不是定值.因此,某深度段在注汽过程中的总热损失大小应该将各时间段内的热损失叠加.     

过热蒸汽吞吐水平井注采参数多因素正交试验研究

过热蒸汽吞吐是哈国库姆萨伊油田提高稠油采收率的经济有效方法之一,合理选取注汽参数可以提高经济效益。利用多因素正交试验方法研究了影响采出程度的主控因素,结果表明：周期注汽量、过热蒸汽温度是最主要因素,过热度、焖井时间等影响较小。利用单因素分析法研究了适合该区块的合理注汽参数,结果表明：最优周期注汽量为2500 t,过热蒸汽温度为290℃,过热度为20℃,注汽速度为150 t/d,焖井时间为8 d。     

稠油热采井井筒内蒸汽参数计算

注蒸汽热采是目前开采稠油的主要方法。注汽过程中,蒸汽沿井筒方向的压力、温度、干度以及热损失之间相互影响,通过给出的井筒综合传热数学模型,能够较准确的模拟井筒内蒸汽参数的变化。模型中考虑了蒸汽物性参数随压力和温度的变化,其中,井筒汽液两相垂直管流压力降计算采用经典的Beggs-Brill方法;计算井筒总传热系数时考虑了接箍热损失的影响,并对井筒总传热系数进行了修正。通过油田实例的计算对比,验证了模型的可靠性。     

蒸汽吞吐水平井加热半径计算新模型

基于水平段热物性参数计算模型,利用非活塞式水驱油理论和保角变换理论将油藏内渗流与水平段管流进行耦合,建立了蒸汽吞吐水平井加热半径模型。研究了热物性参数、加热半径沿水平段的分布规律和不同影响因素对蒸汽干度、加热半径分布的影响。研究表明:加热半径沿水平段分布呈"U"型;注汽速度增加,热损失降低,加热半径基本不变;周期注汽量增加,热损失不变,加热半径增加;水平段长度增加,蒸汽干度沿程降低变缓,但指端蒸汽干度降低。该模型对阐明注蒸汽油藏内渗流规律,优化注汽参数具有重要意义。     

水平井过热蒸汽循环预热井筒传热模拟

蒸汽辅助重力泄油(SAGD)被矿场实践证明是稠油开发的有效手段,为了在生产阶段获得满意的开发效果,矿场往往在正式开发前采取蒸汽循环预热的方式对近井地区进行加热。在预热阶段,由于近井地带稠油黏度为原始地层条件下的黏度,因此流动性很差,可以忽略蒸汽注入量。为了矿场应用方便,需要针对该物理过程进行建模,对井口操作参数进行优化,并对近井地带加热效果进行评估。基于质量、能量和动量守恒方程,建立了井筒内管流数学模型,并与地层中瞬态导热模型耦合,建立水平井SAGD井筒预热数学模型,并采用有限差分方法获得数值解。研究表明,当注汽压力过高时,过热蒸汽容易流入地层,降低循环热效率。随着过热蒸汽压力的升高,长油管和环形空间内过热蒸汽的温度升高。随着过热蒸汽压力的升高,长油管向环形空间的导热速率下降,而地层吸热速率不断升高。     

南堡油田注多元热流体吞吐水平井加热效果评价

以南堡35-2油田稠油油藏为研究对象,针对多元热流体吞吐水平井加热半径沿程分布计算问题,通过两相渗流理论,利用保角变换方法,建立了加热半径沿程分布计算模型.研究了水平段井筒温度、加热半径沿程分布规律和不同注汽参数对加热效果的影响.研究表明,井筒温度和加热半径沿程分布呈"U"型;利用渗流力学方法计算的加热半径较油藏工程方法计算结果更符合实际.B31H井注汽参数优化表明,加热半径随非凝结气含量增加先增加后降低;随注汽速度增加基本不变;随周期注汽量增加先迅速增加后增加缓慢.该模型对准确评价注汽后加热效果及后期预测产能具有重要意义.     

稠油油藏注蒸汽井筒配汽数学模型研究

针对注蒸汽热力采油注汽阶段的特点,在借鉴前人研究成果的基础上,考虑流体相变和油层吸汽不均匀等因素,应用井筒多相流原理,建立了井筒配汽数学模型.在此基础上,应用实测资料对建立的配汽模型进行了验证.结果表明,实测值和计算值吻合较好,说明建立的井筒配汽模型能够较准确的解释注汽井的吸汽状况,从而反映井筒-油藏动态耦合规律.对目前注蒸汽热力采油过程的注汽动态具有很好的指导意义.     

重力热管伴热改善稠油井井筒传热损失的研究

根据重力热管作用原理,结合井筒传热过程,建立了稠油生产井中采用热管伴热方式时井筒热损失的计算模型,利用该模型分析了重力热管改善井筒热损失的原理.在此基础上,讨论了主要工艺参数对热管井井筒热损失的影响,结果表明:随着井底温度升高、产液量增加、热管下入深度加深,井筒热损失增大,其中,产液量对热损失的影响尤为显著.现场试验及理论研究表明:在不消耗额外能量的前提下,重力热管能够利用深部流体自身的能量提高井筒上部流体的温度,降低传热过程中的热损失,进而改善井筒温度分布剖面.该方法可以减小产出液在井下管道上升过程中的流动阻力,从而降低抽油机的负荷,实现低能耗对井筒流体加热的目的.     

考虑重力超覆的稠油热采试井分析模型研究

针对蒸汽驱中的重力超覆现象，提出采用楔状复合油藏模型来模拟倾斜蒸汽前缘。建立考虑热损失的数学模型，通过拉普拉斯变换，得到两区复合油藏井底压力在拉氏空间的解。经过Stehfest反演得到在实空间的解，并作出样板曲线，研究内外区流度比、倾斜角度、热损失对样板曲线形状的影响。     

干预作业下深水气井井筒水合物沉积规律研究

了解水合物沉积规律,可为深水气井干预作业方案优化及井筒内水合物防治提供思路。在气液两相流动模型的基础上,结合干预作业工具下放引起的热量交换和摩阻梯度变化,建立了干预作业下井筒压力和温度预测模型,采用迭代法对温度和压力模型耦合求解。基于水合物生长动力学模型,结合井筒温度和压力预测结果,建立水合物沉积模型,分析了干预作业下井筒内水合物沉积规律。结果表明,产量的增加导致井筒内压差升高,高产量下泥线处井筒温度较高;随着干预作业工具的下放,井筒内压力升高,但压力升高幅度逐渐减小,井口处压力的最大升高幅度约为3.0 MPa;干预作业工具直径占比小于50%时,干预作业工具直径越大,井筒压力越高;井筒泥线位置是水合物沉积堵塞高风险区域,低产井的水合物沉积速度比高产井的水合物沉积速度快;干预作业工具下放至泥线附近时井筒水合物沉积速度最快,干预作业工具直径占比50%时井筒水合物沉积速度较快。     

Q345D板坯连铸凝固传热过程数值模拟

基于凝固传热学理论,以300 mm厚Q345D板坯连铸过程为研究对象,建立了板坯二维凝固传热数学模型。利用等效比热法对凝固潜热进行处理,分析了拉速、过热度、二冷区喷水量以及二冷区长度变化对出结晶器坯壳厚度、铸坯表面温度等凝固参数的影响。结果表明,适当提高拉速、降低过热度和增加二冷段长度,可以促进连铸坯凝固,降低板坯缺陷,提高生产效率。     

井筒中温度场测井响应特征模拟

掌握井下温度分布,对于动态监测注入井或生产井有着重要意义。针对垂直注入井或生产井井筒及周围地层,在合理假设井筒中流体流速变化的基础上,根据连续介质和多孔介质传热,建立了柱坐标下二维油水两相流的温度场数学模型,并应用全隐式格式的有限差分法进行离散与求解。通过编程模拟计算了不同注采参数(如注采速度、注入温度、注采时间等)及地层厚度的井筒温度场分布,模拟结果符合一般认识,该研究为监测油田的注采动态提供了理论基础。     

Q345钢凝固组织的模拟计算

运用ProCAST软件对Q345钢凝固过程进行数值模拟.铸坯中心等轴晶率模拟结果与工业试验用钢检测结果相一致,同时应用CAFE机理研究了过热度对Q345钢铸坯凝固组织的影响及规律。结果表明,过热度对凝固组织结构影响较大,晶粒平均半径由75℃的0.231 mm降低到15℃的0.191 mm。因此,实际生产过程中,在保证钢液顺利浇注的情况下,综合考虑铸坯质量与生产顺利,过热度需控制在15℃左右为宜。     

Experimental study of a micro-scale solar organic Rankine cycle system based on compound cylindrical Fresnel lens solar concentrator

In the present study, a micro-scale solar organic Rankine cycle power generation system was developed. The system comprises of a solar collection system based on compound cylindrical Fresnel lens concentrator and an organic Rankine cycle power generation system integrated with a scroll expander. YD320 and R245 fa were used as the heat transfer fluid and the working fluid, respectively. The effects of the evaporation pressure, the degree of superheat, and the mass flow rate of the working fluid were analyzed to evaluate the solar collection efficiency, the electric power output, the thermal efficiency and exergy efficiency of the system. The results illustrate that both the increasing evaporation pressure and decreasing superheat degree have positive impacts on solar collection efficiency. The electric power increases as the evaporation pressure increases, while the thermal efficiency and the exergy efficiency decrease. However, the system overall efficiency decreases slowly due to the increase of solar collection efficiency. The electric power increases with the increment of the working fluid mass flow rate. The increasing mass flow rate has no visible impact on the thermal and exergy efficiencies of organic Rankine cycle subsystem, whereas a slightly increase of the thermal and exergy efficiencies of the integrated system. The electric power decreases with the increase of the superheat degree, whereas the thermal and the exergy efficiencies of the system increase. The system works more suitably with a higher degree of superheat for the small mass flow rate condition.     

计算气井井筒温度分布的新方法

气井井筒的温度分布计算对于气井设计及其动态分析具有重要意义,通过对井筒温度分布的预测,可以提高井筒压力预测的精度。     

双空心杆采油工艺研究与应用

针对稠油、高凝油油田由于原油黏度及性质差异大,导致采油难度大的工艺特点,研究了双空心杆循环加热井筒降黏技术。采用同轴式双空心抽油杆内循环热传导加热方式,确保内循环的热载体不进入井筒,却能达到给井筒加热使稠油降黏开采的目的,同时又减少了污染和损耗。该技术在楚留油田应用后,有效地提高井筒原油温度,改善了井筒原油流动性,起到增加油井产量的效果。