稠油开采中井筒温度影响因素分析

要使稠油热采过程中井筒加热参数适当，必须全面掌握地层岩石及流体热物理性质与井筒温度的关系。建立了井筒温度场的二维数学模型，对影响井筒温度的14种参数进行敏感性分析，结果表明：套管循环热流体的入口温度及注入排量、油井的产液量和地层岩石的比热对井筒和井口采出液体的温度影响较大，在循环热流体加热过程中，加热流体的注入参数存在最优值。图3表1参11     

电加热稠油热采井筒温度场数值计算方法

电加热稠油热采井筒温度场是热采作业参数设计的核心依据,基于传热学理论和气液两相流井筒温压场计算方法,考虑温度对稠油热物性影响,建立了连续电加热和电磁短节加热工艺井筒温度场的数值计算方法,并以大港油田X井为例,计算了不同加热功率下连续电加热和电磁短节加热工艺的井筒温度场。计算结果表明:井口温度的模型计算结果与实测值相对误差仅为3.10%,满足工程设计精度要求,也验证了计算方法的有效性和准确性;连续电加热工艺的井筒温度剖面平滑连续,而电磁短节加热工艺的井筒温度剖面呈锯齿形,且温度波动更大;连续电加热工艺的井口温度高于电磁短节加热,而连续电加热工艺的平均温度则低于电磁短节加热工艺。该研究结果可为电加热稠油热采工艺选择、作业参数设计提供指导和借鉴。      

环空注蒸汽伴热工艺的数学模型及注汽参数优化

环空注蒸汽伴热降黏适用于开采高凝固点、高黏度原油，它对各种类型的稠油能够保证降黏效果，具有较广的使用范围。根据能量守恒原理建立了环空注蒸汽伴热工艺的井筒温度分布数学模型，该模型是具有半隐式边界条件的常微分非线性方程组。在用迭代法求取蒸汽干度为0的深度的基础上，推导出该温度模型的解析解。该解析解形式简单，使用方便，计算快捷准确。另外，以加热能耗最小为目标，以井筒温度不低于拐点温度为约束条件，用带约束的遗传算法对蒸汽注入参数进行了优化设计。以胜利油田滨南采油厂一口环空注蒸汽伴热井为例进行实例验证，结果表明，该温度模型的计算结果与实际符合较好，参数优化设计方法新颖、快速。该模型为准确求解环空注蒸汽温度场分布及快速优化注汽参数提供了新的方法。     

超深稠油螺杆泵举升工艺技术研究与应用

针对鲁克沁油田超深稠油油藏特点,在分析前期井筒举升工艺的基础上,采用螺杆泵配套环空掺稀油降粘井筒举升工艺,成功将稠油举升到地面,达到了增大油井生产压差、提高产量的目的。初步形成了稠油冷采螺杆泵深抽配套工艺技术,该技术为鲁克沁超深稠油油田采用螺杆泵开采奠定了基础,具有推广应用前景。     

稠油掺稀开采井筒内温度分布规律

稠油在井筒中的流动阻力很大,造成稠油生产困难,而采用套管掺稀油工艺,可以使井筒中的混合液保持较低黏度,减小井筒流动阻力。根据传热学和能量守恒原理,采用节点系统分析的思想,考虑油管、套管、水泥环及地层之间的传热,建立稠油掺稀井筒和套管内流体温度分布数学模型。运用高斯列主元对模型进行求解,并对油管中的温度分布规律进行了分析,总结出影响掺稀效果的主要影响因素,为掺稀开采稠油油藏的参数设计提供了依据。     

用连续管循环导热介质的井筒加热法

提出了一种以井筒加热为目的的稠油开采工艺。用连续管和空心抽油杆组成的导热介质的循环回路对油管中的流体进行加热,降低流体流动阻力。对两种不同的导热介质在普通连续管及隔热管在油管中和空气中的传热情况进行了研究,认为:使用隔热管可对油管中的流体进行有效的加热;在导热介质的入口温度要求不是太高的情况下,水也可作为导热介质,而且可能获得比使用高温导热油作为导热介质更佳的效果。用连续管循环导热介质的井筒加热工艺的设计应在保证油管中流体温度处处高于该井稠油的拐点温度的前提下,选择尽量短的隔热管以减小地面循环泵的负荷。     

超深井掺稀降黏井筒温度分布模拟研究

掺稀降黏是开采稠油的一种重要的井筒降黏工艺。基于能量守恒和动量守恒,建立了考虑井筒产液温度和压力互相影响的稠油掺稀井井筒流体温度-压力耦合数学模型,并用迭代法对控制方程组进行了求解,实例计算与对比表明模型准确度高。利用该模型对掺稀井井筒温度分布进行了计算与分析研究,分析了掺稀温度、掺稀比、掺稀深度等参数对井筒温度分布的影响。为掺稀降黏工艺参数的设计提供一定的指导意义。     

双空心杆热水循环工艺参数优化设计与应用

河南油田原油蜡含量高、黏度大并且流动性差,给开采带来很大困难。双空心杆热水循环技术,利用地面加热和加压流程,实现热载体在双空心杆内闭式循环,从而加热油管与外空心杆环空产出液,有效地解决了原油井筒流动问题。结合河南油田同轴式双空心杆闭式循环举升工艺应用情况,对双空心杆热水循环井筒举升工艺进行了参数优化。结果表明,建立的同轴式双空心杆井筒流体温度计算模型,优化了热水循环参数,保证井口出油温度,改善了原油流动性。     

海上稠油多元热流体吞吐工艺研究及现场试验

为突破海上稠油热采技术瓶颈,开展了多元热流体吞吐工艺研究,改造了多元热流体设备和热采井井口设备、改进了井筒隔热工艺、优化了多元热流体注采参数.该工艺已在渤海南堡35-2油田成功进行了现场试验,增产效果显著,从而为稠油热采技术在我国海上的规模化应用奠定了基础.     

井筒电加热技术温度分布模拟研究

基于热量传递原理和多相流动理论,建立了电加热降粘工艺下产液沿井筒流动与传热的热力学模型,计算了产出流体沿井筒的温度分布,并利用现场实测数据,验证了模型的准确性。利用该模型,模拟计算了不同加热深度、功率以及加热位置下产出液的温度分布,分析了各参数对电加热井流体温度分布的影响,提出了基于温度分布模拟下选择电加热参数的方法。     

塔河油田超深井井筒掺稀降粘技术研究

基于热量传递原理和两相流动理论,建立了井筒掺稀油降粘工艺中产液沿井筒流动与传热的热力学模型。计算了产液沿井筒的温度分布和压力分布,同时进行了不同掺稀条件下降粘的室内实验。运用该模型结合实验结果对塔河油田稠油井掺稀降粘效果进行了计算,分析了不同工艺参数对掺稀降粘效果的影响。结果表明,井筒掺稀油降粘工艺适合于含水率低于20%的油井,开式掺稀油反循环比开式掺稀油正循环生产更有利于提高降粘效果,塔河油田井筒掺稀降粘合理的掺稀比率为1:2至1:1。     

江桥油田重力热管节能采油技术适应性研究

文章通过对重力热管井筒伴热方式在我国稠油油田上的应用实例调研,阐明重力热管在井筒中的工作原理及其对井筒流体热损失的影响,并结合大庆外围江桥稠油油田开采现状,对比分析重力热管井筒伴热方式与热流体、电热管伴热方式各自的优缺点,着眼于节能降耗的大趋势,开展江桥油田实施重力热管节能技术的可行性论证,为大庆外围稠油开发提供了一条新的技术思路。     

Heating of heavy oil by circulating hot water in closed double casing in ultra-deep wells

In heavy oil production,the loss of energy to ambient surroundings decreases the temperature of the heavy oil flowing upwards in a vertical wellbore,which increases the oil viscosity and the oil may not flow normally in the wellbore.Therefore,it is necessary to lower the heavy oil viscosity by heating methods to allow it to be lifted easily.Heating of heavy oil in an oil well is achieved by circulating hot water in annuli in the well(tubing-casing annulus,casing-casing annulus).In this paper,based on heat transfer principles and fluid flow theory,a model is developed for produced fluids and hot water flowing in a vertical wellbore.The temperature and pressure of produced fluids and hot water in the wellbore are calculated and the effect of hot water on heavy oil temperature is analyzed.Calculated results show that the hot water circulating in the annuli may effectively heat the heavy oil in the tubing,so as to significantly reduce both oil viscosity and resistance to oil flow.     

闭式热流体循环井筒温度分布规律研究

为了合理配备闭式热流体循环降黏设备、设定循环参数,利用传热学相关理论,建立了闭式热流体循环井加热段和非加热段的井筒温度场模型,结合模型的定解条件,对井筒压力和温度进行耦合求得数值解。利用建立的模型对采用闭式热流体循环降黏4口井产出液和上返液的井口温度进行了预测,并探讨了生产参数和循环参数对井筒加热效果的影响,结果表明:预测的产出液和上返液的井口温度与实测结果相比平均相对误差分别为3.08%和1.38%,符合工程要求;产出液量每增加1 t/d,产出液温度降低0.134 5 ℃;含水率每升高10%,产出液温度降低0.161 ℃;随注入循环量的增大和注入温度的升高,产出液温度升高,但注入温度对产出液温度影响较大。利用闭式热流体循环井筒温度场模型分析井筒温度场,可以为闭式热流体循环降黏设计提供依据。      

稠油热采闭式热流体循环井筒温度场分析

针对"两高"油田原油流动性差的特点以及闭式热流体循环降粘工艺的复杂性,建立了3种闭式热流体循环井筒传热模型及其边界条件,并采用Matlab编写了相应的模型求解程序。通过对现场具体井眼进行模拟计算,对比分析了3种闭式热流体循环效果,给出了最优热流体循环方案。计算了循环流量、循环介质和管柱材料物性参数等对井筒加热效果的影响。计算结果表明,两侧加热方案最好,随着循环流量的增加井筒温度不断升高,导热油作为循环热载体较好,导热性能差的管柱材料能够提高循环加热段产液流动的平均温度。     

重力热管井筒伴热方式可行性分析

将重力热管的高效传热特性应用于井筒伴热过程，并与热流体循环伴热和电加热伴热两种传统方法进行对比，分析影响重力热管伴热效果的外部因素。结果表明，重力热管作为一种井筒伴热方式是可行的，空心抽油杆为工质提供工作环境。通过重力热管的热量存储和传导，将井筒下部流体多余热能通过自平衡过程传递给近井口管段内的流体，加热井筒上部温度较低的原油。与两种传统伴热方式相比，重力热管在无需补充能量的情况下，能起到均衡井筒温度场的作用，同时满足生产的要求。重力热管的伴热效果受到井底流体温度、下入深度、产量以及原油物性的影响：随着井底温度、下入深度、产量的增加，重力热管的伴热效果变好；原油物性直接决定重力热管能否在油井应用。图9参13     

稠油水平井油层段电加热工艺技术研究

针对稠油水平井,以提高井筒原油温度,改善原油流动性为目标,结合目前常用的电加热工艺技术,研发出一种稠油水平井油层段电加热工艺,并对工艺中的关键工具进行设计及绝缘试验。根据能量守恒定律,建立了油层段电加热工艺井筒温度场,并对典型井工艺实施进行设计评价。H05井计算实例表明,油层段流体温度由64 ℃加热到105 ℃,井口温度由55.5 ℃提高到84.9 ℃,泵入口温度由60.8 ℃提高到91.3 ℃,泵入口原油黏度由777.3 mPa · s降低到127.8 mPa · s,井筒摩阻由186.2 kPa降低到62.6 kPa。油层段电加热工艺可以明显提高泵入口原油温度,降低原油黏度及井筒摩阻,改善井筒原油流动性。