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。     

电潜泵举升系统温度压力耦合计算方法研究

电潜泵温度场的准确计算对于设备的选型和正常生产意义重大。针对前人的方法往往没有考虑到压力对温度分布的耦合作用或仅仅假设生产系统中为单相流体的实际,建立了电潜泵举升系统温度压力耦合计算模型。模型考虑了多相管流、动液面位置和环空对流换热的影响,能计算出井筒不同深度的传热系数,并给出了考虑多相管流流型变化的迭代求解方法。使用真实数据将计算结果与前人的模型进行了比对,证明了新模型的有效性。     

彰武地区稠油井产出液井筒流动规律研究

基于热量传递原理和井筒多相管流理论,建立了彰武地区稠油井产出液沿井筒流动与传热的数学模型,计算了产出液沿井筒的温度分布和压力分布以及产出液的粘度随井筒的变化规律.计算结果表明井筒上部温度较低,不利于原油的流动,采用电加热以后,井筒温度得到了提高,改善了原油的流动性.井筒压力基本上呈线性分布;含水率对产出液温度稍有影响,但幅度不大,含水率越高,产液温度就越高,流体粘度就越低,就越利于油井生产.     

低压及欠平衡钻井中注气量对井内压力的影响

以多相瞬变流理论为基础,建立了井筒内气液两相流动模型,并对低压欠平衡钻井中注气量对井内压力的影响关系和规律进行计算和分析。计算分析结果表明,注气量对井内压力的影响除与注气量本身大小有关外,还与井深、井眼与钻柱结构尺寸、井内液相流量和性质等因素密切相关。单纯增大注气量并不一定就必然会导致井内压力的降低,这取决于所给条件下构成井筒内气液两相流体的静液压力和流阻间的平衡关系。介绍的模型及方法对确定低压欠平衡钻井过程中各相关参数、地面压缩机组的配置、以及设计方案等有一定指导意义。     

泡沫流体在井筒内流动时的耦合数学模型

基于均质平衡流模型,根据动量方程和能量方程建立了计算泡沫流体在井筒内流动时的密度、压力和温度分布的耦合数学模型,并进行了编程求解,给出了泡沫流体的压力、温度和密度沿井深的分布规律.计算分析表明,泡沫流体在井筒内流动时的密度、压力和温度是相互影响的.泡沫质量越大,泡沫流体的温度变化越大,而压力和密度变化则相对平缓.在将泡沫流体应用于深井作业时,不能忽略温度变化对泡沫参数及性能的影响,特别是在大泡沫质量下.由于考虑了传热和温度变化对泡沫流体的影响,该模型比常规计算方法的适用范围更广.     

基于有限元法的三相同壳结构GIS母线热分析

气体绝缘开关设备(Gas-Insulated Switchgear,GIS)母线的载流能力与其运行温升密切相关.基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)原理对三相同壳结构GIS母线温度场进行分析.建立了母线涡流场、流体场以及温度场有限元耦合分析模型,并给出了模型边界条件.将涡流场计算结果作为流体-温度场计算的热源,为了提高计算的准确性,在进行温度场分析时考虑了流体物性参数随温度变化的关系,利用无量纲参数计算母线表面对流换热系数,最终得出母线流体场与温度场分布.通过计算结果与实验值的对比表明了模型的有效性.利用该模型分析了环境温度变化对GIS母线温度的影响,为GIS母线温度在线监测提供了理论依据.     

富含CO_2天然气井井筒偏差因子的计算方法与应用(英文)

以富含CO2的天然气为研究对象,选偏差因子（Z）作为修正参数,结合基于质量、动量、能量守恒原理及传热学理论的预测井筒流体压力、温度分布的数学模型进行了计算,通过实验数据筛选出验证计算偏差因子（Z）的状态方程并得出适合于富含CO2气井参数计算的模型,计算表明PK状态方程适用于CO2含量小于40％的情况,并以实验数据为基础,通过数值插值方法,即三次样条插值计算出不同压力、温度下的偏差因子,最后通过建立模型计算了在不同管径、不同C02含量、不同产量等情况下压力、温度、偏差因子在井筒中的分布情况,发现管径对各参数影响较小,CO2含量和产量对各参数有一定影响,进一步分析了流动气柱井筒各参数变化与地层传热等热平衡原理的相关规律．     

泡沫举升排酸过程井筒压力温度数学模型研究

泡沫流体举升排酸工艺能有效排出酸化后地层的残酸,根据质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程,考虑环空泡沫流体与油管泡沫流体及地层之间的双重热传导作用,建立了泡沫流体在井筒内流动的温度分布和压力分布的数学模型,并给出了相应的边界条件和约束条件,该模型可以用于泡沫举升排酸的参数设计.利用数值方法进行了压力场和温度场的耦合求解,得到了泡沫流体温度、压力、密度在油管和环空内的分布.计算结果表明,随着井深的增加,泡沫温度、压力和密度都是增加的,泡沫举升排酸比氮气举升排酸启动压力和平衡压力都要小,随着酸排量的增加,循环点深度、启动压力和平衡压力逐渐增大.     

高温井井筒温度分布计算方法

井筒温度分布计算对于测试工艺设计、测试工作制度优化和动态分析都有着重要的意义,通过对井筒温度分布的计算,可以提高井筒压力计算的精度。以传热学原理为基础,依据能量守恒方程建立了井筒温度模型,通过将井筒分段,采用迭代方法求解,得到了单相液流、单相气流以及气液两相流时的温度分布计算方法。     

井筒空间内以CO2为载热流体的多相流流动算法分析

在地热开采井井筒空间内流体的流速计算通常采用动量守恒方程,而对于多相流系统直接求解动量方程比较困难,同时也很难将井筒流和储层流模型耦合在一起.为了解决这一问题,通过介绍引入漂移流模型DFM(Drift Flux Model)的方法,将多相流系统不同相的流速建立关系,从而将动量守恒方程中多个未知数转为一个未知数,实现多相流动量守恒方程各参数的求解.     

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。     

欠平衡钻井随钻储层评价技术研究与应用

在欠平衡钻井打开储层时,油气通过多孔介质渗流进入井筒,地面监测产量反映储层信息,通过建立两者之间的关系来实现随钻储层评价。分析了随钻过程储层渗流边界特点,建立和求解渗流数学模型,并耦合井筒多相流模型进行随钻解释。通过对现场监测数据分析处理,得到的储层评价结果与对应测井结果一致,实践证明该技术具有广阔的应用前景。     

裂缝性气水两相地层井筒组合数值模拟

气水井试井对天然气开发具有重大意义。借助数值模拟方法了解地下气流和水流的变化，对于提高采收率是极为重要的。通常的数值模拟中仅考虑了储层的渗流动态，而把井筒视为线汇处理，这不能准确的反映出井筒和储层之间的相互影响。建立了气水两相组合模型，借助有限体积法导出了组合模型的离散方程，并讨论了求解的边界条件。实算表明了这种方法能更有效地反映出试井过程中的各种现象。     

预测钻井过程中井内温度分布的新模型

在钻井过程中,井内温度分布对钻井作业有较大的影响。在前人研究的基础上,考虑各种因素的影响,根据能量守恒原理,建立了循环和静止过程中井内温度分布的预测模型,并用有限体积法实现了该模型的求解。最后用现场试验数据对模型模拟结果进行了验证。该模型可用于计算井内钻井液的循环温度和静止温度,也可用于确定井眼周围地层的温度分布。     

油藏中渗流与水平井筒内流动的耦合数学模型

通过引入势的理论研究了油气两相稳定渗流问题.在描述无界地层三维稳态势基础上,结合水平井上射孔孔眼在无界地层中产生的势分布,建立了把油层中的渗流与水平井筒内的流动耦合的数学模型,该模型可以同时描述油藏-水平井筒内油、气两相流和原油单相流时的情况,给出了求解的方法.并且结合实例研究了水平井水平段的流量分布和压力分布.结果表明：水平井水平段的流量分布成明显的＂凹＂型曲线,其压力分布变化较为平缓.该模型为水平井的产能预测及水平井长度的优化等提供了理论依据.     

气井井下节流工艺的数值模拟

基于CFD理论并应用CFD软件建立了简化的全井段天然气井井下节流工艺的物理模型。考虑到地温梯度对井筒温度的作用,编写了关于温度梯度的UDF程序,对井下全井段流场与温度场进行了数值模拟。得到了井下气体温度、压强、流速关于井深的分布曲线并对节流处的参数变化进行分析。通过模拟发现,节流前后的温降较大,温度在节流口出口附近存在最小值。地热对节流后天然气起到了加温作用;模拟结果证实了井下节流工艺具有保温的特点,为合理确定节流嘴下入深度,使节流后天然气温度高于节流后压力下水合物生成温度,从而为预防水合物生成提供了一定的理论依据。     

浑水异重流两相流模型的比较研究

运用双流体模型(Euler Model)和相间相对速度建立在代数滑移模型基础上的混合模型(MASM),对水槽浑水异重流进行数值计算。将计算结果和实测值比较,发现Euler Model和MASM模型均能较准确地描述异重流动,但在计算得到异重流头部厚度值时,二者存在差别。依据颗粒运动规律分析,Euler Model过度强调颗粒跟随性,使得颗粒沉降速度偏大,头部厚度值偏小,MASM考虑了界面附近颗粒的扩散,与实际情况更吻合;因此,MASM更适宜浑水异重流的数值模拟。     

井下循环温度模型及其敏感性分析

准确的井下循环温度对钻井与完井工程十分重要。在前人的基础上，根据热力学第一定律及传热学基本原理，建立了井内液体与井筒之间热交换的二维瞬态循环温度的数学模型，用无条件稳定的全隐式有限差分法数值求解数学模型，将所建立模型的预测结果与有关模型进行比较，并对影响井下循环温度的参数进行敏感性分析。该模型可用于计算实际循环条件下和管内液体、管壁、环空液体与地层的温度分布。