稠油热采注汽系统效率评价研究

注蒸汽开采作为稠油油藏开发最有效技术手段之一,在开发稠油及提高产量等方面起到了重要作用。绘制注汽锅炉工况图,对锅炉本体进行了热测试并分析了影响其效能的因素。建立了输汽管线热损失分析模型并进行了温度和热损失测试。对注汽系统各节点进行效能分析并采取相应的节能措施,注汽系统效率得到了明显提高。     

海上主副油管注过热蒸汽热损失等效算法探讨

减小井筒热损失是稠油油藏高效开发的基础.通过引入过热蒸汽状态数据,利用质量守恒、动量守恒和能量守恒方程,结合考虑海水扰流的井筒外热损失计算模型,建立了完整的海上平行双管注过热蒸汽井筒热物性参数分布模型.对目标井注汽参数进行优化,研究表明:随着海上平台日注汽量的增加,井筒中同一深度处过热度先增加后减小,目标井最优日注汽量为120t/d;随着注汽温度增加,井筒中相同深度处过热度增加,但井筒热损失增加,井筒热效率下降.     

架空管道几种保温材料的对比模拟研究

基于架空蒸汽管道输送高温蒸汽时产生的热损失, 建立了蒸汽管道的物理模型和数学模型, 对比了目前架空管道常用的三种保温材料。研究结果表明, 纳米气凝胶复合反射式保温结构应用效果最好。模拟了不同的蒸汽温度、 管径、 绝热层厚度下的管道及保温层的温度场分布。模拟结果表明, 管径对架空蒸汽管道热损失的影 响最大, 当管径从1 2 6mm增加到1 3 2mm时, 热损失增加1 0. 7 0 26 2k J /( h·m) 。     

注汽管线隔热效果测试技术的应用

注汽管线隔热效果测试技术对注汽管线进行测试和评价,可以及时了解保温管线的保温水平,凡是测试数据超过允许最大散热损失值时视为不合格,应采取保温改造等措施,以节约能源,提高稠油开发效果.     

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。     

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.     

热采井不同注汽速率的储层压力场数值模拟

在注蒸汽热采井中,注汽速率是影响油藏压力场分布的重要因素.基于油藏温度场与渗流场耦合理论,通过数值模拟的手段研究了热采井不同注汽速率对油藏压力场的影响.研究表明:注汽速率越大对储层压力的影响范围越大,而当注汽速率达到一定值后,储层压力场的影响范围增幅较小.该研究结果为油田现场选择合理的注汽速率提供了理论依据.     

蒸汽吞吐过程中注汽时间对油/地层热影响半径的影响

针对蒸汽吞吐过程中因注汽时间不当而造成蒸汽资源浪费或油层加热不充分的问题,建立了井筒-地层-油层的二维、非稳态的油层的数学模型,分析了油层以及地层的温度场变化情况,在此基础之上探讨了注汽时间对油/地层热影响半径的影响。研究结果表明,油层热影响半径随着注汽时间的增加而增大,且在注汽至第5d时达到最大值,此后热影响半径基本维持不变;从注汽第3d开始,油层中的热量明显向地层传递,注汽6d后,油层与地层的温度分布基本相同;蒸汽吞吐过程中的注汽时间宜控制在4～5d。     

埋地蒸汽管线热损失影响因素分析

针对高温蒸汽在埋地蒸汽管线中输送会造成热量损失最终导致能源浪费的问题,分析了影响热损失的几个因素,建立了蒸汽管线的物理模型和数学模型,模拟了不同蒸汽温度、不同埋地深度、不同绝热层厚度下的温度场分布,并对不同条件下管线及周边土壤的温度分布规律进行了计算分析。研究结果表明,埋地蒸汽管线的热损失随蒸汽温度、埋地深度、绝热层厚度的变化而变化,其中绝热层厚度对埋地管线的热损失影响最大,绝热层厚度从40mm增加到80mm时,单位长度管线热损失下降110.591kW/m,且对热损失的影响逐渐变小。     

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.     

考虑海管各覆盖层蓄热的停输温降与输送方案

海底管道停输温降直接决定着海管置换与掺水输送时机,以及停输后能否顺利再启动.为了研究海管各覆盖层的蓄热对停输温降的延缓作用,通过理论分析各层相对流体的蓄能能力大小,模拟计算钢管和土壤蓄热对不同类型管道停输后温降的影响情况,并以渤海两条实际管道为例优化输送方案.结果表明,钢管蓄热总量约为所输原油蓄热总量的一半,所输水量的...     

蒸汽热网热力损失与管损特性实验研究

采用焓降法和表面热流法，分别对实际运行的蒸汽热网特性进行现场测试，分析得到热网散热损失特性和组成特征. 结果表明，运行工况和蒸汽状态对焓降法在评估供热管道散热损失中的准确性具有重要的影响. 所测热网的实际散热热流密度达到135.66 W/m²，其中管道保温散热为67.67 W/m²，约占49.88%；蒸汽流动阻力损失占14.98%，支架、弯头、疏水器等局部散热占35.14%. 基于实际管损与热网冷凝散热损失的关系，定义热网冷凝损失系数. 建立基于热网散热损失的管损模型，结合实际测量数据，得到该热网的冷凝损失系数为0.16.     

不同埋深热油管道数值计算

在热油管道的输送过程中,管道埋深对其周围土壤温度场有很大影响,而且管道附加的保温层对管道自身的热力特性也产生影响。研究了不同温度、不同埋深下附加保温层的热油管道与其周围土壤温度场的关系。热油管道埋地深度越深,受地表温度影响越小。结果表明,在夏季,管道埋地越深,输油前土壤温度越低;稳定输油之后,埋地较深的管道其外壁温度比埋地较浅的管道低;在冬季,管道埋地越深,输油前土壤温度越高;稳定输油之后,埋地较深的管道其外壁温度反而比埋地较浅的管道高。因此,保温层应选取经济厚度,以期达到优化管道输送油品的温度、降低能耗、提高经济效益的目的。     

隧道下穿引起既有管道竖向位移的简化计算方法

采用两阶段法推导了考虑管道剪切效应时盾构隧道下穿施工引起既有管道竖向位移的解析解.在第1阶段采用Loganathan公式计算盾构隧道下穿管道施工引起的管道轴线处土体竖向位移,第2阶段采用考虑剪切效应的Timoshenko梁模型模拟管道,并结合叠加法对管道位移控制方程进行求解,提出简化计算方法.通过与工程监测、既有文献结...     

航油储罐着火热辐射特性影响研究

航空煤油采用3号喷气燃料（JET A⁃1），其是泄漏火灾中常见的危险源。基于理论分析、PHAST软件模拟，研究了航煤罐区中一个储罐泄漏引发池火灾后对周边储罐的影响，介绍了储罐之间安全距离的确定方法。研究结果表明，热辐射强度随着风速的增大而增大，最大风速时的热辐射值相对于平均风速时的辐射值增加了65.7%；随着距离的增加，辐射值变小，且随着罐体高度的增加，热辐射值变大，而大气湿度对热辐射影响较小；确定了本工程油罐安全间距为17 m；采用MATLAB软件进行理论计算并与数值模拟计算结果进行对比，最大误差为18.7%，具有较强的可靠性。研究结果对于油罐区设计、指导紧急救灾具有重要理论价值和实践意义。     

工业管道保温结构的优化设计及节能分析

目前,工业管道广泛采用等厚度保温结构。针对某运行管道进行现场测温,并应用Fluent软件对测试数据进行分析,发现管道表面温度具有“上高下低”的分布规律,因此,工业管道采用等厚度保温结构设计并不合理。在环境有风和无风条件下,分别对管道外表面温度分布规律进行了分析,并利用换热网络法,以管道表面散热损失最小和经济效益最大为优化目标,建立了管道保温结构优化设计模型,并提出了工业管道非等厚度保温结构设计的新方法。研究结果表明,在管道内部介质参数相同条件下,以国标允许的散热损失值进行保温结构设计时,与等厚度保温结构设计相比,采用非等厚度保温层结构可减少保温材料体积3%~4%,降低保温工程费用3%~4%。     

渗流对海底热油管道停输温降规律影响的数值模拟

对热油管道停输温降规律进行研究,是确保管线安全启动的首要条件。针对海底热油管道运行环境特点,基于多孔介质传热理论,建立了海底土壤水热耦合控制方程,用软件模拟了海底管道停输过程中温度随时间的变化规律,分析了保温层、渗流温度、渗流速度等因素对管道停输温降的影响,确定了合理的停输时间。研究结果可为海底管道安全启动提供理论指导。     

输油管道土壤温度场的数值计算

评价埋地热油管道的热工状况,首要的问题是计算管道周围土壤的非稳态温度场,通常采用汇源法对其进行计算.汇源法把输油管在常输过程中的传热视为稳定过程,具有一定的局限性.根据埋地热油管道的传热特征,采用二维非稳定传热方程来描述输油管道的传热过程,在边界条件中充分考虑了地面温度的变化以及管径等参数的影响,建立了土壤温度场的计算模型,运用有限差分法对计算模型进行计算.在差分网格的划分中使用了混合网格法,在土壤内部的大部分区域使用矩形网格划分,在管壁附近使用极网格.这虽然是一种近似方法,但只要网格划分很小,仍可得到足够精确的解.在VC环境中编制了相应的软件,实现基础数据输入,温度场迭代和不同时间点管道周围土壤温度场中等温线绘制的功能.这一模型的建立,为后续的管道停输再启动的研究提供了科学的依据.