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。      

Research on Two-Phase Closed Thermosyphon to Improve Fluid Temperature Distribution in Wellbores

Abstract

A two-phase closed thermosyphon (TPCT) is introduced to improve fluid temperature distribution in wellbores by utilizing its characteristics of efficient heat transfer. Laboratory experiments show that TPCT in wellbores can heat the upper fluid in wellbores by absorbing the surplus energy of the lower fluid in the wellbore, and no extra energy is consumed. The roles of TPCT are affected by several factors. The type of working media needs to match with the inlet temperature of simulation oil. A filling ratio of 15% is optimal for different TPCT wellbores in experiments. With higher vacuum degree in the TPCT cavity, TPCT has a better role. With higher simulation oil flow rate, the role of TPCT is worse.     

小间距配水技术研究与应用

针对常规分层注水管柱由于受投捞工艺限制,无法实现小间距配水的实际问题,开展了小间距配水技术研究。通过设计双导向投捞器及改变上下级配水器导向体的开口方向,有效地避免了相邻两级配水器之间的投捞干扰,使其最小理论配水间距由原来的6 m缩至2 m。在大庆油田第二采油厂现场试验应用了2口井,最小配水间距3.5 m,投捞成功率100%。该项技术的成功研发有效地突破了配水间距6 m的限制,实现了小间距配水,为水驱精细分层提供了有力的技术支撑,具有广阔的推广应用前景和较好的社会效益。     

曹台潜山高凝油大型热压裂配液温度的估算

辽河油田曹台潜山油区属于高凝油区块,为了使该区块的原油储量尽快转化为原油产能,对曹6井和曹2井采用了大型热压裂施工。热压裂液的温度降低对压后能否迅速投产起重要作用。通过对原油凝固点、粘温曲线及压裂目的层温度分析,及对不同温度环境下热压裂液在罐车、车组、地面管线、支撑剂、地下管线、裂缝中的温度变化测试,在充分利用试验数据的基础上,结合现场环境温度、配液时间、施工时间等估算配液温度,为后续热压裂施工配液提供参考。该研究成果已用于现场配液与施工,并取得预期效果。     

振动筛网上钻井液流动方程及均能解法

本文在分析钻井液在振动筛网上的流动状态后导出了沿筛网流动及透筛流动的运动方程与连续方程,组成不稳定流动微分方程组。为简化求解,提出了在一振动周期内按平均能量来处理微分方程的近似方法,获得了简明的稳定流方程组。用差分法解此方程组所得数据与有关实测数据相吻合。     

冷热原油顺序输送过程不稳态传热问题的研究

针对同一管道输送流变特性差异很大的多种原油问题,建立了冷热原油顺序输送不稳态温度场及土壤温度场模型.在土壤温度场模型中将土壤的半无限大区域转化成有限矩形区域,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,利用有限差分法进行离散化求解;在差分网格的划分中使用了混合网格法,土壤内部的大部分区域使用矩形网格划分,管壁附近使用极网格.对于顺序输送模型,利用了预测一校正法的思想,校正其差分方程.在VC环境中编制了相应的软件,利用此软件对新大线输送的高凝点和低凝点原油的实际运行监测数据进行计算,其计算值与实测值误差小于2%.     

几种新型抗高温降滤失剂对钻井液粒度分布的影响

降滤失剂作用机理的研究对高温深井钻井液的应用有着指导性的意义,对照传统钻井液降滤失剂综合评价3种新型抗高温降滤失剂Redul-200、JNJS-220以及CPF的性能。3种新型降滤失剂较传统降滤失剂SMP-1、SMP-2、SMP-3、PSC-2及SPNH有着良好的降滤失性能和流变性。通过分析钻井液体系的粒度分布来研究这3种新型降滤失剂的作用机理。降滤失剂Redul-200是一种聚合物和惰性固相颗粒的混合物,降滤失剂JNJS-220中含有亚微米级固相颗粒,降滤失剂CPF拓宽了钻井液固相颗粒粒径分布范围(亚微米级~100微米级)。通过在2口风险探井施工中的应用,这3种新型降滤失剂有效地控制了滤失量,保证盲区地层施工顺利进行。     

Modification of Pipeline Equations and Simulation of Transients in Compressible Fluid Flow in Pipes

Abstract

A slow transient was simulated using Godunov numerical scheme to solve the model equations. The results proved that including the inertia term in the momentum equation makes the model more realistic and that the Godunov numerical scheme is a better numerical method compared to the previously used total variation diminishing numerical scheme. Modification was made to steady-state equations to account for change in diameter. The results showed that energy has been spent by the flowing fluid to overcome the effect of the change in diameter and that energy spent increases as the change in diameter increases.     

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本文应用流体力学、渗流力学、输砂力学和流体热力学等理论,通过分析混砂液在裂缝中的流动运移规律,建立了预测水力压裂造缝大小的数值模型及方法和液体渗滤模型,建立了一套压裂裂缝中的速度场、压力场和温度场(包括井筒温度场)以及混砂液在裂缝中运移分布的数值计算模型和方法,并通过实例计算验证其实用性。