注蒸汽水平井井筒内参数计算新模型

注入蒸汽在水平井筒内流动时,蒸汽沿着水平段的质量流量越来越小,且加速度压降不等于零,导致蒸汽的物性参数发生变化,而蒸汽物性对井筒内蒸汽的沿程参数分布有较大影响.依据质量守恒和能量守恒,建立了注入蒸汽干度沿水平段的变化方程,利用动量守恒原理,推导了沿水平井筒的蒸汽干度分布和压力分布计算公式,构建了摩擦力做功、湿蒸汽混合物密度、水平段吸汽量和井筒与油层之间的热传递计算模型,模型同时考虑了变质量流与蒸汽PVT参数的变化对计算结果的影响,采用按压力增量迭代的计算方法对模型进行求解.实例的模型计算结果与油藏数值模拟结果对比表明,新模型具有较高的计算精度.     

注蒸汽井筒动态预测改进模型

正确地描述湿蒸汽两相管流特性,对于深井压降和热损失等参数的准确预测非常重要。本链型结合Mukherjee和Brill(1985)的倾斜管下降两相流关系式,考虑了流向和井斜角,对于日益发展的水平井注蒸汽动态预测具有实际意义。所采用的四阶龙格-库塔法数值解法对计算的起点位置的选取是任意的,可由井口注入参数计算井底条件,也可按预计的井底参数预测相应的井口注入条件,这样便于在注汽方案设计工作中考虑井筒与注汽层的协调。采用公布的现场试验数据对模型进行了评价并与其它模型作了比较,计算结果较其它模型更接近实测数据。     

模拟退火法用于蒸汽吞吐注采参数的设计

应用模拟退火优化方法对蒸汽吞吐注采参数进行优化设计，该方法结构简洁，对初始点的依赖性不强，问题的维数也不受限制。通过对某井的前６个吞吐周期进行的优化设计，确定出了蒸汽吞吐最佳注采参数，并和现场实际资料进行了对比。研究结果表明：应用模拟退火算法研究蒸汽吞吐注采参数优化设计效果明显。     

稠油注蒸汽井三参数测试数据的解释计算模型

针对计算井筒总传热系数的常规算法的缺点,提出了两种改进算法,解决了常规算法在迭代过程中出现异常温度值和迭代结果依赖于初值选取这两个问题。从理论上证明了改进算法具有与初值无关的迭代收敛性。给出了根据井筒热损失计算结果计算井筒任意深度蒸汽干度的解析公式,建立了三参数高温测试的解释计算模型。     

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。     

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。     

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.     

过热蒸汽吞吐直井产能预测模型

随着过热蒸汽吞吐已经进入工业化应用,关于过热蒸汽吞吐产能的研究需求增加。在直井过热蒸汽吞吐加热半径计算模型基础上,将油藏内热区和冷区内渗流分开计算。冷区稠油由供给边界流向热区边界,热区稠油由热区边界流向生产井底。利用有界地层中心一口井不稳定渗流微分方程的拟稳态解得到产能模型。利用本文方法对库姆萨伊油田目标区块两个吞吐周期进行定油拟合计算,累计产水量计算值与实测值相对误差均小于0.5%。     

玉米过热蒸汽干燥特性及干燥模型构建

研究玉米过热蒸汽干燥特性,构建玉米过热蒸汽干燥模型,为玉米过热蒸汽干燥技术的应用提供理论依据。以农户田间收获的玉米样品为供试材料,采用自制的过热蒸汽干燥装置,通过改变玉米籽粒初始含水率、过热蒸汽温度、风速等工艺技术参数,研究玉米过热蒸汽干燥过程中降水规律。结果表明,玉米过热蒸汽干燥过程仅有预热和降速干燥两个阶段,无明显的恒速干燥阶段。在预热阶段有明显的蒸汽冷凝现象,提高过热蒸汽温度和风速能够显著抑制蒸汽冷凝现象的发生。在降速干燥阶段,过热蒸汽的温度和风速增加有利于玉米籽粒中水分的去除。对玉米过热蒸汽干燥试验数据进行拟合并构建单扩散模型,试验值与预测值误差较小,可以较好地预测和控制玉米过热蒸汽干燥过程。     

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.     

注蒸汽地面与井筒两相流压降及传热模型评价

利用两相管流理论和能量守恒原理,建立湿蒸汽流动过程的压力、干度梯度方程,选取不区分流动方向的Beggs&Brill和Mukherjee&Brill两相流关系式.采用四阶龙格库塔法对压力、干度方程求解,得到管流压力、温度和干度等参数,并编制成软件.对两个关系式的现场评价表明,水平流动过程两者之间的差别较小,而下降流过程中用Mukherjiee&Brill方法计算的结果优于Beggs&Brill方法.     

蒸汽马达容积排量的计算及结构参数的研究

本文用数学方法,对滑片转子型蒸汽马达的进汽终了、膨胀终了的容积、膨胀比及容积排量进行了精确的计算,并对结构参数进行了研究。这种计算和研究对蒸汽马达的设计具有实际参考价值。所得结果同样适用于滑片转子型压缩机和气马达。     

架空蒸汽管道水力热力联合计算模型研究及应用

针对蒸汽管道存在的高能耗、低效率、设计不合理等技术问题,通过导出蒸汽稳定流动公式、稳态导热公式和热流量公式建立了架空蒸汽管道水力热力一体化计算模型,并用IAPWS-IF97公式获得较为精确的蒸汽状态参数。实例计算结果表明,管道温度和压力计算误差均在8%以内,模型计算精度较单纯水力计算有很大提升。该模型可为架空蒸汽管道在现有生产条件下确定合理的运行参数及蒸汽管道的设计提供依据。     

稠油注蒸汽开采储层伤害数学模型

稠油注蒸汽开采在提高原油的采收率同时也对储层造成了伤害.从二氧化硅的溶解和沉淀着手,通过建立流动/反应耦合方程,在适当的简化条件下,从数学解析的角度对二氧化硅溶解沉淀对储层孔隙度、渗透率的影响进行研究.研究重点是模拟当蒸汽注入多孔介质时二氧化硅的溶解沉淀与渗透率变化之间的关系.最后,根据koh et al.的实验数据印证了模型的正确性.     

水平井蒸汽吞吐产能预测模型

正确预测水平井蒸汽吞吐生产动态是优化注汽工艺参数、高效开发稠油油藏的基础.基于Marx-Langenheim油藏加热理论,考虑水平井加热区域为椭圆体,建立水平井油藏加热模型,结合Giger水平井产能方程,进一步建立水平井蒸汽吞吐产能预测模型.对胜利油田草平5井实例计算表明,模型预测的水平井产能与实测值吻合较好.以该井为例分析注汽速度、蒸汽干度、周期注汽量、蒸汽温度、焖井时间对周期产油量的影响,得出各影响因素的最佳控制范围,提出优化方案.     

压力蒸汽管道各点蒸汽参数确定与受力分析

由于目前锅炉容量的不断增大,对锅炉管道受力状况的分析、计算愈来愈受到重视．针对高压蒸汽流经等截面管道并排向大气时管道各点蒸汽参数及蒸汽速度的变化规律进行了分析,并给出了管道的受力分析方法．     

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.