电加热井的井筒温度场数学模型

运用传热学理论，通过对稠油从井底流出井筒的温度变化、井筒原油与地层之间热交换过程的传热机理研究，建立数学模型，可以模拟不同产量、不同含水的井筒温度剖面，以及电加热所需功率，从而为稠油井电加热生产方案的制定提供科学依据。     

海上射流泵井井筒温度场模型

稠油的开采方式主要是降低原油黏度,增加其流动性。由于原油的黏度对于温度极其敏感,热采开采方式备受关注。以渤海油田A区的实验井为例,介绍了射流泵井以多元热流体为动力液在同心管井筒的传热特点,研究了热流体在井筒各部分的传热过程,建立了综合传热系数的计算方法以及井筒温度场模型,根据相应的温度场求解流程,编制软件,并以实际射流泵生产井为例进行计算。实际测量结果与软件计算结果存在8.87%的误差,可以为后续海上稠油油田射流泵井工况诊断和参数优化提供保障。     

应用重力热管式油管改善稠油流动性理论研究

根据重力热管工作原理,结合稠油开采工艺技术,对重力热管式油管的传热过程进行了分析,并根据传热平衡原理,对不同工作条件下重力热管式油管采油井进口出油温度和传热损失进行了理论计算。结果表明,重力热管式油管能够利用采油井下部稠油和地层所蕴含的地热能来加热采油井上部稠油,减少稠油流动过程中的散热损失,改善稠油流动性。     

多参数找水在油气水分析中的应用

由于地面与井下的流体环境不同,井下流体产状与地面产状又有不同,多相流体间存在滑脱等影响,因此,找水录取到的产液及含水率值在两相分析的情况下与实际状况存在差距;引入流体力学理论建立滑脱速度模型,把多参数找水测得产液及含水通过气-液和油-水滑脱进行叠加校正,得到井下实际流体体积流量和含水值;把多参数找水测得井下状态的压力、温度等数据用于气液密度及溶解油气比的计算,再通过气态方程和气体压缩因子计算井下各测量点原油体积系数,建立各找水测量点的井下状态与地面标准状态的气-液流量及含水关系模型.从而,通过多参数找水的压力、温度、流量、含水等参数得到地面脱气原油、伴生气、溶解气、水的体积流量,克服了两相分析的不足.通过实际应用,收到较好效果.     

普通稠油油藏渗流特征实验研究——以新疆油田九4区齐古组油藏为例

稠油油藏原油粘度高,流体渗流不符合达西定律,其流动时存在启动压力。根据稠油油藏渗流特点,设计了合理确定稠油启动压力的实验测试方法。通过对新疆油田稠油油藏不同原油粘度、不同渗透率、不同温度条件下天然岩心的渗流实验,研究了束缚水饱和度下油相启动压力梯度及流速-压差关系,并对实验数据进行回归,得到了启动压力梯度、流速-压差曲线参数与岩石气测渗透率、流体粘度关系的经验公式。实验结果表明,利用该测试方法能快速、准确地测定稠油油藏的启动压力。原油粘度对稠油启动压力梯度的影响大于储集层物性的影响。稠油启动压力梯度及描述流速-压差曲线的参数和岩石气测渗透率与流体粘度比值有很好的相关性。     

螺杆泵配套同轴双空心抽油杆在稠油开采中的应用

为解决50 ℃地面原油黏度大于10 000 mPa·s的稠油开采难题,依据稠油开采理论,对泽70-9X1等5口稠油井的黏温特性及流变特性进行分析,建立了泽70-9X1井同轴双空心杆循环热水降黏换热模型,分析了循环热水、原油在举升过程中温度分布、原油沿程黏度变化情况,在现场生产实践中将循环水进口温度控制在一定的范围,满足了5口稠油井正常生产,为同类构造边部稠油开采提供借鉴。     

随钻仪器井下降温系统传热特性研究

提高随钻仪器抗高温能力是石油工程技术中一个重要的研究方向,而为随钻仪器增加降温装置构成井下降温系统是解决措施之一.鉴于此,基于传热学理论和数值方法,建立了随钻仪器井下降温系统模型,确定了影响传热效果的相关参数,分析了各参数对传热特性的影响规律和影响程度.研究结果表明:①影响传热效果的参数有环境温度,钻铤导热率,绝热材料...     

高黏度牛顿流体中砂粒运动实验研究

为了解决疏松砂岩稠油油藏开采过程中的砂粒运移问题,基于固液两相流理论及实验流体力学理论,利用研制的高黏度流体颗粒自由沉降实验装置,分别开展了高黏度牛顿流体中球形颗粒的自由沉降实验、砂粒的自由沉降实验和不同含砂体积分数下混合黏度变化规律实验,根据实验结果,建立了不同粒径范围的阻力系数模型以及混合黏度模型。研究表明,高黏油混合黏度存在相应的临界值,在实验条件下,含砂体积分数为0.1%时,混合黏度达到最低,不利于携砂。结合上述模型和实验结果,建立了高黏度牛顿流体中的砂粒运动模型,揭示了高黏介质中颗粒的特定运移规律,为今后稠油携砂流动规律理论研究奠定了基础。      

稠油有杆泵电加热井的井筒温度场预测

根据传热学原理,对稠油从井底流出井筒过程中热交换机理进行研究,建立稠油有杆泵电加热井的井筒温度场预测模型.用有限差分法求解数学模型,并综合考虑导热系数、液体密度、比热等热物性参数的影响.对并筒温度的模拟预测可为稠油开采分析和电加热参数的选择提供参考.     

稠油注天然气混合密度变化规律研究及模型建立

稠油注气后的密度改变直接影响举升效率,为了提高塔河稠油开采效益,针对塔河油田超稠油开展了稠油注天然气混合密度研究。结果表明:稠油注天然气后混合密度随温度升高、注气比增加而降低,近似呈线性关系。在实验基础上,对应用较广泛的原油注气密度计算Obomanu模型进行了修正,建立了塔河原油注天然气密度模型;Obomanu模型的相关系数R²为0.670 3~0.769 2,修正模型的相关系数R²为0.985 2~0.998 9,修正后的密度模型拟合度提升了30%左右,适用于低压和高压环境;建立了原油注天然气平衡压力-原油密度-平衡气油比关系图版,可指导稠油注天然气开采。      

隔热油管技术应用于海上稠油常规生产井数值模拟分析

提出了将隔热油管应用于海上稠油常规生产井实现保温降粘开采的观点,并通过数值模拟方法对各种工况下隔热油管的性能进行了分析,得到了隔热油管使用效果与产液量、含水率、气油比及下入深度的关系,为隔热油管技术在海上稠油油田开发中的应用奠定了基础。     

多元热流体注入井筒的热力计算

针对海上油田平台空间小、操作成本高、常规热采实施难度大等问题,进行了多元热流体吞吐技术的研究。以井筒两相流动和传热理论为基础,建立了多元热流体注入井筒过程中流动和换热的数学模型。利用该模型研究了多元热流体在井筒中的流动和换热规律,分析了注入压力、温度对井筒压力、温度、干度的影响和不同比例组成多元热流体对井筒温度的影响。结果表明:在注入过程中,井筒压力取决于重力压降与摩阻压降的大小,井筒温度的升降取决于饱和蒸汽分压的升降;在其他条件不变的情况下,适当降低井口注入压力有利于提高井底温度和井口出口干度;注入的氮气和二氧化碳总量不变,氮气比例增大,井底温度下降变快。     

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.     

Characteristic Properties of a Locally Produced Paraffinic Oil and Its Suitability as a Heat-Transfer Fluid

The thermo-physical properties of a paraffinic mineral oil produced in a local refinery were experimentally determined over a wide temperature range of 30-360°C to determine its suitability for use as a heat-transfer fluid. The effect of temperature on the physical characteristics of the oil and two synthetic organic heat transfer fluids was evaluated at high temperatures (180-360°C). Comparison of the main properties of the mineral oil with other heating fluids revealed its compatibility with synthetic organic fluids, some other paraffinic and mineral oils employed as heat-transfer fluids. The study further confirmed that the investigated mineral oil which was produced locally can be used to replace the imported synthetic oils in heat transfer systems operating at a maximum application temperature of 310°C, as indicated by the thermal stability test.     

稠油蒸汽驱生产井闪蒸预测模型

稠油蒸汽驱生产井闪蒸会造成抽油泵气锁、油管及抽油泵损坏、产液量下降等问题。闪蒸预测的难点在于井底温度和压力计算的准确与否。根据传热学和计算流体力学建立了井筒温度分布模型、压力分布模型、液体流经抽油泵固定阀时的局部压降损失计算模型,结合修正的油水混合物饱和蒸汽临界温度-压力曲线,建立了稠油蒸汽驱生产井闪蒸预测模型。可以依据井口产液量、含水率、温度等生产参数及井身结构参数对井底及泵内闪蒸情况做到实时监测。现场应用证明闪蒸预测模型能对井底流体状态进行准确预测。     

Characteristic Properties of a Locally Produced Paraffinic Oil and Its Suitability as a Heat-Transfer Fluid

Abstract

The thermo-physical properties of a paraffinic mineral oil produced in a local refinery were experimentally determined over a wide temperature range of 30–360°C to determine its suitability for use as a heat-transfer fluid. The effect of temperature on the physical characteristics of the oil and two synthetic organic heat transfer fluids was evaluated at high temperatures (180–360°C). Comparison of the main properties of the mineral oil with other heating fluids revealed its compatibility with synthetic organic fluids, some other paraffinic and mineral oils employed as heat-transfer fluids. The study further confirmed that the investigated mineral oil which was produced locally can be used to replace the imported synthetic oils in heat transfer systems operating at a maximum application temperature of 310°C, as indicated by the thermal stability test.     

浅层水平井井眼轨迹控制技术

克拉玛依油田九8区齐古组稠油油藏底部构造形态为一由西北向东南缓倾的单斜,地层倾角3°~9°,油层渗透率高,埋深仅200m,用直井开发单井产量低。钻了4口浅层水平井,井身剖面为斜直-增-稳(水平段)型,斜井深493~538m,垂深170.60~179.80m,水平位移403.50~477.80m,水平段长201.08~233.30m,斜深与垂深比2.82~2.99,平均单井产量比直井提高3倍多。文中介绍了浅层水平井的剖面设计、井眼轨迹控制、钻具结构等。     

井筒电加热技术在稠油试油试采中的应用

井筒机热可提高原油的温度,改善原油的流动性,降低井筒中原油的流动阻力,有效地解决了稠油采出井筒难的问题。阐述了井筒电加热技术的作用及如保合理地确定加热深度,介绍了胜利油田应用该技术在稠油试油试采方面取得的成功经验,评价了该技术的优缺点。该技术对延长蒸汽吞吐井的采油期,防止抽油杆断脱,提高检泵周期,减少井下作业量,获得可靠的试油试采资料,进一步探明稠油储量及提高经济效益发挥了较大作用。     

高气液比气井井底流压计算方法研究

为解决高气液比气井井筒温度分布和压力计算精度低、计算方法可用性差的问题,运用热力学、传热学以及两相流理论,对气井稳定连续生产时的流动特征和传热过程进行分析,采用Beggs和Brill普适化相关式,结合Kelessidis和Dukler流型判别方法及温度分布计算模型,建立高气液比气井井底流压计算模型并针对新疆一口气井进行求解。在高气液比情况下,计算得到的温度分布及井底流压与油田现场测试数据对比,平均相对误差仅为3%,表明了文中的温度模型以及压力计算方法具有较高的精确性。模型计算所需参数容易得到,具有较好的实用性,可大面积推广应用。     

水合物钻探井筒多相流动及井底压力变化规律

天然气水合物钻探过程中,破碎后的水合物碎屑伴随钻井液上升到一定位置后开始分解,分解出的天然气使井筒流动变为复杂的多相流,导致井底压力预测困难,甚至可能引发井涌等复杂情况。针对这一问题,考虑水合物分解和相变热的影响,建立了水合物层钻井中的井筒多相流动模型和传热模型。通过对模型的求解,分析了水合物分解临界点和井底压力的变化规律。结果表明,降低钻速和钻井液入口温度,有助于抑制水合物分解,稳定井底压力;增大排量,水合物临界分解位置降低,整个井筒中气体体积分数较小,井底压力较稳定;适当提高钻井液密度控制井底压力能够有效抑制水合物分解。在水合物层钻井时,应对以上参数进行优化,以避免因水合物分解而引发的事故。