井筒热损失计算的改进算法

针对井筒热损失常规算法存在的问题,设计了改进算法。该算法以热损失速度作为迭代变量,通过给定合理的迭代初值和变量修正策略,来提高数值计算的稳定性和数值精度。大量数值实验表明,改进算法具有良好的计算稳定性和较高的计算精度。当迭代次数大于300时,计算精度达到以上。

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.

蒸汽驱注蒸汽井筒热损失分析

蒸汽驱采油时,蒸汽注入的热量和干度对稠油降粘开采至关重要,而所有蒸汽驱采油都存在注入蒸汽热损失且主要发生在井筒段,因此,蒸汽沿井筒的热损失和干度损失计算的准确性对蒸汽驱开发效果影响很大。本文通过数值模拟的方法分析井筒注蒸汽中的主要参数对热损失的影响,对蒸汽驱开发有一定的指导意义。

蒸汽驱注蒸汽井筒热损失分析

一般情况下,注蒸汽采油时蒸汽热损失在井筒段发生的情况比较多,给蒸汽驱开发效果带来的影响比较大,因此,要对蒸汽驱注蒸汽井筒热损失情况进行全面分析,以准确掌握蒸汽驱注蒸汽井筒干度损失的计算方法,使蒸汽驱注蒸汽井筒热损失得到有效控制。

考虑蒸汽相变的注过热蒸汽井筒压降和热损失计算模型

基于井筒流体的质量和动量守恒方程、井筒和地层的能量守恒方程,考虑过热蒸汽相变的影响,建立非等温过热蒸汽单相流转变为湿蒸汽气液两相流的压降和热损失计算模型,用于描述注过热蒸汽井井筒内流体的水动力现象和热传递规律,对比注过热蒸汽和湿蒸汽的井筒沿程水力热力参数,同时对影响井底蒸汽热力参数进行敏感性分析。计算结果表明,注过热蒸汽的井筒压降、温降均大于湿蒸汽,但干度变化不大,使得有更多热量传至井底;提高井口过热度有利于增加井底蒸汽干度;注入压力越大,井底蒸汽干度反而会降低;随着注汽速度的增加,井底蒸汽压力和热损失率逐渐减小,温度和干度逐渐升高。

蒸汽驱地面管线及井筒热效率评价

通过编制注汽管线热效率计算软件,对新疆油田重油开发公司汽驱过程中地面管线和井筒热损失分别进行计算,然后进行总体热效率评价。评价结果表明,在整个注汽管网中,井筒部分的热损失是最为集中的管段;要减少这部分热损失,提高热效率,可以采用隔热油管注汽措施。汽驱时井筒部分全部采用隔热油管注汽,比采用光油管注汽可减少82%的井筒热损失,每年节约燃气成本近3 000万元。

高温地热井筒温度场时变仿真预测分析研究

世界上高温地热资源量大,高温地热发电是重要应用领域之一。 高温地热井能提供高温地热蒸汽供地热发电,但是地热井的蒸汽温度却随着时间不断的变化,地热井筒热损失量随着时间不断的加大,对应的地热发电量也相应的不断降低。为了充分认识高温地热井井筒热损失随时间的变化趋势,采用Ansys和Matlab等软件工具对地热井井内温度随时间的变化进行仿真和分析,预测10年、20年后井筒整体温度场稳态时候的分布情况。

井口注汽参数对井底热蒸汽干度的影响研究

向地层中注入热蒸汽是开发稠油油藏最有效的方式之一。注蒸汽过程中,伴随着水蒸汽压力、温度的不断变化,水蒸汽变为气液两相流体,蒸汽干度、密度、粘度等参数也随之发生改变。本文应用Beggs-Brill方法计算注蒸汽过程中井筒压力场的分布,结合井筒传热模型计算了注入蒸汽到达井底时的蒸汽干度,并研究了井口注入参数,如注入蒸汽质量流量、注入压力、注入蒸汽干度对井底蒸汽干度的影响。结果表明,在注汽过程中应选用较大的注入速度、较低的井口注入压力和较高的井口干度,这样不仅可以降低注蒸汽过程中的热损失,提高井底蒸汽干度,还能缩短注蒸汽过程,提高注热效率。

超稠油油藏直井采用隔热油管注采经济性分析——以风城油田为例

以风城油田为例,对直井采用隔热油管注采的井筒热损失进行了计算,并将热损失折算成燃气成本,与采用隔热油管增加的投资成本相比较,对采用隔热油管的经济可行性进行了分析。分析结果表明,对于风城油田的注汽井和吞吐井推荐采用隔热油管,采油井不推荐采用。

渤海稠油热采隔热管优选和注氮工艺优化

渤海油田热采井已进行多轮次蒸汽吞吐,优化井筒隔热技术已成为热采井注汽中关键的技术之一。目前渤海油田L油田A23井已进行了三轮次的蒸汽吞吐现场作业,其中第三轮次注汽管柱在第二轮次注汽基础上进行了优化改进,采用了4-1/2"气凝胶隔热油管注汽工艺,较A23井二轮次使用的高真空隔热油管,有效降低隔热油管每千米的热损失由14.24%降为10.21%;同时采用了环空井筒间歇注氮工艺,降低井筒环空热损,较上一轮次有效地降低了11.86%的总注氮量。通过使用气凝胶隔热油管及环空间歇注氮工艺,降低了注汽井筒热损失,有效地节约了海上热采井注汽成本。

稠油热采隔热油管技术适应性分析

稠油热采技术大部分需要向井底注入大量高干度蒸汽,而利用普通光油管注蒸汽的井筒热损失很大,蒸汽热利用率低。本文针对这一稠油热采难题,展开隔热油管技术的适应性分析,通过软件模拟计算出普通油管和隔热油管的井筒热损失,得出蒸汽吞吐使用隔热油管的合理井筒深度条件,同时分析指出SAGD技术采用隔热油管的优势。

蒸汽-氮气混合驱井筒沿程参数计算模型

氮气辅助蒸汽驱开采稠油油藏能够有效提高蒸汽的热能利用率,但由于氮气的存在导致常规计算蒸汽驱井筒沿程热损失和压降模型已经不再适用。针对氮气与蒸汽在井筒中的二元两相流动,在充分考虑井筒传热和流动理论的基础上,建立了氮气-蒸汽混注过程中井筒沿程热损失和压降的计算模型,得到了氮气-蒸汽混注过程中井筒沿程参数的变化,并分析了井口氮气注入流量和井口蒸汽干度对井底总压力、蒸气分压和干度等相关参数的影响。计算结果表明:随着注入井深的增加,氮气-蒸汽混合物总压力和蒸汽分压增加,混合物温度升高,累积热损失增大。井口氮气注入流量的增加能够减小蒸汽分压,提高井底蒸汽干度,从而减小井筒累积热损失。说明氮气能够有效提高注入蒸汽的热能利用率,该模型能够准确计算氮气参与下的蒸汽热损失。

防砂注汽井节能管柱的研究与应用

孤岛油田边部稠油单元储层发育差、敏感性强，地层压力下降较快，入井液漏失严重，导致井筒热损失较大，周期液量下降快，生产周期短，油汽比低，热采效果差。针对注汽过程套管存在裸漏段的问题，应用全程密闭注汽管柱设计思路；针对配套工具无密闭注汽、可重复充填功能的问题，优化充填工具结构，增加可配合密封段和井下二次打开装置；针对地层压力低、注汽后漏失冷伤害的问题，优化注汽管柱配套工具，设计防洗井漏失装置。2013～2014年在孤岛油田共实施密闭注汽管柱施工62井次，实施效果较好，大大降低了劳动强度，减少了低温液体漏失对套管的冷伤害，套管使用寿命延长，社会效益明显。

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。

注蒸汽井高温参数测试数据的解释模型

针对计算井筒总传热系数的常规算法的缺点,文章提出了一种改进算法,解决了常规算法在迭代过程中出现异常温度值和迭代依赖于初值选取这两个问题,在数学上严格地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,建立了高温参数测试的解释模型。