注蒸汽井井筒内参数计算新模型

从动量定理角度出发建立求解蒸汽压降方程,而从能量守恒角度出发建立求解蒸汽干度变化的方程,采用节点分析方法和数值计算方法对模型求解.计算过程中借鉴传统的气液两相流Beggs Brill方法计算水蒸汽混合物的物性参数.通过对辽河油田齐40块和杜80块10口井井筒的压力、温度和干度分布计算表明该模型计算精度较高.

稠油油藏水平井热采吸汽能力模型

目前在利用水平井进行稠油注蒸汽热采时,都认为蒸汽在注入过程中是均匀扩散到地层中的,简单的利用Max-Langenheim公式计算加热区面积。通过对地层的吸汽能力进行研究,得出了稠油油藏水平井热采的吸汽能力模型,该模型不仅考虑了热传递的影响,还考虑了蒸汽内能和摩擦损失能量的影响,并利用该模型开发了一套稠油油藏水平井热采分析软件(HHTS)。用所开发的软件对辽河油田冷42块油藏进行了计算,为稠油热采和水平井热采参数设计提供了理论参考依据。实际研究表明,蒸汽在注入过程中并不是均匀扩散到地层中,而是呈现某种数学分布,注汽速度与油藏参数、地层的吸汽能力和蒸汽的物性参数有关,即蒸汽的注入压力和注入流量并不是相互独立的变量,两者之间存在着一种数学关系。

油页岩原位注蒸汽开发的固-流-热-化学耦合数学模型研究

针对目前传统地面干馏油页岩技术中存在的高成本、高污染问题,提出了对油页岩进行原位注蒸汽开发的新方法.并利用太原理工大学研制的高温高压干馏釜对油页岩进行了高温高压蒸汽作用下油页岩干馏渗透实验.结果表明:高温高压蒸汽作用下油页岩会产生大量的孔隙、裂隙,从根本上提高了油页岩的渗透性;主要利用对流传热的方式,高效率地加热了油页岩并带走页岩油.同时,在复杂理论分析的基础上建立了油页岩原位注蒸汽开发过程中的固、流、热、化学耦合数学模型,包含了众多的耦合项作用,为分析解决油页岩原位注蒸汽开发过程中的复杂物理化学过程提供了理论依据.

电潜泵井井筒温度分布模型的建立及应用

准确地预测电潜泵井井筒温度分布对电潜泵井优化设计和正常生产具有重要意义 ,也是进行油井生产动态分析必不可少的内容。在对常规井筒温度场进行了计算的基础上 ,根据能量守恒定律及传热学原理 ,考虑由井筒向地层传热及电机、电缆散热 ,推导出了电潜泵井生产流体沿井筒的温度分布计算模型 ,并对某一井深为 180 0m的电潜泵生产井进行了模拟计算。计算结果表明 ,油井产量恒定时 ,电机、电缆散热可使产出流体温度升高 ,这是影响电潜泵井井筒温度分布的主要因素之一。

井筒-地层动态温度场数学模型

从水蒸汽的热力学性质入手，结合稠油热采方法，建立了用于计算蒸汽、油管、套管和地层动态温度场的数学模型。

油管掺液稠油泵井筒流体温度分布计算

根据传热学和能量平衡原理 ,考虑环空产出液与油管掺入液及地层之间的双重热传导作用 ,同时考虑了由流体相变导致的焦耳汤姆森效应 ,建立了稠油泵井筒流体温度分布数学模型 ,并研究了温度分布随时间的变化规律。编制了计算程序 ,该程序能用于计算任意生产时间及井筒深度下掺入液及产出液的温度。计算结果表明 ,在一定条件下 ,生产时间及焦耳汤姆森效应对井筒温度分布有明显的影响。

注过热蒸气井筒物性参数计算综合数学模型

把过热蒸气理解为过热蒸气压力下的干饱和蒸气,经过恒压吸热过程温度升高至该过热蒸气的温度的蒸气,根据饱和蒸气运用传热学、热力学及流体流动理论,建立井筒中过热蒸气流动和热量传递的综合数学模型,可以较为精确计算稠油热采井注过热蒸气沿程参数变化规律.对哈萨克斯坦肯基亚克盐上油田试验区注入井井筒的温度、压力和过热度分布及井筒的热损失进行计算,与实测结果对比,平均误差均不超过3.17%,表明模型的计算精度较高.

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。

注蒸汽井温度场分析计算设计原理

利用汽液两相流理论和传热学原理分别建立了基本符合现场实际的注蒸汽井筒（包括井筒外部受热地层）的温度场分布模型及井筒内部的蒸汽流动模型，并将这两种模型藕合在一起编制了相应的温度场分布分析计算软件ISTAP。为了得到精确性较高的注汽过程蒸汽流动参数和温度分布，模型不仅考虑了井下封隔器和填充绝热材料的隔热管的使用及影响，还采用了更为合理的井底传热边界条件，并在瞬态地层温度场的分析中使用了边界适应性较好、计算精度较高的步进积分有限单元法。不仅给出了编程的计算原理及计算流程，还提出了一些有助于提高井筒温度场计算精度的处理技巧，使计算软件ISTAP有更好的实用性。

橡胶油封唇口温度及其对润滑失效影响

通过理论分析得到与温度相关的油膜厚度表达式,同时建立油封工作的二维轴对称模型,考虑润滑油膜厚度与黏温效应,分析了旋转轴转速和油封周向载荷对油封唇口温度分布、最高温度和温升的影响,以及唇口温度对油封润滑失效的影响。结果表明:油封唇口附近温度梯度较大,油封与旋转轴之间产生的摩擦热主要通过旋转轴和润滑油散失;油封唇口最高温度和唇口温升随转速增加而增加,随周向载荷增加而增加;唇口温升增加导致润滑油黏度降低,使得油膜厚度减小,当油膜厚度小于临界膜厚时油封会出现润滑失效。

超高压动密封结构设计及耦合变形分析

旋转动密封是海洋机器人电机和深井钻井设备的关键部件,密封失效往往会造成重大的经济损失。针对高压动密封由于环境压力波动而过早失效的情况,对平衡式机械密封模型进行受力分析,确定了不受压力波动影响的有限元模型,并在不同压力下对所设计的密封进行了热力耦合分析,得到密封端面在低压下的位移和应力云图,结果显示高温下双侧受压动密封面的温度最高点出现在密封面的中径附近;动密封面的变形和应力受环境压力比较明显,从内径到外径的热变形和应力逐渐变小,在接近外径处变形出现突降。

油井热洗过程中井筒温度场研究

油井热洗是保持油井正常生产最常用的维护措施之一,但影响油井热洗效果的最重要因素是热洗介质在整个井筒内的温度分布,若洗井温度、洗井排量等参数设置不合理,热洗介质在井筒结蜡段的温度就会低于熔蜡温度,进而使得洗井效果不明显,或者洗井后产油恢复周期长,甚至出现洗井后产量急剧下降等现象。针对以上问题,本文建立了油井热洗时井筒温度分布数学模型,通过模型可以直观的反映油井热洗时井筒内的温度变化,并在此基础上对洗井温度、洗井排量对热洗井筒温度分布规律进行了讨论,同时提出了油井热洗时工艺参数优化的基本原则与方法,并在W15-12井油井热洗进行了现场应用,W15-12油井通过热洗参数优化后,洗井过程中上下行电流和载荷均有一定程度的下降,实现了较好的清蜡效果。

储罐维温的经济性分析

原油储罐的维温方式有蒸汽维温和热水维温两种。针对两种维温方式的经济投入，采用C＋＋编程对两种方法所需的运行费用进行对比分析，考虑储罐的传热系数、温降时间、原油性质等参数，通过控制热水的流量使两种维温方式所需相近的加热面积。结果表明，当年周转次数为6次时，维温范围在25~40℃内，采用热水加热比蒸汽加热节省运行费用约10.34万元。

入井流体温度监测规律研究

温度监测与其他井下实时监测方法相比较有很多优势,在近年来的智能井技术中起到很大作用,尤其对超高压井的意义更为重要。井下温度场分布的研究是井温测井的理论基础。充分考虑超高压条件对流体物性的影响,根据能量守恒方程建立了一维温度场数学模型,模拟超高压油井定流量生产时油藏产出流体温度情况。数值模拟结果表明,入井流体温度由于焦耳-汤普森效应和热传递作用而发生温度变化,并且生产压差越大、流量越大时,入井流体温度越高。

数控立车静压转台油膜温度场仿真分析及优化

主要针对数控立车液体静压转台油膜发热控制难题,采用CFD(computational fluid dynamics)仿真软件Fluent数值模拟油膜温度场分布。讨论了转速及黏度对油膜温度场的影响,得到油膜温升最大点主要集中在沿径向封油边外侧。利用MATLAB对其黏度因素进行优化得到最小功耗下的油膜黏度,得到在黏度为0.061 7 Pa·s时,可使静压系统功耗最低,同时油膜温升也小的预测结论。仿真结果为工程实际油膜温度控制提供了理论依据。

油页岩注蒸汽原位开采数值模拟

注高温蒸汽是一种有效的油页岩原位加热开采方法。参考美国绿河地区某油页岩原位电加热开采项目,采用CMG油藏数值模拟软件建立油页岩原位加热开采的数值模型,将其中的电加热井改为注高温蒸汽井,求解油页岩的温度场、干酪根浓度和产油量,对比电加热和蒸汽加热的优缺点,并讨论注入蒸汽速率和加热范围这两个主要因素对油页岩原位开采的影响。结果表明:与电加热相比,注蒸汽加热时油页岩层温度更高,干酪根分解更快,页岩油产量峰值到达时间更早;随注入速率增大、加热范围减小,干酪根热解反应加快,页岩油产出结束较早。