注热水井地面及井筒管流动态模拟与分析

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针对超低渗透油藏开发现状,为实现对超低渗透稀油油藏的三次采油方式—注热水驱开采过程的控制,文中对注入流体地面管线及井筒流动过程进行研究,为热水驱过程提供指导。为实现对超低渗透油藏注热水地面及井筒流动过程的动态模拟和和分析,本文开展的工作主要有:(1)对于注入流体地面流动过程,文中针对特定管线埋地安装方式,结合流体地层传热过程和流体单相或两相流动过程建立流体水平流动过程压力、温度或干度耦合模型,并编制相应程序进行计算,对计算结果进行实测对比与分析,同时敏感性分析不同情况(管线埋深、隔热层厚度、不同季节等)热损失及温度与管线长度变化关系,为最终优选相关参数提供指导性意见。(2)注入流体井筒传热过程,其中流体到井壁传热看作稳定传热过程,而井壁到地层传热为非稳定传热过程,文中地层传热采用Ramey的无因次时间函数进行研究,从而将地层二维非稳定导热过程简化为一维问题进行研究,可实现井筒流体到地层全过程的热阻计算。(3)对于注入流体井筒流动过程,结合传热计算和热阻分析,对注热水井筒单相流动和注低干度蒸汽井筒湿蒸汽-热水两相流动过程进行分析并建立压力、温度或干度耦合模型,并编制相应程序,对程序计算结果和实测计算结果进行对比与分析,结果吻合较好。结合环空流体、井口注入条件和油管相应参数影响,敏感性分析相应参数对井筒流体温度和热损失影响。基于井筒实际情况,文中考虑井筒有扶正器及油管偏心外壁接触套管内壁时的温度、压力或干度进行计算。(4)针对注入流体井筒流动过程热损失较大这一状况,文中提出三种措施进行分析和对比,分析结果表明:这三种保温措施可有效减小井筒热损,达到较好保温效果。(5)当油藏要求井底温度条件较高时,注热水不能达到要求则井口需注入低干度湿蒸汽,此时地面为湿蒸汽流动而井筒为湿蒸汽-热水流动,井底为高温热水。给定井底温度和井口压力,结合传热和流动过程分析,对逆流向压力、温度或干度进行迭代求解,再由逆流向计算过程获得的井口参数进行沿流向的压力、温度或干度并进行对比分析,分析表明:沿流向和逆流向过程的计算结果差异较小。对定井底温度和井口压力的预测过程可为地面投资和建设提供指导。为实现对注热水过程温度的动态预测,文中分别对流体地面流动过程和井筒流动过程及地面管线和井筒串联过程进行分析,对不同过程用VB语言编制相应程序进行计算和对比分析。结合对超低渗透油藏热水驱的认识和注入流体地面管线和井筒流动流体温度、压力或干度的动态模拟计算,形成对超低渗透油藏热水驱过程的进一步认识,为热水驱过程三次采油服务,进而为超低渗透油藏热水驱开采稀油提供先导性技术支撑。
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