蒸汽吞吐井的建模计算与实现

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1、华中科技大学硕士学位论文蒸汽吞吐井的建模计算与实现姓名：徐小双申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：关治洪20040401摘要注蒸汽热力采油在我国各稠油油田上已经得到了广泛的应用目前大都处在第一阶段蒸汽吞吐在从油管中的注入蒸汽过程中必须最大限度地减少由井筒向地层的热损失保证注入井底的蒸汽干度较高另一方面输入的热量要保证套管温度不超过极限安全温度以防止套管不致因热应力损坏及管外水泥环超高温变质蒸汽和热水是热量的携带者注入蒸汽加热油层是一个包含物理化学及热动力学的综合过程经过焖井在开井采出稠油时由于井筒存在热损失经常利用电缆加热正确设定电缆加热时间温度范围可以节约开

2、采成本提高生产效益本文首先分析了井筒热传导机理介绍了井筒总传导系数的计算水水蒸汽空气的物理性质编制了求解水水蒸汽空气物理性质的算法程序通过实验确定了原油的粘度密度等物理性质归纳了它的计算方法;导出了注入过程中井筒温度压强的计算注入的迭代算法在蒸汽和热水加热油层的动态过程描述了在油层中蒸汽和热水加热带随时间的变化蒸汽加热地下油层时的热损失与热效率油层中温度分布原油驱替速度设计了蒸汽和热水加热油层过程的算法在此基础上研究了焖井开井生产出水期出油期的井底的动态预测了井底压力温度的变化规律建立了开井采出稠油时井筒径向传热和产液径向传热模型它适用于产液需要或者不需要电缆加热两种情况并实

3、现了相应的算法接着根据油田的生产实际的特点建立了一个蒸汽吞吐井的数据库它包括油井表油管表套管表隔热环表水泥环表地层表油层表并建立了相应查询增加修改删除的存储过程最后结合以确定的算法和建立的数据库开发了蒸汽吞吐井注采过程压力温度场分析软件从辽河油田特种油开发公司使用的实际情况来看该软件能够较好地指导生产获得了很好地经济效益关键词蒸汽吞吐井井筒热传电缆加热空心抽油杆稠油蒸汽热水空气IIIAbstractThemethodofexploitingoilwithinjectingsteamiswidelyusedinmanyheavyoilfieldofourcountry.Atpr

4、esentthefirstphase,steamhuff-puff,stillstays.Whensteamispouredfromtopofoilwell,Heatlossfromtubingtoearthlayershoulddecreaseaswellaspossiblyinordertomakedrydegreeofsteamattheendofwellhigh.Ontheotherhand,Inputheatmustassurethatcasingtemperatureisnotmorethanlimitedsafeone,soheatstresswillnotde

5、structcase,andsuperhightemperaturewillnotdegeneratecementsheathsurroundedbyearthlayer.Theprocedurethathotwaterandsteam,asheatcarriers,arepouredandheatoillayerbetweenearthlayersissyntheticallyincludingphysical,chemicandkineticchange.Whenheavyoilisexploiting,electriccablesareusuallyusedtoheat

6、producedliquidbecauseoflossofwellboreheattransmission.Iftime,temperatureandrangeofheatingarecorrectlyconfirmed,exploitationcostwillreduce,andbenefitwillincrease.Inthispaper,firstly,mechanismofwellboreheattransmissionisanalyzed.Itisintroducedhowtocalculateheatexchangecoefficient.Physicalprop

7、ertiesofwater,steamandoilareshowed.Aprogramofsolvingphysicalpropertiesofwater,steamandoilisfinished.Viscosityanddensityofcrudeoilaregottenbyexperimentations.Atthesametimethewaytocalculationofthemisconcluded.Aniterativealgorithmofdistributesoftemperaturea