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注过热蒸汽井筒—油藏系统热传递规律研究

师耀利  
【摘要】:由于石油资源在全球经济中的战略地位作用,保持原油供需平衡已是当务之急,加大对稠油资源的勘探开发力度,已是许多石油公司的共识。目前,地层中多数稠油为特稠油或超稠油,如何改善这类油藏的开发效果,提高最终采收率已是大家面临的难题。注过热蒸汽的开采方式是一种能够降低井筒沿程热损失、提高井底蒸汽干度、扩大油层加热范围的热采方法,能够进一步丰富和完善蒸汽吞吐技术,是一种开采特超稠油油藏的有效途径。 本文首先研究了过热蒸汽的强化采油机理,然后建立了基于质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程的注过热蒸汽井筒压降和热损失计算模型,考虑了井筒流体的相变,着重分析了油套管尺寸组合和热点对总传热系数的影响,根据矿场实际经验,修正了总传热系数的计算公式,通过实例计算,对比分析了注过热蒸汽和注普通湿蒸汽的井筒沿程水力热力参数变化结果,验证了模型的合理性和有效性,与此同时,分析了井口注汽工艺参数对井底注热参数的影响。接着绘制了油藏加热区无因次温度和无因次时间、无因此距离曲线,推导了加热面积随时间的n次幂增加时油藏向顶底盖层的热损失,计算了基于热传导理论的蒸汽前缘附近累积的热量,研究了井底蒸汽潜热占总热量的比值对蒸汽腔的加热面积和热效率的影响。随后,建立了多层油藏的热传递数学模型,通过编程求解得到了每个层的热量分布情况,研究了隔层厚度和热物性对层间热干扰的影响。最后,通过实例解析计算,逐步计算了井筒和油藏系统的热效率,着重分析了过热度、注汽速度、油层厚度、注汽时间对热效率的影响,运用神经网络方法建立这些变量和热效率之间的非线性关系,对井筒和油藏系统的热效率进行预测。井筒和油藏的热传递规律研究为注过热蒸汽的可行性研究提供了主要依据。


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