吸汽剖面精細(xì)化解釋方法研究.docx

1、吸汽剖面精細(xì)化解釋方法研究I何金寶中國(guó)石油遼河油HI分公司鉆來(lái)r.藝研究院(江寧盤錦124010)摘要通過(guò)吸汽割面測(cè)試可以得到井下蒸汽干度分布和油房的吸汽卅況，為注汽效果分析和注汽參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)由于款據(jù)分析的數(shù)學(xué)模型仇設(shè)卅況與實(shí)際注汽管箕和井下管柱結(jié)構(gòu)相是較大.導(dǎo)致理論模型計(jì)算的沿程干度依偏高，計(jì)算站果直技影響下一為調(diào)整措施，因此來(lái)用注汽系統(tǒng)熱損失和井下蒸汽干度取祥潮試姑果對(duì)模型進(jìn)行校正.給出了校正后的計(jì)算方法。通過(guò)實(shí)例計(jì)算可以看出，實(shí)際的蒸汽干度沿程分布低于校正前的理論計(jì)算值.計(jì)耳林果更加貼近實(shí)際關(guān)鍵詞吸汽制面；注汽骨殘；干度取樣；然損失AbstractThesteamdrynessdis

2、lributionandtheslcumul>M>q>lionconditioninreservoircunIwobtainedbytestingthesteamab-sorplionprofile,whichprovidesthebasisfortheanalysisofsteaminjectionrfleetandIhradjustmentofsteaminjectionparameters.Tliereisagn*atdiflferencebetweenthehypothesesfordataanalysismathematicalmodelandtheactualst

3、ructuresitualionofsteaminj<*<-li(>npiiM'liiu*anddownholestring,whichresultsinthesteamdrynessculculatedbytheonticalmodelishigherthanactualsteamdrynessandtherrforrdirectlyall<*ctsthenextadjustmentineasun*s.theoreticalnuKielforthecalculationofsteamdryiMsiscor-bythelestresultsofthesteami

4、nje<'lionsyslcmheallossandlh<*samplingofdownholesteamdryness,andthecornftrd<,«!-culalionisgiven.ThecasecalculationresultsshowthatthecorrecSdslramdrynessdistributionislowerthanthecalculatedsleamdrynessdistributionbythetheoreticalmodel,andilismoreclosetorralily.Keywordssteaminjection

5、profile：steaminjectionpipeline;drynesssampling;healloss稠油熱采井F動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠提供熱采過(guò)程中注汽井、觀察井和生產(chǎn)井的動(dòng)態(tài)參數(shù)，定性、定量地了解各油層的吸汽狀況、監(jiān)測(cè)注汽質(zhì)址、判斷注汽效果.為及時(shí)了解桐油油藏的開發(fā)動(dòng)態(tài)、進(jìn)行熱采方案調(diào)整及改善注蒸汽開發(fā)效果提供科學(xué)依據(jù)叫因此，稠油熱采井下動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)在湖油注汽生產(chǎn)中發(fā)揮者至美取要的作用。為了分析注汽效果.特別是油層的吸汽效果，通常進(jìn)行吸汽剖面測(cè)試.利用高溫多參數(shù)測(cè)試儀釧獲取井筒不同井深的溫度、壓力、流lit等數(shù)據(jù)凱再通過(guò)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的分析解釋.尤其是各段油層吸汽雖計(jì)算來(lái)判斷油層的吸汽效果.

6、該方法以鍋爐出口的溫度、壓力和干度為計(jì)算起點(diǎn)，計(jì)算地面管線的熱損失得到井口蒸汽干度，以高溫吸汽剖面測(cè)試的溫度JK力數(shù)據(jù)為基礎(chǔ).進(jìn)而計(jì)算得到井底的蒸汽干度值，整個(gè)計(jì)算過(guò)程涉及地面注汽管線和井筒傳熱計(jì)算.并給出相應(yīng)的熱損失情況針對(duì)地而注汽管線熱損失網(wǎng)和井筒傳熱的理論眾多學(xué)若進(jìn)行了大量研究IT,但目前計(jì)算地面管線熱損失的方法僅利用鍋爐出口參數(shù)和井口的溫度壓力數(shù)據(jù).中間計(jì)算所用到的管線外表面溫度等數(shù)據(jù)采用試算迭代算法而得到.并假定整個(gè)注汽管線均為理想的管線加保溫層結(jié)構(gòu)，而蒸汽輸送熱損失包括注汽管線熱損失、閥門熱損失、支墩熱損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)支墩熱損失占輸汽過(guò)程中熱損失的13.6%；閥門散熱損失占輸汽過(guò)程中熱

7、損失的2.3%；注汽管線熱損失占84.1%叫保溫層受注汽、環(huán)境及人為影響會(huì)出現(xiàn)脫落、空隙或失效.導(dǎo)致傳熱系數(shù)與理論伉相差很遠(yuǎn)叫.最終導(dǎo)致井11干度計(jì)算誤差。井筒內(nèi)的干度分布是基于井下實(shí)測(cè)的溫度、壓力值計(jì)算得到.山F井卜條件復(fù)雜，計(jì)算結(jié)果受管柱結(jié)構(gòu)和油層狀況影響很大為了使地面注汽管線和井筒計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確，并噩證井下干度的計(jì)算結(jié)果，引入注汽系統(tǒng)熱損失測(cè)試數(shù)據(jù)叫和蒸汽干度取樣的結(jié)果心吐將注汽管線外表面洲試溫度和井下取祥干度作為模型計(jì)算的部分，進(jìn)而校正吸汽剖面計(jì)算的結(jié)果”1地面注汽管線計(jì)算方法改進(jìn)基金項(xiàng)目：國(guó)家科技幣:大G項(xiàng)“渤海灣盆地遼河坳陷中深層例油開發(fā)技木示范丁程”（編號(hào)：2O11ZXO5O5

8、3）作者簡(jiǎn)介：何金寶（1983-）.男.主要從K油'（m開發(fā)方而的V.作在計(jì)算過(guò)程中.整個(gè)地面管線其有相同的結(jié)構(gòu)、導(dǎo)熱參數(shù)和環(huán)境溫度等.因此計(jì)算過(guò)程需要:給定計(jì)算步K。在計(jì)算熱損失和干度時(shí)需要假定管線的外表面溫度，然后通過(guò)計(jì)算得到外表面溫度。當(dāng)2次計(jì)算的結(jié)果滿足誤差時(shí)，認(rèn)為假定的外表而溫度即為實(shí)際溫度、計(jì)算得到的熱損失和F度即為實(shí)際參數(shù),整個(gè)計(jì)算過(guò)程忽略r注汽管線接頭、閥門、變徑等造成的局部阻力損失，管線門廊中的垂白段的流動(dòng)狀態(tài)也被忽略由于實(shí)際注汽管線保溫層受多種因素的影響會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)熱系數(shù)出現(xiàn)較大變化，閥門、接頭和支架部位也經(jīng)常缺失保溫層.導(dǎo)致實(shí)際管線表面溫度要遠(yuǎn)高于理論計(jì)算值.因此引人

9、注汽系統(tǒng)熱損失測(cè)試到的管線外表面溫度數(shù)據(jù)以實(shí)測(cè)的外表而溫度為域準(zhǔn)計(jì)算保溫層輻射換熱系數(shù).得到真實(shí)的強(qiáng)迫對(duì)流換熱熱阻.同時(shí)計(jì)算出每段管線的熱損失,最終計(jì)算出整個(gè)管線的干度分布。在計(jì)算過(guò)程中,每段管線和保溫層的參數(shù)如管段K度、傾角、保溫層導(dǎo)熱系數(shù)、實(shí)際保溫層厚度、實(shí)測(cè)外表面溫度、實(shí)測(cè)環(huán)境溫度均由注汽系統(tǒng)熱損失測(cè)試結(jié)果給定.采用公式(1)計(jì)算管外壁至大氣的輻射換熱系數(shù)(A/)o妒=5.67印件薩)七(£_)/(7；-7；)式中/為管壁外黑度；7；為空氣平均溫度(實(shí)測(cè)),5.為絕熱層外壁溫度(實(shí)測(cè))，弋由公式(2)管線對(duì)流換熱系數(shù)加'普Re"(2)式中:入。為空氣的導(dǎo)熱系數(shù)

10、,kcal/(h-m-T)；/?e為雷諾數(shù).Re=iJ)s/v；*為風(fēng)速(實(shí)測(cè))，m/s；v為空'(的運(yùn)動(dòng)黏度,m7s；/Z為絕熱層外徑(實(shí)測(cè)),m；C,n根據(jù)Re按照表I選取表1不同富諾數(shù)下的C、”值Re58080-5x10'5xlO55xl(r>5x10*C().8100.6250.1970.023n0.400.460.600.80管線外表面熱阻(&):”、一EhfjR(3)式中：似=加'+h,kcal/(nrhT)；ruu外半徑,m為管線的由此得到該管段實(shí)際的熱損失為：(4)在計(jì)算過(guò)程中采用公式(5)(8)計(jì)算管段之間的R部阻力損失5V2+V饋)(7

11、)式中:板為液體單向流的局部壓強(qiáng)損失,Pa；X為馬蒂內(nèi)利參數(shù);p廣為液相平均密度,kg/m3；p,為汽相平均密度,kg/mM為液相平均黏度,mPaw,為汽相*均黏度.mPa-s»若(8)式中g(shù)為局部阻力系數(shù);g為重力加速度,m/；“為液體的平均流速.m/s2井筒熱損失計(jì)算方法改進(jìn)井筒內(nèi)干度的沿程分布計(jì)算是以井口為節(jié)點(diǎn),利用井口的溫度、壓力、干度、注汽景計(jì)算得到井筒內(nèi)的蒸汽度分布；吸汽剖面測(cè)試到的參數(shù)為溫度、壓力、流量，井筒內(nèi)的F度分布是根據(jù)溫度斥力實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)it算得到,計(jì)算結(jié)果只能通過(guò)調(diào)整相關(guān)系數(shù)進(jìn)行校正，但.校正過(guò)程受主觀因素影響較大；i(iiI-度取樣的結(jié)果恰恰彌補(bǔ)了這一點(diǎn)，井下取

12、樣可以取得井K多點(diǎn)的蒸汽樣品.化羚徂到對(duì)應(yīng)的度.用此度伉校正4參數(shù)計(jì)算的干度.較好的避免計(jì)算過(guò)程的人為干預(yù)。在取樣深度處用取樣F度值對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校正.通過(guò)多個(gè)點(diǎn)的校正使計(jì)算得到的)1-筒干度分布更加符合實(shí)際悄況3實(shí)例計(jì)算某注汽井在注汽階段先后進(jìn)行r注汽系統(tǒng)熱損失測(cè)試、高溫吸汽剖面測(cè)試和井卜.任意點(diǎn)度取樣測(cè)試.測(cè)試時(shí)的注汽參數(shù)見表2.井卜取樣結(jié)果見表3。表2某注汽井注汽參數(shù)參數(shù)(ft參數(shù)(ft鍋爐出口溫度/r327井口溫度凡306.29鍋爐出口壓力/MPa13.1井口壓力/MPa9.459注汽排量/(fh)18環(huán)境平均擔(dān)度17.8鍋爐出口干度/%75平均風(fēng)速/(m-#-1)l.l表3井下取樣干

13、度測(cè)點(diǎn)深度干度值測(cè)點(diǎn)深度卜度侃測(cè)點(diǎn)深度干度值Zm/%/m/%/m/%306070()53135045。=為"|+¥+立)(5)分別采用改進(jìn)前的計(jì)算模烈和改進(jìn)后的模型對(duì)地而管線及井筒內(nèi)的蒸汽r度分布進(jìn)行計(jì)算.改進(jìn)前的模型計(jì)算得到的管線外表面溫度與實(shí)測(cè)的溫度對(duì)比結(jié)果如圖1所示從圖I可以看出.地而管線受保溫層狀況的影響，外表面溫度并不均勻，最高溫度達(dá)到303.8勾.平均溫度148.56改進(jìn)前計(jì)算模型計(jì)算得到的管線外壁溫度基本不變，平均溫度為54.8r由于熱損失是影響干度的主要因素.這樣的差異勢(shì)必對(duì)干度計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，干度計(jì)算結(jié)果如圖2所示°從圖2叮以看出，山實(shí)測(cè)

14、管線外壁溫度計(jì)算得到的管線沿程干度低于改進(jìn)前的干度位.在管線外表面溫度較高的管段，干度降低梯度增大，終點(diǎn)干度伉較低.在保溫效果較好的區(qū)域.干度降低幅度小.符合干度隨熱損失變化的規(guī)律圖2地面管線干度分布計(jì)算結(jié)果對(duì)比分別將地面管線計(jì)算得到的井口干度值輸入到改進(jìn)前的模型和用干度取樣校正的模型中計(jì)算井筒內(nèi)蒸汽F度分布，計(jì)算結(jié)果見表4。從表4可以看出，改進(jìn)前的模型計(jì)算得到的井底干度普遍偏高，最終計(jì)算得到喇叭口出口1371.9m處的干度為58.2%.利用干度取樣的結(jié)果對(duì)模型校正后，計(jì)算的到喇叭口出口處的干度為44.9%o表4井簡(jiǎn)干度計(jì)算與取樣結(jié)果對(duì)照表深度/m干度/%深度/m干度/%深度/m干度/%改進(jìn)前

15、模型25.665.7700.761.71349.758.3校正后模型25.665.3700.753.11349.745.2干度取樣30.060700.0531350.0454結(jié)論I) 受注汽管線保溫層狀況的影響.地面管線各段熱損失量比理論伉大.且直觀的反應(yīng)在管線外表面的溫度上，受其影響.管線內(nèi)注入蒸汽的干度明顯低于模型改進(jìn)前管線內(nèi)計(jì)算得到的干度.最終導(dǎo)致井口F度計(jì)算的誤差，這將宜接影響井卜蒸汽干度的分布。2) 干度取樣測(cè)試取樣點(diǎn)數(shù)有限.因此僅能通過(guò)有限的幾點(diǎn)取樣度值對(duì)理論模型進(jìn)行校正，校正后模型計(jì)算出的干度值低于校正前的理論計(jì)算值。3) 注入蒸汽在注入地層過(guò)程中.受實(shí)際的地面管線和井下管柱結(jié)構(gòu)

16、的影響與理論模刑假設(shè)情況相去甚遠(yuǎn)，因此造成理論模型計(jì)算偏差由此計(jì)算得到井下的注汽參數(shù)誤差較大.不利于注汽效果分析并指導(dǎo)下一步注汽調(diào)整。4) 采用注汽系統(tǒng)熱損失測(cè)試和井下蒸汽干度取樣測(cè)試的結(jié)果對(duì)地而管線、井筒蒸汽干度計(jì)算的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行校正后.模型計(jì)算結(jié)果更加接近實(shí)際情況，有效的提高了注汽效果分析的準(zhǔn)確性。參考文獻(xiàn)：|1|朱忠海.膺海濤.國(guó)內(nèi)倒油熱采井下動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀J|.石油儀.2006.20(4):5-7.|2趙業(yè)12.崔士言鄧中尤.等.高溫代容數(shù)吸汽剖而精細(xì)化測(cè)試技術(shù)J.中國(guó)化匚裝ft.2004.l7(zl):285-290.3|郭宏帥.E萌.件港.等.關(guān)于吸汽剖面測(cè)試中油層吸汽ht計(jì)算方法研究J.中外能源.2013.18(2):51-53.|4|候志杰.例油區(qū)熱采注汽管網(wǎng)優(yōu)化與注煙道氣T.藝技術(shù)研究I).大連：大連理大學(xué).2002:8-14.|5師罹利.注過(guò)熱蒸汽井筒-油破系統(tǒng)熱傳遞規(guī)律研究|1)|.東評(píng):中國(guó)石油大學(xué),2011:20-25.|6王忠華.隔熱油管傳熱劑影響因素研究.大慶:大慶石油學(xué)院,2009:4-10.7李輝.稠油熱采注蒸汽地面管線與井筒水力熱力學(xué)耦合模型研究|D.成都：西南石油大學(xué).2005:25-28.8幼永濤.蒸汽驅(qū)全程熱損及注汽參數(shù)優(yōu)選研究|D.大慶:大慶石油學(xué)院,2007:14-27.9|王本臣.孔慶華.張腰.等.注汽管線保溫材料傳