应用热管补偿稠油井筒热损失技术研究

论文摘要

由于稠油具有黏度较大以及黏度对温度的敏感特性,目前国内外对稠油降粘采取了多种措施以保障稠油的正常开采。常用的外部热流体伴热、电加热等方法都不同程度的存在能耗大、生产成本高、采油井下作业复杂、经济效益差等缺点。针对目前稠油开采的这一现状,解决这些稠油生产问题,本文结合已有的热管理论,在前人的研究基础上,设计出能够符合稠油井实际生产情况的抽油杆式重力热管,结合在辽河油田的现场试验,对其传热性能进行分析。本文针对空心抽油杆制成的重力热管展开了以下研究：1.结合已有的热管理论,对重力热管的工作原理及其传热过程进行深入分析,给出了热管各项传热极限的计算方法,提出了重力热管式抽油杆柱设计及伴热效果的分析方法；2.对用重力热管补偿稠油井井筒热损失所构成系统的热平衡进行分析,从理论上得出重力热管的伴热效果；3.在辽河油田欢127块现场施工三口井次,记录试验井在重力热管伴热井筒后的生产数据,并结合历史记录进行对比分析,进一步验证了重力热管伴热稠油井井筒在稠油开采中的可行性,并获得了良好的试验效果；4.通过对比上一年现场试验的三口试验井在同周期时的生产数据,得出重力热管伴热效果的影响因素。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 第一章 前言
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 热管的研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究的主要内容
• 第二章 重力热管基本理论
• 2.1 热管原理
• 2.1.1 热管主要工作过程
• 2.1.2 热管的基本特征
• 2.2 热管的传热极限
• 2.2.1 热管的沸腾极限
• 2.2.2 热管的携带极限
• 2.2.3 热管的吸液极限
• 2.3 重力热管传热过程分析
• 2.3.1 重力热管
• 2.3.2 凝结段的换热
• 2.3.3 蒸发段液膜换热
• 2.3.4 蒸发段液池换热
• 2.3.5 重力热管中的不稳定现象
• 2.4 本章小结
• 第三章 重力热管设计及传热性能分析
• 3.1 管壳选型
• 3.1.1 管壳安全系数的确定
• 3.1.2 管壳尺寸的确定
• 3.1.3 管壳材料优选
• 3.2 管内工质的选择
• 3.2.1 工质的工作温度范围
• 3.2.2 工质热稳定性与壳体材料的相容性
• 3.2.3 工质的热物理性质
• 3.2.4 工质的确定及分析
• 3.3 重力热管内充液量
• 3.4 重力热管传热性能分析
• 3.4.1 压力及温度分布
• 3.4.2 当量导热系数修正
• 3.5 本章小结
• 第四章 重力热管补偿并筒热损失计算
• 4.1 井筒热损失计算
• 4.1.1 导热项描述
• 4.1.2 热损失算法
• 4.2 重力热管传热量计算
• 4.3 系统热平衡分析
• 4.3.1 井筒热损失
• 4.3.2 系统导热平衡
• 4.4 补偿井筒热损失效果分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 重力热管现场试验效果分析
• 5.1 工艺原理及特点
• 5.2 试验井施工前期计算
• 5.3 欢127块重力热管现场试验
• 5.3.1 试验区概况
• 5.3.2 试验井井况
• 5.3.3 欢127-33-16井数据分析
• 5.3.4 欢127-26-33井数据分析
• 5.3.5 欢172-34-16井数据分析
• 5.4 影响热管伴热效果因素分析
• 5.4.1 充液量的影响
• 5.4.2 热管长度的影响
• 5.4.3 地层温度的影响
• 5.4.4 区块地质影响
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要