吸汽剖面精細化解釋方法研究.docx

1、吸汽剖面精細化解釋方法研究I何金寶中國石油遼河油HI分公司鉆來r.藝研究院(江寧盤錦124010)摘要通過吸汽割面測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)致理論模型計算的沿程干度依偏高，計算站果直技影響下一為調(diào)整措施，因此來用注汽系統(tǒng)熱損失和井下蒸汽干度取祥潮試姑果對模型進行校正.給出了校正后的計算方法。通過實例計算可以看出，實際的蒸汽干度沿程分布低于校正前的理論計算值.計耳林果更加貼近實際關(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動態(tài)監(jiān)測技術(shù)能夠提供熱采過程中注汽井、觀察井和生產(chǎn)井的動態(tài)參數(shù)，定性、定量地了解各油層的吸汽狀況、監(jiān)測注汽質(zhì)址、判斷注汽效果.為及時了解桐油油藏的開發(fā)動態(tài)、進行熱采方案調(diào)整及改善注蒸汽開發(fā)效果提供科學(xué)依據(jù)叫因此，稠油熱采井下動態(tài)監(jiān)測技術(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，通常進行吸汽剖面測試.利用高溫多參數(shù)測試儀釧獲取井筒不同井深的溫度、壓力、流lit等數(shù)據(jù)凱再通過對測試數(shù)據(jù)的分析解釋.尤其是各段油層吸汽雖計算來判斷油層的吸汽效果.

6、該方法以鍋爐出口的溫度、壓力和干度為計算起點，計算地面管線的熱損失得到井口蒸汽干度，以高溫吸汽剖面測試的溫度JK力數(shù)據(jù)為基礎(chǔ).進而計算得到井底的蒸汽干度值，整個計算過程涉及地面注汽管線和井筒傳熱計算.并給出相應(yīng)的熱損失情況針對地而注汽管線熱損失網(wǎng)和井筒傳熱的理論眾多學(xué)若進行了大量研究IT,但目前計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)計支墩熱損失占輸汽過程中熱損失的13.6%；閥門散熱損失占輸汽過程中熱

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)與理論伉相差很遠叫.最終導(dǎo)致井11干度計算誤差。井筒內(nèi)的干度分布是基于井下實測的溫度、壓力值計算得到.山F井卜條件復(fù)雜，計算結(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算結(jié)果更加準確，并噩證井下干度的計算結(jié)果，引入注汽系統(tǒng)熱損失測試數(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算的部分，進而校正吸汽剖面計算的結(jié)果”1地面注汽管線計算方法改進基金項目：國家科技幣:大G項“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：2O11ZXO5O5

8、3）作者簡介：何金寶（1983-）.男.主要從K油'（m開發(fā)方而的V.作在計算過程中.整個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.因此計算過程需要:給定計算步K。在計算熱損失和干度時需要假定管線的外表面溫度，然后通過計算得到外表面溫度。當2次計算的結(jié)果滿足誤差時，認為假定的外表而溫度即為實際溫度、計算得到的熱損失和F度即為實際參數(shù),整個計算過程忽略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狀態(tài)也被忽略由于實際注汽管線保溫層受多種因素的影響會導(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)致實際管線表面溫度要遠高于理論計算值.因此引人

9、注汽系統(tǒng)熱損失測試到的管線外表面溫度數(shù)據(jù)以實測的外表而溫度為域準計算保溫層輻射換熱系數(shù).得到真實的強迫對流換熱熱阻.同時計算出每段管線的熱損失,最終計算出整個管線的干度分布。在計算過程中,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)、實際保溫層厚度、實測外表面溫度、實測環(huán)境溫度均由注汽系統(tǒng)熱損失測試結(jié)果給定.采用公式(1)計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(實測),5.為絕熱層外壁溫度(實測)，弋由公式(2)管線對流換熱系數(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；*為風速(實測)，m/s；v為空'(的運動黏度,m7s；/Z為絕熱層外徑(實測),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際的熱損失為：(4)在計算過程中采用公式(5)(8)計算管段之間的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井筒熱損失計算方法改進井筒內(nèi)干度的沿程分布計算是以井口為節(jié)點,利用井口的溫度、壓力、干度、注汽景計算得到井筒內(nèi)的蒸汽度分布；吸汽剖面測試到的參數(shù)為溫度、壓力、流量，井筒內(nèi)的F度分布是根據(jù)溫度斥力實測數(shù)據(jù)it算得到,計算結(jié)果只能通過調(diào)整相關(guān)系數(shù)進行校正，但.校正過程受主觀因素影響較大；i(iiI-度取樣的結(jié)果恰恰彌補了這一點，井下取

12、樣可以取得井K多點的蒸汽樣品.化羚徂到對應(yīng)的度.用此度伉校正4參數(shù)計算的干度.較好的避免計算過程的人為干預(yù)。在取樣深度處用取樣F度值對計算結(jié)果進行校正.通過多個點的校正使計算得到的)1-筒干度分布更加符合實際悄況3實例計算某注汽井在注汽階段先后進行r注汽系統(tǒng)熱損失測試、高溫吸汽剖面測試和井卜.任意點度取樣測試.測試時的注汽參數(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)境平均擔度17.8鍋爐出口干度/%75平均風速/(m-#-1)l.l表3井下取樣干

13、度測點深度干度值測點深度卜度侃測點深度干度值Zm/%/m/%/m/%306070()53135045。=為"|+¥+立)(5)分別采用改進前的計算模烈和改進后的模型對地而管線及井筒內(nèi)的蒸汽r度分布進行計算.改進前的模型計算得到的管線外表面溫度與實測的溫度對比結(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，最高溫度達到303.8勾.平均溫度148.56改進前計算模型計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.這樣的差異勢必對干度計算結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，干度計算結(jié)果如圖2所示°從圖2叮以看出，山實測

14、管線外壁溫度計算得到的管線沿程干度低于改進前的干度位.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算結(jié)果對比分別將地面管線計算得到的井口干度值輸入到改進前的模型和用干度取樣校正的模型中計算井筒內(nèi)蒸汽F度分布，計算結(jié)果見表4。從表4可以看出，改進前的模型計算得到的井底干度普遍偏高，最終計算得到喇叭口出口1371.9m處的干度為58.2%.利用干度取樣的結(jié)果對模型校正后，計算的到喇叭口出口處的干度為44.9%o表4井簡干度計算與取樣結(jié)果對照表深度/m干度/%深度/m干度/%深度/m干度/%改進前

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前管線內(nèi)計算得到的干度.最終導(dǎo)致井口F度計算的誤差，這將宜接影響井卜蒸汽干度的分布。2) 干度取樣測試取樣點數(shù)有限.因此僅能通過有限的幾點取樣度值對理論模型進行校正，校正后模型計算出的干度值低于校正前的理論計算值。3) 注入蒸汽在注入地層過程中.受實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，因此造成理論模型計算偏差由此計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)熱損失測試和井下蒸汽干度取樣測試的結(jié)果對地而管線、井筒蒸汽干度計算的數(shù)學(xué)模型進行校正后.模型計算結(jié)果更加接近實際情況，有效的提高了注汽效果分析的準確性。參考文獻：|1|朱忠海.膺海濤.國內(nèi)倒油熱采井下動態(tài)監(jiān)測技術(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)吸汽剖而精細化測試技術(shù)J.中國化匚裝ft.2004.l7(zl):285-290.3|郭宏帥.E萌.件港.等.關(guān)于吸汽剖面測試中油層吸汽ht計算方法研究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.注過熱蒸汽井筒-油破系統(tǒng)熱傳遞規(guī)律研究|1)|.東評:中國石油大學(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