蒸汽吞吐井的建模计算与实现

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。