油井热洗热流耦合场及温度监测系统研究

摘要

原油开采过程中，原油从井底向上运动，温度和压力逐渐降低，溶解在石油中的蜡逐渐析出，并沉积在油管壁上，使油流阻力增大，泵效下降，因此必须采取一定的措施，对油井进行定期清蜡，热洗是目前大庆油田采取的主要清蜡措施，传统的热洗参数仅靠操作人员经验控制，热洗效率低下，能耗大，因此，对热洗过程热流耦合场分析，实时监测热洗过程热洗液温度，确定合理热洗参数，提高热洗效率成为目前亟待解决的难题。
　　本文以热洗液、井筒、地层为研究对象，建立油井热洗过程热流耦合模型，计算热洗过程热洗液沿井深方向的温度分布，分析得出影响热洗效率的主要参数是热洗液入口温度、热洗液注入流量、热洗产液量、热洗时间，利用Fluent软件建立油井热洗过程热洗液温度的有限元模型，分析各个参数对热洗过程热洗液温度的影响情况，通过热流耦合模型与Fluent仿真结果对比，突出了所建立的热流耦合模型的优势，分析了利用本文建立的热流耦合模型确定热洗参数的可行性。
　　研制油井热洗过程拉曼光纤温度监测系统。首先提出拉曼光纤温度监测系统总体设计方案，其次针对油田井下的特殊工况设计传感器结构，包括对光纤传感器进行合理封装，设计相应的传感器井下定位和保护装置，并分析传感器封装后的温度多界面传递问题，最后实验标定了拉曼光纤温度传感器的测温灵敏度。
　　利用自主研制的油井热洗过程拉曼光纤温度监测系统进行现场温度监测试验。实时监测大庆油田某试验井多次超导车热洗时的热洗液温度，得到油井热洗过程热洗液温度沿井深方向的分布规律，分别监测试验井采用其它三种不同热洗方式时的热洗液温度，对四种热洗方式进行归一化分析，逐一改变各个热洗参数，得到热洗液温度随各个参数的变化情况。
　　确定试验井热洗参数。将大庆油田某试验井热洗过程油套环空内热洗液温度的现场监测值，与利用本文建立的热流耦合模型计算得到的该试验井热洗过程热洗液温度值比较，计算结果和实测数据的绝对误差在3℃以内，本文建立的热流耦合模型准确性高。利用本文建立的热流耦合模型确定大庆油田某试验井采用不同热洗方式时的热洗参数，该热洗参数确定方法同样适用于其它油井，本文提出的热洗参数确定方法，可以明显提高油井热洗效率，延长热洗周期，节约能源。

目录

油井热洗热流耦合场及温度监测系统研究

油井热洗热流耦合场及温度监测系统研究

SDUDY OF HEAT FLUID COUPLING DURING THE PROCESS OF CIRCULATION OF WARM LIQUID AND TEMPERATURE MONITORING SYSTEM

摘要

Abstract

目录

第1章绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 课题研究目标和拟解决的关键问题

1.4 课题主要研究内容

第2章热流耦合模型建立及Fluent仿真

2.1 引言

2.2 热洗过程热流耦合模型建立

2.3 热洗液温度Fluent建模仿真分析

2.4 Fluent仿真与热流耦合模型对比分析

2.5 本章小结

第3章拉曼光纤温度监测系统的研制

3.1 引言

3.2 拉曼光纤温度监测系统总体设计

3.3 传感器结构设计及温度多界面传递分析

3.4 传感器标定实验

3.5 本章小结

第4章温度监测试验与热洗参数确定

4.1 引言

4.2 现场试验方案

4.3 试验数据采集与分析

4.4 热洗参数确定

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及其它成果

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致谢