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文檔簡介
1、稠油因為其十分可觀的儲量,逐漸成為未來世界經(jīng)濟發(fā)展所亟需的的能量來源。我國許多稠油油田已處在蒸汽吞吐開采中后期,其產(chǎn)量和經(jīng)濟效益不斷下降,電加熱井筒降粘技術(shù)作為一種較為新穎的二次熱采技術(shù)逐漸受到了各大油田的重視與應用。目前電熱井采用的電加熱方式主要有空心桿電加熱,油管電加熱,電磁加熱舉升技術(shù)三種。但上述三種電加熱工藝能耗很大,為了優(yōu)化電加熱效率,爭取利用最小的能耗實現(xiàn)最好的加熱效果,要對電加熱井井筒溫度場進行分析,建模,并進行井下溫度剖
2、面監(jiān)測,對所建的理論溫度場模型進行驗證完善,然后利用該模型指導優(yōu)化電加熱工藝。
本文基于電磁學理論,建立了管狀導體集膚效應理論模型。并利用ANSYS建立油管電加熱及空心桿電加熱集膚效應仿真模型,以得到導體截面電流分布規(guī)律和電加熱功率。基于傳熱學原理,應用能量守恒定律,考慮地層溫度場的耦合效應,建立空心桿電加熱方式稠油舉升過程中井底至初始加熱點段、初始加熱點至動液面段,動液面至井口段溫度數(shù)值模型。將各段整合組成全井段溫度分布模型
3、。利用各迭代式,設置合理的起始參數(shù),得到井筒溫度分布曲線。在空心桿電加熱理論模型的基礎上,建立了油管電加熱及電磁電加熱理論模型。
針對電加熱井下監(jiān)測的特殊工況,在分析拉曼光纖實時測溫的原理及其優(yōu)點的基礎上,確定了基于全分布式拉曼光纖傳感器的井下溫度監(jiān)測系統(tǒng)方案。對于井下監(jiān)測條件惡劣,光纖易折損,易被腐蝕的特點,及井下長距離測量的要求,對裸拉曼光纖采用 GFRP-TPEE封裝方式進行封裝。利用穩(wěn)態(tài)導熱原理,計算了封裝后的光纖傳感
4、器的溫度靈敏度,并實驗獲得傳感器的靜態(tài)特性。
本文針對空心桿電加熱方式,利用 MATLAB程序得到了完整的井筒溫度分布曲線。搭建了電加熱井下分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng),并監(jiān)測得到實驗井空心桿電加熱油管溫度分布曲線,與理論計算曲線對比,分析得到理論計算誤差在合理范圍內(nèi),驗證了模型的可行性。利用所建立的空心桿電加熱 ANSYS仿真模型及溫度理論模型,分析各電加熱參數(shù)對井筒溫度分布的影響。并以提高加熱效率,減少能耗為目標,考慮設備的安全性,
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