電加熱高凝稠油井下溫度分布研究.pdf

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，