电潜泵井泵下掺稀井筒温度分布计算模型研究

井筒流体温度分布计算方法在多相管流压力计算中，需要油藏流体的高压物性数据，而流体的高压物性对压力和温度非常敏感，因而准确预测多相流体的温度是压力梯度计算的基础。

另外，油藏流体沿井筒向地面流动过程中，随着不断散热，其温度将不断降低，油温过低可能导致原油结蜡，因而多相流体温度的准确预测对怎样采取防蜡措施、是否增加井口加热设备等也是很重要的。

国内外对井筒流体温度分布进行了大量的工作。

早在1937年，Schlumberger 等人就提出了考虑井筒温度分布的意义。

五十年代初期，Nowak 和Bird 通过井筒温度分布曲线解释注水和注汽剖面。

Lasem 等人于1957年首先提出了计算井筒温度分布的方法。

Ramey.H.J 于1962年首先用理论模型描述了井筒中流体温度分布于井深和生产时间的关系。

Ramey.H.J 从能量守恒的观点出发，建立了计算井筒温度分布的能量守恒方程JdW dQ J g uduJ g gdZ dH l c c -=++(2-8)Ramey.H.J 利用该模型推导了向井中注入液体和气体时的温度分布公式。

当注入液体时：Azl e b aA t T b aA aZ t Z T --+++-=])([),(0(2-9)当注入气体时：A zl e c a A b t T c a A b aZ t Z T -⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛±+-++⎪⎭⎫ ⎝⎛±-+=7781)(7781),(0(2-10)式中： []Ukr t Uf r k W A c 112)(π+=Eickmeier 等人于1970年在Ramey.H.J 研究的基础上建立了一套关于注液和产液期间液体和井筒周围地层间热交换的有限差分模型。

计算过程中，将油管、套管、水泥环及地层的传热全都考虑在内。

但作者仍然只是研究单相流体的温度分布，传热计算中把流体的物性等都看作是常数。

后来，Satter 对注蒸汽是相态的变化对温度分布的影响进行了研究。

基于电参数的潜油电泵井动液面计算模型陈德春;姚亚;吕飞;张舒心;肖良飞【摘要】针对目前潜油电泵井动液面实时监测困难,影响生产效率与效益的问题,基于潜油电泵井生产系统的构成和机采设备的工作原理,考虑油套环空中液面以上气体的热辐射、液面以下液体的热传导作用和电机、电缆发热等影响,建立了"四段法"潜油电泵井井筒流体温度计算模型;研究分析了实时监测的地面电参数与潜油电泵输入功率、泵有效举升高度、泵吸入口压力的内在关系以及潜油电泵的工作特性,推导了基于地面实测电参数的潜油电泵井动液面计算模型.现场17口油井资料计算分析结果表明:模型准确度较高,井筒流体温度的平均相对误差为8.75%,动液面的平均相对误差为6.98%.该方法能够实时准确地计算潜油电泵井动液面,为潜油电泵井智能化管理和实时优化调整提供理论和技术支持.%This article is aimed at solving the problem existing in wells with electric submersiblepump( ESP )that real-time monitoring of dynamic liquid level is difficult and therefore affects production efficiency. A calculation model for fluid temperature in wells with ESP is built with'four-sect method'considering thermal radiation of gas above liquid level in casing-tubing annulus and thermal radiation of liquid,heating of motor and electric cables be-low liquid level,based on the composition of production system of wells with ESP and working principle of mechan-ical production equipment. The relationship between surface electric parameters monitored in real time and input power of ESP,effective lifting height of pump and pressure at the suction inlet of the pump and working characteris-tics of ESP are analyzed. The calculation model for dynamic liquid level in wells with ESP is derivedbased on elec-tric parameters measured on the surface. The calculation and analysis of data from 17 oil wells show high accuracy of the model,that average relative error for fluid temperature in the wellbore is 8. 75% and that average relative er-ror for dynamic liquid level is 6.98%. The method accurately calculates dynamic liquid level in wells with ESP and provides theoretical and technical assistance for intelligent management and real-time optimization and control of wells with ESP.【期刊名称】《特种油气藏》【年(卷),期】2017(024)004【总页数】5页(P156-160)【关键词】潜油电泵井;动液面;温度;电参数【作者】陈德春;姚亚;吕飞;张舒心;肖良飞【作者单位】中国石油大学(华东),山东青岛 266580;中国石油大学(华东),山东青岛266580;中国石油大学(华东),山东青岛 266580;中国石油大学(华东),山东青岛266580;中国石油大学(华东),山东青岛 266580【正文语种】中文【中图分类】TE377潜油电泵举升工艺[1-8]是油井保持或提高产量的主要途径之一，其动液面是判别油井供液能力和分析油井生产状况的重要资料。

小井眼超深井井筒温度预测模型及降温方法研究
刘涛;何淼;张亚;陈鑫;阚正玉;王世鸣
【期刊名称】《钻采工艺》
【年(卷),期】2024(47)3
【摘要】顺北区块超深小井眼钻井井底高温问题突出,明确井筒温度场分布规律并探讨高效降温方法对于保障该地区钻井安全具有重要工程意义。

文章基于超深小井眼钻井工艺,综合考虑钻井液黏性耗散、钻柱偏心和旋转及钻头破岩等多种热源项对井筒温度的影响,建立了适用于小井眼超深井的井筒瞬态传热模型,并提出针对性的降温方法,然后采用MWD实测数据及商业软件Drillbench进行对比验证,本模型预测值与随钻数据更为吻合,误差在2%以内;钻柱隔热可降低井底温度33℃,钻井提速、增加排量等其它方法可使井底温度降低3~10℃,采用地面降温法的降温效率呈现显著的边际递减效应,即井越深其降温能力越有限。

针对单一降温方法降温效果不够显著,建议综合多种降温方法有效降低井筒温度。

本研究成果可为小井眼超深井的井筒温度准确预测和降温方法优选提供理论指导。

【总页数】8页(P65-72)
【作者】刘涛;何淼;张亚;陈鑫;阚正玉;王世鸣
【作者单位】长江大学石油工程学院;油气钻采工程湖北省重点实验室•长江大学;荆州嘉华科技有限公司;天津汇铸石油设备科技有限公司;天津市油气与地热完井工具重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TE2
【相关文献】
1.超深井掺稀降黏井筒温度分布模拟研究
2.深水超深井钻井井筒温度剖面预测
3.顺北一区小井眼超深井井筒温度场特征研究与应用
4.超深井井筒温度数值模型与解析模型计算精度对比研究
5.深井超深井注入过程井筒温度场模型研究及应用
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作者简介:石在虹,女,1963年4月生,1985年毕业于大庆石油学院采油工程专业,并于1990年获硕士学位,现在中国科学院力学研究所攻读博士学位,副教授。

文章编号:0253Ο2697(200301Ο0100Ο05电潜泵井生产动态分析石在虹1李波2崔斌1吴应湘1(11中国科学院力学研究所北京100080;21中海石油(中国有限公司天津分公司天津300452摘要:提出了原油物性模拟的修正模型,其结果与PV T 曲线具有良好的相关性。

给出了电潜泵内流体温升及井筒中流体温度梯度的计算方法。

通过引入井眼轨迹的描述与计算技术,成功地解决了弯曲井段的多相流计算问题,从而可以计算出任意井眼形状中的参数分布规律。

在此基础上,借助于毛细管、动液面或泵特性测试资料,实现了对电潜泵井生产动态的模拟和分析,并在现场应用中收到了良好的效果。

关键词:电潜泵;多相流;生产动态;模型;测试;模拟中图分类号:TE833文献标识码:AProduction performance analysis of oil w ell with submersible electric pumpSHI Zai-hong 1L I Bo 2CU I Bin 1WU Y ing-xang 1(1.Institute of Mechanics ,Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100080China ; OOC Tianjin Oilf ield B ranch ,Tianjin 300452,ChinaAbstract :A modified model to simulate the crude properties is presented ,and its results correlate well to the PV T curve.The calculation methods for the fluid temperatureincrement in the submersible electric pump and the temperature gradient along the well bore are also developed.By introducing the techniques for describing and calculating the trajectory of a well bore to the multiphase flow calculation ,the problems appeared in calculation for the curved well bore sections were successfully solved.As a result ,the distribution of every parameter along the well bore with any shape can be found.On the basis of these ,the simulation and analysis on production performance for a well with submersible electric pump were achieved by means of the test data fromcapillary ,producing fluid level and pump characteristic curves.This method has brought a good effect when used in oil fields.K ey w ords :submersible electric pump ;multiphase flow ;production performance ;model ;testing ;simulation电潜泵是一种最早用于采油的人工举升设备,是提高采液速度、实现油井继续稳产的有效途径。

抽稠泵掺稀井井筒温度场计算关小旭;杨火海;靳永红;邹祥【摘要】掺稀降黏举升工艺是塔河油田稠油开采的主要工艺技术。

塔河稠油区块的掺稀工艺主要以套管掺稀为主，所以针对套管掺稀自喷井建立温度场的数学模型。

假设油井井底温度和地温梯度是不变化的，整个井筒中的温度分布就只受到距井底距离l和与油井产量有关的水当量W的影响。

套管掺稀井井筒内流体热交换的过程比较复杂，油套环空中的掺入液通过油管和产出液发生热量交换，还通过井中的套管及水泥环与地层中的岩石发生热量交换。

通过对塔河油田某掺稀自喷井进行实例计算，得出了井筒温度分布。

从计算结果来看，理论计算值与生产实际值较为符合，因此该计算方法可作为抽稠泵井筒温度场计算的依据。

【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】2页(P36-37)【关键词】抽稠泵;温度;井筒;数学模型;传热系数【作者】关小旭;杨火海;靳永红;邹祥【作者单位】成都理工大学能源学院; 西南石油大学;成都理工大学能源学院; 西南石油大学;中国石化西北局塔河油田;中国石油西南油气田分公司川中油气矿【正文语种】中文塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩油藏，稠油油藏埋藏深度在5 400m以下，具有极强的非均质性，高密度、高黏度、高沥青质、超深、超稠的三高两超”特点，井况条件复杂。

原油地面黏度介于700~800mPa·s（70℃），稠油密度介于0.95~1.08 g/cm3。

随温度的降低，油的黏度急剧增加，原油在井筒流动过程中流动性变差。

掺稀降黏举升工艺是塔河油田稠油开采的主要工艺技术。

1 模型假设塔河稠油区块的掺稀工艺主要以套管掺稀为主，所以针对套管掺稀自喷井建立温度场的数学模型。

建立井筒温度场的数学模型时，做如下假设[1]：①把井筒中的传热看成是稳态传热；②井筒到地层的热损失是径向的散热损失，井深方向的传热不予考虑；③井筒中油、水比热容的变化较小，不影响计算，可视为常数，对于油管、套管、水泥及环空流体的热容量可以不考虑；④井径的变化不随井深的改变而变化，地层具有各向同性；⑤井中两相混合流的热特性比较均匀；⑥井筒中的流体具有不可压缩性。

潜油电泵井油套环空泵上掺稀油井筒流体温度模型陈德春;李昂;高莉;朱泽军;姜东【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2013(034)005【摘要】针对深层稠油井筒流动性差、举升效率低的问题,结合潜油电泵高排量、使用范围广以及管理方便的特点,研究了潜油电泵井在油套环空泵上掺稀油举升工艺.综合考虑潜油电机以及电缆散热作用和掺入稀油参数的影响,基于热能守恒原理,推导建立了潜油电泵井油套环空泵上掺稀油井筒流体温度计算模型,分析了掺入稀油温度、稀油量以及掺稀点深度对掺入稀油的混合流体的温度分布的影响.研究结果表明,提高井口掺入稀油的温度可提高井筒产出液的井口温度,有利于原油地面集输；随着掺入稀油量的增加,掺入稀油的混合流体的温度在近井口段升高,在靠近掺稀点深度处略有降低；增加掺稀点深度,掺入稀油的混合流体的温度略有降低,并且沿着掺稀点至井口的方向,降温幅度越来越小.该研究对于潜油电泵井油套环空泵上掺稀油举升工艺参数的优化具有重要的理论和应用价值.【总页数】4页(P591-594)【作者】陈德春;李昂;高莉;朱泽军;姜东【作者单位】中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580;中国海油能源发展股份有限公司钻采工程研究院,天津300452;中国石化西北油田分公司采油三厂,新疆库尔勒841000;中国石化胜利油田分公司采油工艺研究院,山东东营257000;中国石化胜利油田分公司采油工艺研究院,山东东营257000【正文语种】中文【中图分类】TE355.52【相关文献】1.潜油电泵井油套环空泵下掺稀油井筒流体温度计算模型 [J], 陈德春;李昂;刘均荣;朱泽军;姜东2.稠油井油套环空泵上掺水降粘举升工艺 [J], 陈德春;薛建泉;孟红霞;刘洋3.高温高压井油套环空早期圈闭压力研究 [J], 李成;管志川;张波;周阳阳;王庆;闫炎;韩超4.储气库井油套环空注保护液和氮气柱对比 [J], 蒋敏;檀朝东;李隽;程心平;李静嘉5.油套环空放空防止气井井筒生成水合物技术 [J], 李颖川;王志彬;钟海全因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

潜油电泵井油套环空泵下掺稀油井筒流体温度计算模型陈德春;李昂;刘均荣;朱泽军;姜东【摘要】为了解决塔河油田深层稠油井筒流动性差和举升效率差等问题,结合潜油电泵排量高、使用范围广以及管理方便的特点,对潜油电泵井油套环空泵下掺稀油举升工艺进行研究和应用.综合考虑潜油电机以及电缆加热作用和掺入稀油参数的影响,基于热能守恒原理,推导潜油电泵井油套环空泵下掺稀油井筒流体温度计算模型,分析不同井口掺入稀油的温度、掺入稀油量以及掺入点深度对井筒流体温度分布的影响.结果表明:在一定的掺入点深度处,掺入稀油温度的增加,能有效增加上部和近井口处的地层产出液与掺入稀油的混合液的温度,有利于地面集输,但对近掺稀点深度处的混合液的温度影响较小;随着掺入稀油量的增加,近井口段地层产出液与掺入稀油的混合液温度增加,靠近掺稀点深度处混合液温度略有降低;增大掺稀点深度,地层产出液与掺入稀油的混合液的温度略有增加.【期刊名称】《中国石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(037)006【总页数】5页(P87-91)【关键词】稠油;潜油电泵井;掺稀油;降黏;温度分布;计算模型【作者】陈德春;李昂;刘均荣;朱泽军;姜东【作者单位】中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580;中海油能源发展股份有限公司钻采工程研究院,天津300452;中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580;中国石化股份公司胜利油田分公司采油工艺研究院,山东东营257000;中国石化股份公司胜利油田分公司采油工艺研究院,山东东营257000【正文语种】中文【中图分类】TE355塔河油田油层埋深大、原油黏度大、开采难度大，为改善井筒流体流动条件，采用油套环空掺稀油降黏举升工艺技术［1-5］。

目前，塔河油田掺稀油潜油电泵井80口，占潜油电泵井总井数的64%。

由于掺入稀油，井筒中流体温度受到影响，且与掺入稀油量、井口掺入稀油温度及掺稀点深度等有关，进而影响井筒流体的流动特性和潜油电泵的工况。

常规井井筒温度场井筒内温度分布会影响钻井液性能、钻具应力、井壁稳定等，是钻井过程中需要考虑到重要因素。

常规井井筒中的微元能量平衡方程式为K i[T-(t o-m·l)]dl+(G f+G g)·g·dl-q·dl=-WdT式中,,K i为从油管中的流体至地层间单位管长的传热系数，W/（m·℃），当k为每平方米油管表面积的传热系数时，K i=kπd，W/（m·℃）；T为油管中油气混合物的温度,℃，t o为井底原始地层温度,℃，m为地温梯度,℃/m，通常m=0.03~0.035℃/m；l为从井底至井中某一深度的垂直距离；q为通过油管的石油析蜡时放出的熔解热,分摊于全井筒,作为内热源,对于含蜡很高的原油,内热源作用不应忽略,W/m，G f、G g分别为产出石油和伴生气通过油管的质量流率,kg/s；(G f+G g)g·dl为油气混合物的举升功,实际上可忽略不计；W=G f G f+G g G g为水当量，W/℃；G f、G g相应为石油和伴生气的比热,J/(kg·℃)。

1.2开式热流体正循环井筒温度场循环的热流体从油管进人井筒流向油井深处与产出原油混合,经油套环形空间返回地面。

开式热流体正循环的能量平衡方程组如下K11，k13分别为油管内外流体间、环形空间流体与地层间的传热系数,W/（m·℃）；W2为循环流体的水当量,W/℃；W为从油管引出流体的水当量,W/℃；T为循环热流体的温度,℃,θ为从油管产出的油气混合物其中包含了循环热流体的温度,℃。

1.3电加热井筒温度场的计算空心杆恒功率电加热的能量平衡方程组为Ki，kl1和kl3分别为产液与地层间、产液与油管管壁间和套管管壁与地层间的传热系数,W/（m·℃）。

2.传热模型求解2.1油管中流体至水泥环外壁的传热由传热系数和热阻定义，井筒内到水泥环外壁的总传热系数为3.计算实例4 现状目前油井的温度监测大部分依然采用红外测温仪、红外热成像仪等单点式温度传感测量仪，具体方法是在暂停油井生产的条件下将温度测量仪下入到油套环空的某一特定深度位置用来检测其温度。

海上电潜泵井温度场计算及影响因素研究打开文本图片集摘要：海上油井的井身结构不同于陆上油井，电潜泵采油井筒温度场的准确计算对于井筒流动保障意义重大。

本文基于热力学、传热学理论，考虑了海水和空气、动液面以上环空气体以及原油热对流影响下的井筒温降，根据井身结构分段计算井筒中的总传热系数；采用解析方法建立井筒传热模型；对于电潜泵油井，在模型中还考虑了电机发热以及电缆沿程散热。

本文对渤海某一海上电潜泵生产油井进行温度预测，分析了海水段对流作用以及电泵机组、电缆沿程发热对井筒温度的影响。

计算结果表明：海水、空气段对流换热对井筒温度影响较大，对流影响越大，则温度下降越快；电机、电缆散热会使产出流体温度升高，但电缆沿程散热对于井筒的温度场影响较小。

关键词：海上油井；井筒传热；电潜泵井；温压耦合中图分类号：TP3 文献标志码：A 文章编号：1672-9129（2017）03-0069-05 Abstract：Wellbore structure of the offshore well is different from the onshore well，accurate prediction of the temperature profile of the ESP well is significant for flow assurance. Based on the theory of thermodynamics and heat transfer，this paper calculates the temperature drop along the wellbore under the influence of seawater and air，the annular gas above the dynamic liquid level and the thermal convection of the oil. In the calculation process，the total heat transfer coefficient in the wellbore is calculated according to the wellbore structure and the wellbore heattransfer model is established by the analytical method. For the ESP well，the heating of the motor and the cable are also taken into account in the model. In this paper，an ESP well in the Bohai oilfield is taken as an example to calculate the temperature profile along the wellbore and then analyze the effects of the sea water convection and the cable heating. The results show that the water and air convection have great influence on the temperature profile，the greater of convection coefficient is，the more quickly the temperature drops，with the heating of the motor and cable，the wellhead temperature increases，but the cable heating along the well contributes very little.Keywords：the offshore well；heat transfer；the ESP well；temperature and pressure coupling引言目前陆地油田常用的油井井筒的温度分布计算一般是将井底温度和井口温度作为已知条件，通过计算沿井筒中各部分的热量损失最终确定井筒中的温度分布，即确定井筒中各段的热传导能力来研究井筒中的温度分布。

稠油掺稀开采井筒内温度分布规律
傅礼兵;姚约东;曹立营;王涛
【期刊名称】《油气田地面工程》
【年(卷),期】2010(029)009
【摘要】稠油在井筒中的流动阻力很大,造成稠油生产困难,而采用套管掺稀油工艺,可以使井筒中的混合液保持较低黏度,减小井筒流动阻力.根据传热学和能量守恒原理,采用节点系统分析的思想,考虑油管、套管、水泥环及地层之间的传热,建立稠油掺稀井筒和套管内流体温度分布数学模型.运用高斯列主元对模型进行求解,并对油管中的温度分布规律进行了分析,总结出影响掺稀效果的主要影响因素,为掺稀开采稠油油藏的参数设计提供了依据.
【总页数】2页(P14-15)
【作者】傅礼兵;姚约东;曹立营;王涛
【作者单位】北京中油锐思技术开发有限责任公司;中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室;中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室;中海油田服务股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE3
【相关文献】
1.春光油田稠油井筒掺稀降黏室内实验研究 [J], 赵仁保;衡明浩;贾莹莹
2.稠油开采中井筒温度影响因素分析 [J], 单学军;张士诚;王文雄;于李萍
3.新疆深层稠油井筒掺稀降黏举升摩阻分析 [J], 张素青;张祖国;柯文奇;牛骏
4.稠油井筒掺稀降黏模拟研究 [J], 柯文奇;石在虹;赵仁保;岳湘安;刘雄志;杨占伟
5.吐哈油田稠油开采掺稀泵泵压与掺稀比关系研究 [J], 刘建华;许福东
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电加热井的井筒温度场数学模型
汪泓
【期刊名称】《油气井测试》
【年(卷),期】2003(012)003
【摘要】运用传热学理论,通过对稠油从井底流出井筒的温度变化、井筒原油与地层之间热交换过程的传热机理研究,建立数学模型,可以模拟不同产量、不同含水的井筒温度剖面,以及电加热所需功率,从而为稠油井电加热生产方案的制定提供科学依据.
【总页数】3页(P1-3)
【作者】汪泓
【作者单位】辽河油田分公司钻采工艺研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TE3
【相关文献】
1.气体钻井空井压井井筒气液两相瞬态流动数学模型 [J], 魏纳;孟英峰;吴鹏程;李皋;方强;李鹏杰;陶祖文
2.稠油空心杆电加热井井筒温度场数值模拟 [J], 高云松;付志远;丁亮亮;罗玉合;罗雷雨
3.井筒温度场在电加热井中的应用 [J], 邓文
4.电加热稠油热采井筒温度场数值计算方法 [J], 朱广海; 刘章聪; 熊旭东; 宋洵成; 王军恒; 翁博
5.井筒电加热改善水平井蒸汽吞吐效果机理实验 [J], 吴永彬;吕柏林;杜宣;卢迎波;蒋有伟;邢向荣
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