井筒温度分布开题报告

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CO2驱注采井井筒压力温度分布及管柱校核的开题报告

CO2驱注采井井筒压力温度分布及管柱校核的开题报告一、研究背景和意义随着油田开发逐渐深入，传统的常规油气开采方式已经不能满足产量和经济效益的需求，因此，新型的油田开采技术开始逐步应用，其中CO2驱注采技术是一种比较先进的油藏开发方式。

CO2驱注采技术利用CO2替代常规的水泥浆，对油藏进行驱替作用，减少水的浸润，提高注采效率，从而提高油田开采效率和产量。

而CO2驱注采井井筒压力和温度的分布情况以及管柱校核则是保证CO2驱注采井施工和生产过程中安全运营的重要技术问题。

因此，本研究旨在对CO2驱注采井井筒压力和温度的分布情况及管柱校核技术进行研究和探讨，为CO2驱注采技术的实际应用提供技术支撑和理论依据。

二、研究内容和方法本研究主要包括以下内容：1. CO2驱注采井井筒压力和温度的分布情况研究：建立CO2驱注采井井筒压力和温度的分布模型，通过计算分析得出CO2驱注采井井筒各个位置的压力和温度分布情况，探讨影响CO2驱注采井井筒压力和温度分布的因素。

2. 管柱校核技术研究：根据CO2驱注采井井筒的实际情况，对井筒上的管柱进行校核，确定管柱的材质和规格，通过计算得出管柱的拉弯应力和轴向应力，探讨管柱承受压力的能力。

本研究采用数值模拟和理论计算相结合的方法对CO2驱注采井井筒压力和温度分布情况及管柱校核技术进行研究。

三、预期成果和意义本研究的预期成果包括：1. 建立CO2驱注采井井筒压力和温度分布模型，深入研究CO2驱注采井井筒压力和温度的分布情况，为CO2驱注采技术实际应用提供技术支撑。

2. 确定CO2驱注采井井筒管柱的材质和规格，计算管柱的拉弯应力和轴向应力，探讨管柱承受压力的能力，为CO2驱注采井工程实际设计提供指导意义。

本研究的意义在于为CO2驱注采技术的应用提供更加科学的支撑和理论基础，有助于提高油田开采效率和产量，促进我国油气工业不断向前发展。

海上电泵井井筒流动与换热规律研究的开题报告

海上电泵井井筒流动与换热规律研究的开题报告一、研究背景海上电泵井是深海油田开发中不可或缺的设施之一。

在深海环境下，电泵井井筒内的流动和换热规律对于电泵井的运行和油田开发效果都有着重要的影响。

因此，对于海上电泵井井筒内的流动和换热规律进行深入研究，对于提高电泵井的生产率和安全可靠性具有重要意义。

二、研究内容本研究将从以下两个方面入手，对海上电泵井井筒内的流动和换热规律进行系统研究：1. 海上电泵井井筒的流动规律研究通过文献资料和数值模拟方法，研究电泵井井筒内的流动状态，包括流速、流量、流场分布等，并探究因素，如井筒内环境温度和湿度、油水相对含量等对于流动规律的影响。

2. 海上电泵井井筒的换热规律研究同样，通过文献资料和数值模拟方法，研究电泵井井筒内的换热情况，包括传热系数、传热面积、传热形式等，并探究因素，如井筒内环境温度、井筒内油水相对含量等对于换热规律的影响。

三、研究意义本研究的成果将对于深海油田开发和电泵井运行具有重要的指导意义。

具体包括：1. 建立起电泵井井筒内流动与换热模型，对于电泵井的生产率和安全可靠性提供理论依据和技术支持。

2. 通过探究因素，如井筒内环境温度和湿度、油水相对含量等对于流动和换热规律的影响，为电泵井的设计、运行和维护提供科学依据。

3. 为相关企业提供技术支持和服务，提升中国海洋油气勘探开发的综合水平，增强我国海洋能源安全保障能力。

四、研究方法本研究将采用文献资料、计算机数值模拟等方法进行研究。

具体包括以下几个步骤：1. 收集相关文献资料，了解电泵井井筒的基本结构和工作原理。

2. 建立电泵井井筒内的流动和换热模型，采用计算机数值模拟方法对于流动和换热情况进行模拟和研究。

3. 对于模拟结果进行分析和处理，探究因素，如井筒内环境温度和湿度、油水相对含量等对于流动和换热规律的影响。

4. 提出改进措施和建议，为电泵井的设计、运行和维护提供科学依据。

五、研究计划本研究计划分为以下几个阶段：1. 第一阶段（1-2月）：收集文献资料，了解电泵井井筒的基本结构和工作原理。

钻井液物性参数对深水钻井井筒温度压力的影响的开题报告

钻井液物性参数对深水钻井井筒温度压力的影响的开题报告一、背景介绍随着全球经济的发展，对石油能源的需求量不断增加。

由于陆地油气资源的稀缺性，深水钻井成为了当前石油工业中最为重要的领域之一。

深水钻井是指在水深达到一定深度的海域中进行的石油开采工作，其技术难度和风险极高。

因此，钻井液的物性参数对深水钻井的成功实施具有至关重要的影响。

二、研究问题在深水钻井过程中，钻井液作为一种一般性物料，对目标层次的成功钻探起着举足轻重的作用。

因此，本研究旨在探究钻井液的物性参数（如密度、黏度、粘度、压力等）对深水钻井井筒温度和压力的影响机理及其分析方法。

三、研究目的1、确定钻井液物性参数与深水钻井井筒温度、压力的关系；2、寻找钻井液物性参数优化方案，以提高深水钻井成功率；3、为深水钻井领域的实践和研究提供支持和借鉴。

四、研究内容1、分析深水钻井井筒温度和压力的主要因素；2、研究钻井液的物性参数对深水钻井井筒温度和压力的影响机理及其分析方法；3、探究钻井液的物性参数调节方案，以提高深水钻井成功率；4、通过实验验证研究结果的可行性。

五、研究方法1、文献调研：通过查阅已有文献资料，了解深水钻井井筒温度和压力的主要因素，以及钻井液物性参数的分类、测评和调控方案；2、理论分析：通过分析物理学和地质学基本理论，探究钻井液物性参数对深水钻井井筒温度和压力的影响机理；3、实验研究：通过模拟深水钻井实验，验证研究结果的可行性，并寻找更加优化的钻井液物性参数调节方案。

六、研究意义本研究可以为深水钻井相关企业提供优化钻井液的方案，在保证钻井安全的基础上提高生产效率；同时，研究结果还可以为石油地质学、钻井工程学科的发展提供相关理论和实践支持。

七、预期结果1、研究钻井液流变性参数的优化方案，提高深水钻井井筒温度和压力控制的稳定性和精确性；2、掌握钻井液物性参数对深水钻井井筒温度和压力的影响机理，为深水钻井领域的研究提供理论基础；3、提出一套行之有效的调节钻井液物性参数的方法，为深水钻井企业提供技术指导。

井下电潜式往复泵举升系统的井筒温度场分布研究

＋ｈＲ焘＋ｏ）ｔ（２
其中：为井筒内流体的对流换热系数，（・ａｗ／ｍ。Ｋ）ａ为油管管壁的导热系数，（・；为油；ｗ／ｍＫ）
＼
套环空内流体的对流换热系数，（・，为套ｗ／ｍＫ）
传热学和能量守恒原理，建立了井下电潜式往复泵系统的井筒温度场模型。型中考虑了不同井段的传模
热热阻情况和电机、电缆和泵的热量产生规律，为准确的体现了井筒温度场的实际情况，较为油田中井下电潜式往复泵举升：下电潜式往复泵Ｉ筒温度场；井井影响因素
中图分类号：Ｅ３＋３Ｔ９３．
文献标识码：Ａ
文章编号：０６７８（０１１一Ｏ３一Ｏ１０－９１２１）４１３３如图１所示，在某一深度取一长度为ｄ的微元，ｚ
建立能量平衡方程：
，Ｔ｛
井下电潜式往复泵举升系统是一种用直线电机作为井下动力源的举升系统。整个系统不包含抽油
度，ｍ。ｗ／
３计算结果分析
对于井下电潜式往复泵，产液量与泵功率成比例，电缆产生的热流密度与电流平方成比例，以而所
电缆产热可以作为产出流体的加热电源。同时，电机也是产出流体的热源。这对于举升稠油和含蜡原油十分有利。
杆，以有效地减小偏磨，高系统效率。为了对该可提系统进行优化设计，必须对井简温度场的分布进行

CO2注入井井筒压力温度分布研究

量ｌ、、０兰ｒ
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Ｉ一 ℃ …２ ℃ 一０２一０ｌ０＂１
Ｋ，）取其平均值１９ｋ／ｇＫ；Ｐ０ＭＰ，．Ｊ（・）在 ≥１０ｋａ时温
度０ｏＣ≤ｔ０ ≤１０ｏ件下，Ｏ的热容变化范围在Ｃ条Ｃ
可求得不同压力温度下的井筒密度（２。图）赣曦制零８
ＬｌＬＯＯＯ
要对以下参数进行确定：
∞ 加 ∞ ∞ ∞ ∞ 加 ∞
① ｃＯ的热容ｃ文献［］出了不同压力温４列
关键题Ｃ井筒压力井筒温度预测Ｏ
苏北工区目前正在进行中石化《草舍油田泰州
组油藏Ｃ提高采收率先导试验》目，中ＣＯ驱项其Ｏ注入井井底的压力和温度是大家关心的主要问题
考虑加速度损失主要取决于速度的改变，于对
的能量平衡方程，结合Ｒｍａｙ井筒温度分布计算方法，导了多因素影响下的井筒压力、推温度分布，为ＣＯ驱工艺优化设计和施工监测提供了一种技术手
段
ｌ０ｔＯ０Ｇ
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Ａ
２４￣３０￣６０ｐ￣７Ｄ２７＂
根据能量半衡方程，入井单位管长的压降损注
（）体偏差系数的计算３气气体的偏差系数可采用Ｒｄｃ — ｗｎｅｌｈＫｏｇ方程求ｉ得，ｅｌｈＫｏｇ方程如下：Ｒｄｉ — ｗｎｃ

油井热洗过程中井筒温度场研究

油井热洗过程中井筒温度场研究宋奇;杨蕾;罗江涛;王志明;王建华【摘要】油井热洗是保持油井正常生产最常用的维护措施之一,但影响油井热洗效果的最重要因素是热洗介质在整个井筒内的温度分布,若洗井温度、洗井排量等参数设置不合理,热洗介质在井筒结蜡段的温度就会低于熔蜡温度,进而使得洗井效果不明显,或者洗井后产油恢复周期长,甚至出现洗井后产量急剧下降等现象.针对以上问题,本文建立了油井热洗时井筒温度分布数学模型,通过模型可以直观的反映油井热洗时井筒内的温度变化,并在此基础上对洗井温度、洗井排量对热洗井筒温度分布规律进行了讨论,同时提出了油井热洗时工艺参数优化的基本原则与方法,并在W15-12井油井热洗进行了现场应用,W15-12油井通过热洗参数优化后,洗井过程中上下行电流和载荷均有一定程度的下降,实现了较好的清蜡效果.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2017(036)001【总页数】6页(P42-47)【关键词】油井热洗;温度分布;数学模型;洗井参数【作者】宋奇;杨蕾;罗江涛;王志明;王建华【作者单位】中国石化江苏油田分公司工程技术研究院,江苏扬州225009;中国石化江苏油田分公司工程技术研究院,江苏扬州225009;中国石化江苏油田分公司工程技术研究院,江苏扬州225009;中国石化江苏油田分公司工程技术研究院,江苏扬州225009;中国石化江苏油田分公司采油二厂,江苏金湖211600【正文语种】中文【中图分类】TE311油井热洗[1]是保持油井正常生产最常用的维护措施之一，可以有效防止油井结蜡造成的管杆卡，降低抽采设备负荷，延长油井免修期，降低开采成本。

而影响油井热洗效果的最重要因素是热洗介质在整个井筒内的温度分布，若洗井温度、洗井排量等工艺参数设置不合理，热洗介质在井筒结蜡段的温度就会低于熔蜡温度，进而导致洗井效果不明显，或者洗井后产油恢复周期长，甚至出现洗井后产量急剧下降等现象。

针对以上问题，本文建立了油井热洗时井筒温度分布数学模型，通过模型可以直观的反映油井热洗时井筒内的温度变化，并在此基础上对洗井温度、洗井排量对热洗井筒温度分布规律进行了讨论，进而提出了油井热洗时工艺参数优化的基本原则与方法[1-3]。

高凝油井筒温度场分析及热力参数优选

理模型
当不考虑循环流体的流速时，右端为零， (3)式简化为稳态传导方程，这时井筒壁和井周围介质的传热规律服从这一方程。而当循环液的流速 u : 0 A 时，这时同时存在传导和对流两个物理过程，产出液流速由下至上，循环液在内环空中由上至下，外再由环空由下而上(开式水力活塞泵循环液由油管内至上而下，混合液从套管内至下而上返出) 。这一过程比较复杂，油井的井身结构、隔热材料的性质、地下介质特性、循环液的温度流量等都会影响井筒温度的最终分布，用有限元法无法求解这多介质的对流
图3 开式水力活塞泵温场计算物理模型
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D ( 177.8套管
有限元网格划分同心管柱开式水力活塞泵动力液循环温场。如图 4 所示，只是 MN 代表泵的下人深度，轴向等分 20 份，径向不等分 12 份， 1一18 为计算系统中介质的分类，为求域的外边界。 BC
扩散方程。
采用热液为动力液的开式水力活塞泵井筒温场有限元分析的物理模型如图 3 所示。
0 62油管
{卜1.8W D ( 79 7
水力活塞泵封隔器
2.物理模型 ( 1)热液循环同心管柱井筒温场的物理模型计算热循环闭式同心管柱井筒温场的物理模型如图1，此模型为轴对称系统，其子午面的网格划分如图2 所示。在油管及管壁处的单元极为细长，长宽比 1了; l o 达
〔作者简介」孟庆学， 19“ 年出生，男，毕业于大庆石油学院，主要研究向为高凝油开采理论及配套的采油工艺作业技术。
油气井测试
2007 年 12 月
入 I 一，厂 + 二下、d r T T 一一
一

高凝油常规冷采时井筒温度分布分析

守恒定律建立了高凝油常规冷采时的井筒温度分布模型，定了产液量和含水率与井筒温度确
分布之间的关系。通过实例计算及敏感性因素分析，高凝油的常规冷采提供了理论支持。为关键词：高凝油；常规冷采；井筒温度；响因素影
中图分类号：Ｅ５Ｔ３ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 文献标识码：Ａ
１２４产出液比热计算Ｊ．．由能量守恒定律可知：Ｑ＝ＣＴ＝ＣＭ。ＭＡ（＋ＭＡ）Ｔ（）４
１２１常规油管井筒温度计算．．根据能量守恒定律，立井筒内的温度分布模建
收稿日期：０８００；回日期：０８— ６０２０ — ４— ６改２００ — ６基金项目：辽河油田公司２０年项目“ ０７曹台浅层高凝油开采技术研究与试验” 部分内容（Ｊ７７０３Ｋ００８０）作者简介：邓惠（９１，，０１８一）男２３年毕业于西南石油学院石油工程专业，为中国石油大学（０现北京）油气田开发专业硕士研究生。
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ＰＰ（Ｃ）２。：。Ｃ一。一ＣＰ）
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静６４７２５
的长度，Ｋ为隔热油管段产出液与地层间的传ｍ；
热系数，（ｌ・Ｃ）Ｗ／ｎｏ。１２３产出液水当量的计算．．

注蒸汽井井筒温度分布简化模型研究

注井井筒温度分布简化模型研究应用科技赵志成(长江大学石油工程学院，湖北荆州434023；油气钻采工程湖北省重点实验室，湖北荆州434023)!’’【}i 薯要】基于能量守恒原理，导出了描述稠油热采井井筒温度分布的数学模型，根据此模型可得到井筒温度分布的解析解。

显示井筒温度分布服从指数函数变化规律。

计算结果表明井筒温度分布曲线的形状取决于热流体注入量，反映了井筒内流动和传热特征。

应用本模型可得到不同粕气注入童条件下的井筒温度分布曲线，计算方法简便快捷，方便工程应用。

法篷词】注粕气井；井筒温度分布；数学模型对于热采井而言，特别是注蒸汽过程中，井筒往往需要承受几百度的高温。

井筒温度分布是热采井建井和开采工程的重要参数，不但是采油工程设计和动态分析必不可少的内容，同时也是固井工程中套管附加载荷计算的重要依据，因此研究井筒内的温度分布十分必要。

井筒温度分布可以通过直接测量或者计算两种方法得到，实践证明，对于目前一些深井、高温井，难以通过温度探测器来进行直接测量，可采用数学分析方法对井筒温度分布进行预测。

文献以传热学和两相流理论为基础，考虑到液相对热物性参数的影响，建立了高气液比气井井筒温度分布的计算模型，可以在没有井口资料的情况下计算出气井并筒内的温度分布，同时分析了气产量、液产量、不同液体以及管径等对井口温度的影响：H as an 和K a bi r 提出了气举井温度分布的半解析解。

上述文献中温度预测模型往往存在可用性问题，由于高度非线性的方程组及其复杂的数值求解方式，限制了其应用。

为了方便工程应用，本文基于能量守恒原理，通过合理的假设和必要的简化，导出了描述注蒸汽井井筒温度分布的常微分方程，模型综合考虑了井身结构、油管拄结陶、不同环空传热介质及地层温度沿井深的变化，可用解析方法求得温度分布，能够直观地反映了注蒸汽井内流体流动规律和传热特征，可为热采井固井工程设计和生产动态分析提供可靠的理论依据和科学的计算方法。

特超稠油井井筒温度场计算与分析的开题报告

特超稠油井井筒温度场计算与分析的开题报告一、论文题目特超稠油井井筒温度场计算与分析二、研究背景及意义随着国家对稀缺资源的减少关注度逐渐提高，特超稠油的开采在国内逐渐受到关注。

特超稠油开采具有资源丰富、可替代性、国内化和产业链长等优势，但在确定开采方案和技术研究中面临着不少困难。

其中，稠油开采过程中的温度场状态是影响开采效率和生产水平的重要因素之一。

研究特超稠油井井筒温度场的变化规律、计算方法及其分析，对于特超稠油开采中的优化、提高生产效率等方面都有重要的意义。

此外，随着油藏采收率的不断提高，特超稠油的注气采收率逐渐得到关注，确定特超稠油井井筒温度场的变化规律和计算方法，也为特超稠油的注气采收率研究提供参考。

三、研究内容本文主要研究内容如下：1. 特超稠油井井筒温度场的变化规律分析。

2. 特超稠油井井筒温度场的计算方法研究。

3. 特超稠油井井筒温度场变化对井筒周围环境的影响分析。

4. 特超稠油井井筒温度场变化对特超稠油注气采收率的影响分析。

四、研究方法本研究采用理论研究和数值计算方法相结合的研究方法，具体包括：1. 理论研究：通过查阅大量文献，分析油藏地质、物理及化学特性等，探索特超稠油井井筒温度场变化规律及其影响因素。

2. 数值计算：采用FLAC3D数值模拟软件建立特超稠油井井筒温度场计算模型，模拟特超稠油井井筒温度场变化规律，并分析特超稠油井井筒温度场变化对特超稠油生产工艺的影响。

五、研究预期结果本研究通过理论研究和数值模拟计算，将得到特超稠油井井筒温度场变化规律及其计算方法；分析特超稠油井井筒温度场变化对特超稠油生产与注气采收率的影响，为特超稠油开采和注气采收率提供参考和依据。

六、进度安排本研究的进度安排如下：1. 文献综述，确定研究目标和内容，完成开题报告（2 周）。

2. 理论研究：分析特超稠油井井筒温度场变化规律及其影响因素（4 周）。

3. 数值模拟：建立特超稠油井井筒温度场计算模型，模拟特超稠油井井筒温度场变化规律，并分析特超稠油井井筒温度场变化对特超稠油生产工艺的影响（8 周）。

深水钻井井筒内温度、压力分布研究

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深水钻井井筒内温度、压力分布研究
作者：刘晓兰
来源：《中国科技博览》2013年第06期
[摘要]中国的深水海域油气资源仍处在勘探开发的初期。

为保持海洋油气资源的持续开发能力，海洋石油勘探开发开始向深水区域转移。

在深水油气钻探过程中，研究深水钻井井筒内温度、压力场的分布对石油钻采具有重要的现实意义，通过研究，得到了适用于中国南海的海水温度场和深水钻井井筒环空在循环及停止循环期间温度场、压力场的计算方法，给出了不同条件下环空温度场、压力场的计算结果。

[关键词]深水，温度场，压力分布，环空
中图分类号：TE271 文献标识码：A 文章编号：1009-914x（2013）06-0020-01。

有杆泵采油井井筒温度分布预测

井筒内流体温度分布受油井产量、井深、地温梯度、生产时间、井身结构、总传热系数、动液面深度等影响，有杆泵采油井存在热传导、热对流和热辐射三种并筒传热方式，文章综合考虑环空内流体辐射传热、环空内流体对流传热、油管内流体强制对流传热和井筒接触热阻等影响，建立了井筒总传热系数计算模型，在此基础上形成了一套有杆泵采油井井筒温度分布预测方法，为有杆泵采油井采油工艺设计提供了
收稿日期：２Ｏ１４Ｏ７ —１Ｏ・ ℃）］；Ｔｓ —— 油管内流体温度， ℃；Ｔｈ —— 地层温度， ℃； △ Ｌ —— 单元段长度，ｍｍ。计算井筒热传递的关键是确定总传热系数。整个井筒系统内存在热传导、热辐射和热对流三种传热方式，由于井筒不同深度二维剖面的传热部件不同，如最简单的双层套管井身结构，存在井口至表层套管下入深度段、表层套管下入深度至动液面深度段和动液面以下段三个不同的传热段，因此，将井筒系统纵向上分为三段，分布来计算井口至表层套管下入深度段、表层套管下入深度至动液面深度段和动液面以下段的总传热系数］。 ① 动液面以下井段Ｕ由下式计算
低而周围的井筒温度逐渐升高ｎ］。在此过程中，原油粘度不断变化，地温梯度、油层埋深等影响原油的油藏原始温度，油井产量、生产时间、井身结构、总传热系数、动液面深度等影响井筒内流体温度分布［３ “ ］。井筒径向剖面上油管、油套环空、套管、水泥环和地层的深度、厚度以及热力学特性等均影响原油温度分布，文章综合考虑环空内流体辐射传热、环空内流体对流传热、油管内流体强制对流传热和井筒接触热阻等影响，建立了井筒总传热系数计算模

矿井井筒温度调节一体化方案的数值模拟分析

矿井井筒温度调节一体化方案的数值模拟分析摘要：本文以减少设备初投资、减少设备运行费用和提高矿井工作环境为原则，针对矿井井口房冬季和夏季工况建立了矿井井筒三维数值模拟模型，并进行相应的数值模拟。

在模拟分析的基础上，提出了井筒冷却和井筒防冻系统的综合设计方案即井筒温度调节一体化解决方案。

从温度调节一体化解决方案的模拟结果来看，此系统可完全替代夏季井筒冷却系统和冬季井筒防冻系统，而且冷却和防冻的效果明显得到改善。

关键词：矿井井筒；温度调节；数值模拟0.引言矿井井筒是地面和井下联系的重要通道，冬季气温低于一定温度时，为了设备和人员安全起见井筒必须进行防冻设计，因此井筒防冻设计有着重要而特殊的意义。

再者，浅层矿井夏季易出现轻度热害，为了矿井合适的工作温度，需要进行矿井降温，因此矿井降温技术措施中井筒冷却的方法也具有非常重要的意义[1-5]。

目前，人们对井筒防冻已经进行过相应的研究，不过研究一般只针对矿井井筒能否达到规范要求的设计温度，并没有考虑整个井筒内温度场和速度场的耦合变化情况。

同时也没有把井口房采暖和井筒防冻这两者综合研究。

综合考虑冬季的副井井口房的采暖与副井的井筒防冻和夏季的井筒冷却的设计方案暂时还没有，所以本文本着减少设备初投资、减少设备运行费用和提高矿井工作环境的原则，针对井口房冬季和夏季工况运用进行数值模拟，希望能探寻出一种最优化的综合设计方案，既能满足冬季井筒防冻又能满足夏季井筒冷却。

1.耦合传热模型目前，对于大多数实际工程中的耦合问题都无法获得解析解，一般采用数值求解的方法。

对于复杂的耦合换热问题通常会采用整场数值求解的办法。

本文所研究的井筒内传热问题就属于此类流固耦合传热问题。

下面就利用整场求解的办法来解决井筒处的耦合换热问题。

1.1物理模型图1井筒三维计算模型示意图对于副井井口房,由三个矩形组成。

其中每个矩形的长宽分别为5×12m、20×8m和9×6m。

钻井过程中井筒温度分布影响建模研究

钻井过程中井筒温度分布影响建模研究作者：高金龙闫旭光毛登周李超陈喜东来源：《粘接》2024年第03期摘要：為掌握钻井过程中的井筒温度分布规律。

建立了直井钻井过程中井筒和地层瞬态二维传热模型，研究了入口温度、钻井液导热系数和地温梯度对直井井筒温度分布的影响，实验结果表明，环空内钻井液和钻柱内钻井液温差最大在井筒温度等于地层温度处；入口温度影响井口附近井筒温度，但井深增加后地温影响更大；钻井液密度增加，井筒上部温差增大；钻井液导热系数增加，井筒上部环空内温度降低，下部升高。

模型计算结果与现场温度数据吻合度高，最大相对误差仅为1.65%和0.79%，表明模型有效可靠，可为钻井作业提供指导。

关键词：钻井；循环阶段；井筒温度；分布规律中图分类号：TE242;TQ326.4文献标志码：A文章编号：1001-5922（2024）03-0120-05Modeling research on influence of wellbore temperature distribution during drillingGAO Jinlong1，YAN Xuguang2，MAO Dengzhou2，LI Chao2，CHEN Xidong2（1.Shaanxi Yanchang Petroleum （Group） Co.，Ltd.，Yanchang Gas Field Production Plant 3，Yan’an 716000，Shaanxi;2.Xi’an Alberta Environmental Analysis and Testing Technology Co.，Ltd.，Xi’an，Shaanxi 710000）Abstract： In order to grasp the temperature distribution of the wellbore during the drilling process，a transient two-dimensional heat transfer model of the wellbore and formation during the drilling process of the vertical well was established，and the effects of inlet temperature，thermal conductivity of drilling fluid and geothermal gradient on the temperature distribution of the vertical wellbore were studied.The experimental results showed that the maximum temperature difference between the drilling fluid in the annulus and the drilling fluid in the drill string occurred when the wellbore temperature was equal to the formation temperature.The inlet temperature affected the temperature of the wellbore near the wellhead，but the influence of ground temperature was greater with an increase in well depth.The density of drilling fluid increased，and the temperature difference in the upper part of the wellbore increased.The thermal conductivity of drilling fluid increased，causing a decrease in temperature in the upper annular space of the wellbore and an increase in temperature in the lower part.The calculated results of the model were highly consistent with the on-site temperature data，with maximum relative errors of only 1.65% and 0.79%，indicating that the model is effective and reliable，and can provide guidance for drilling operations.Key words：drilling;cycle stage;wellbore temperature;distribution pattern随着油气开发深度的增加，深井和超深井钻井技术面临着巨大的挑战。

二氧化碳驱注入井井筒温度分布规律研究

通过井筒油管壁、套管壁和水泥环的热流是以热传导方式发生的，根据多层圆筒壁的传热原理，通过每个层的热流速度与圆筒壁介质中的温度梯度成正比，此比例系数?ｎ就是介质（及圆筒壁）的导热系数。因此，在井筒径向系统中，径向热流速度为：
式中：ｄＱｒｇ－水泥环外壁向地层传递的热流量，ｋｃａｌ／ｈ；Ｔｅ－地层内某处温度，Ｔｅ＝ｆ（ｒ，ｔ），℃；ｅ－地层导热系数，ｋｃａｌ／（ｍ２ｈ℃）；ａ－地层热扩散系数，
２二氧化碳传热模型建立
（１）井筒稳态传热模型。根据传热学原理，在稳定热流状态下，井筒径向热流量可表示为［４］：
式中：ｈｆ－油管内流体对流传热系数，ｋｃａｌ／（ｍ２ｈ℃）；ｈｃ－环空流体自然对流及传导热传热系数，ｋｃａｌ／（ｍ２ｈ℃）；ｈｒ－环空流体辐射传热系数，ｋｃａｌ／（ｍ２ｈ℃）；
Ｔｕｂ－油管导热系数，ｋｃａｌ／（ｍ２ｈ℃）；ｃａｓ－套管导热系数，ｋｃａｌ／（ｍ２ｈ℃）。ｃｅｍ－水泥环导热系数，ｋｃａｌ／（ｍ２ｈ℃）；ｒｔｉ－油管内半径，ｍ；ｒｃｉ－套管内半径，ｍ；ｒｃｏ－油管外半径，ｍ；ｒｈ－套管与水泥环交界面半径，ｍ；ｎ－套管及水泥环的层数，本模型中为１。
每一计算步长的起点位置ｚ０的函数值ｙｉ（ｚ０）记为ｙｉ０，取步长为
４结论
（１）本文运用传热学、流体力学计算方法，对井筒传热过程进行分析，在此基础上建立井筒传热数学模型，可以预测不同时间沿井深的温度变化规律。
（２）根据能量守恒原理，建立注入二氧化碳过程中井筒温度分布数学模型，并可以求出该数学模型的解析解。
学术研讨
内江科技２０１２年第１２期 18
二氧化碳驱注入井井筒温度分布规律研究
李明① 刘杰② 秦大伟①
①油气藏地质及开发工程国家重点实验室（西南石油大学）６１０５００成都；②川庆钻探工程有限公司川东钻探公司

多层地层中的井筒及地层温度解析解

多层地层中的井筒及地层温度解析解摘要本文采用分层地层的假设来近似实际情况下的地层垂向的非均质性,并在此基础上建立了多孔介质中的热传导问题的数学模型,通过对方程的无量纲化及Laplace 变换,给出了Laplace 空间上的油气井在注入及生产情况下方程的解。

最后将Laplace 空间的解解析反演到实空间上。

1 前言当井筒中有流体注入或有流体采出时,周围地层与流体之间就存在温度差,使得流体与地层的温度重新分布。

在石油的勘探与开发中,了解井筒中流体温度随井深、时间、产量的变化关系是很重要的（详见）。

例如如果给出井筒温度与流量的关系,那么,就可以利用井筒温度来反求流体产量;给出井筒温度与时间的关系,就可以利用井筒温度反求地层的热力学参数等。

50 年代以来, ,就有一些学者研究多孔介质热传导问题[1 ,2 ] ,其中Ramey[3]在井筒传热方面的研究最为经典,他引起了综合传热系数,并给出了综合传热系数的表达式,但Ramey 的研究采用了过多的假设,这使得Ramey 的井筒瞬时传热导问题的解仅适合时间较大时的情况。

由于多孔介质中的热传导问题非常复杂,对井筒或地层传热问题研究最多的是数值解[4 ,5] ,因为数值解可考虑许多复杂的问题(如地层的热力学参数的非均质性等) ,但数值模拟往往过于复杂,也需要高性能的计算机,一般人也很难掌握。

在实际的应用中,解析解更利于人们对问题本质的了解。

本文正是从这一目的出发,根据热传导问题的性质,采用较符合实际的假设(将地层分成多层,且地层热力学参数在每个小层中为常数) ,给出地层热传导方程及井筒中的流体流动方程。

对方程无量纲化后,给出无量纲方程的解。

2 数学模型及其解考虑多层的井筒瞬时热传导问题的温度分布如图1、图2 所示,井筒中的流体通过对流传递热量,然后通过热传导进入地层,地层是由n 个不同的热力学及物理性质的多孔介质层组成。

整个系数由井筒区、热表皮区(包括套管、环空、水泥环等) 及地层三部分组成。

温度控制开题报告

温度控制开题报告温度控制开题报告一、研究背景和意义温度是我们日常生活中非常重要的一个因素，它直接影响着人们的舒适度和健康状况。

在室内环境中，温度控制是提高生活质量的重要手段之一。

随着科技的不断进步，温度控制技术也在不断发展，从简单的手动调节到智能化的自动控制，为人们提供了更加舒适和便捷的生活环境。

因此，深入研究温度控制技术的原理和应用具有重要的理论和实践意义。

二、研究目标和内容本研究的目标是探索温度控制技术的原理和应用，通过对不同温度控制方法的研究和比较，提出一种高效、节能的温度控制方案。

具体研究内容包括以下几个方面：1. 温度传感器技术：研究不同类型的温度传感器，包括热电偶、热敏电阻、红外线传感器等，探索其原理和特点，分析其适用范围和性能指标。

2. 温度控制算法：研究不同的温度控制算法，包括PID控制算法、模糊控制算法、神经网络控制算法等，比较它们的优缺点，选择最适合的算法用于温度控制。

3. 温度控制装置设计：基于所选择的温度控制算法，设计一个高效、稳定的温度控制装置，包括温度传感器、控制器和执行器等组成的系统。

4. 温度控制应用研究：将所设计的温度控制装置应用于实际场景中，如室内温度控制、温室温度控制等，通过实验和数据分析，验证该温度控制方案的有效性和可行性。

三、研究方法和步骤本研究将采用实验研究和理论分析相结合的方法进行。

1. 文献调研：首先对温度控制技术的相关文献进行调研，了解当前研究的热点和难点问题，为后续研究提供理论基础。

2. 温度传感器选型和测试：根据文献调研结果，选择适合的温度传感器，并进行测试和验证，获取准确可靠的温度数据。

3. 温度控制算法比较和选择：将不同的温度控制算法应用于实验数据中，比较它们的控制效果和稳定性，选择最优算法。

4. 温度控制装置设计和实现：基于所选择的温度控制算法，设计一个完整的温度控制装置，包括硬件和软件的设计与实现。

5. 温度控制应用实验：将所设计的温度控制装置应用于实际场景中，进行实验测试，收集数据并进行分析，验证温度控制方案的有效性。

高压气井井筒压力温度分布研究

[基金项目]　该文是基于“克拉2气田动态监测应用技术研究”项目中井筒技术部分相关研究内容纂写,合同号:061006050114。

[作者简介]　唐圣来,男,工程师,1978年出生,2007年毕业于西南石油大学油气田开发工程专业,现主要从事油气田动态分析,随钻跟踪油气井测试等工作。

高压气井井筒压力温度分布研究唐圣来　刘成林(中海石油深圳分公司开发生产部　广东深圳518067) 摘要　高压气藏井筒温度的变化直接影响到井筒中流体压力的变化,尤其是影响关井后井筒压力的变化。

运用热力学第一定律,利用井筒中流体能量守恒,结合井筒传热,建立平衡方程。

将井筒流体纵向传热与井筒对地层的非稳态传热分别建立方程并给出边界条件联立求解,求出任意时刻井筒中的温度分布,由温度分布和气体的状态方程确定井筒的压力分布,最终将井口关井测试压力折算到井底关井测试压力,以此达到用井口压力数据做压力恢复试井解释的目的。

关键词　高压气井　井筒传热　非稳态传热　压力分布　试井前言高压气井由于压力太大,多采用压力计放在井口测试的方法。

但是当关井做压力恢复测试的时候,监测到的井口压力恢复数据与理论值正好相反,压力恢复值不升高反而降低。

本文主要解决的问题就是如何将井口压力科学地折算到井底,用折算后的数据进行试井解释。

通过分析开关井状态流体流动状态,建立流体能量守恒方程,同时分析开关井状态井筒和地层间的传热来建立模型,流体丢失的热量正好是井筒和地层中传播的热量,通过这一平衡最终建立起井筒流体传热和地层传热的热平衡方程,准确的获得关井后井筒中动态温度变化,计算出井筒中动态压力的变化,最终实现井口压力数据折算到井底的目的。

气体稳定流动井筒压力、温度模型井筒压力预测模型对于一口生产气井,在单相、恒温和稳定流动条件下,根据热动力学第一定律,当忽略气体做的机械功时,可以得到如下的能量守恒方程式[1]: -d p d z =ρv d v d z +ρg +f ρv22d (1)式中:p ———压力,Pa ;ρ———气体密度,kg Πm 3;g ———重力加速度,9.81m Πs 2;v ———气体流速,m Πs ;z ———坐标柱纵上距离,m ;d ———油管内径,m 。

计算气井井筒温度分布的新方法X

( 8)
2 热物性参数的确定
在进行井筒温度分布计算时 , 要用到许多热物性参数 ,其计算过程较为繁琐 ,这里列出 3 个最主要的热物性参数的计算公式。 2 11 定压比热 Cpm 计算定压比热的公式为 [ 3 ] C pm = 1243 + 3 114 T f + 7 . 931 ×10 - 4 T 2 f 6 . 881 ×10 - 7 T 3 f 2 12 瞬态传热函数 f ( t ) ( 14)
第 21 卷第 1 期 Vol. 21 No. 1 西南石油学院学报 1999 年 2 月 Journal of Sout hwest Petroleum Institute Feb 1999
2π ke ( T h - T e)
f ( t)
dz
( 6)
中的传热为非稳态传热 ;
Ξ 1998 — 06 — 24 收稿
显然 ,从井筒传到第二接触面的热量等于从第
中国石油天然气总公司 “九五” 项目 ( 部 151) 部分内容毛伟 ,男 ,1971 年生 ,博士生 ,现从事深井测试基础理论研究
第 1 期毛伟等 : 计算气井井筒温度分布的新方法
地层。他们根据井筒中稳态传热的假设得出了计算总传热系数的公式。
U to = [ r to r toln ( rto/ r ti ) 1 + + + ( hc + h r ) rti h f k t ub rtoln ( rco/ rci ) r toln ( r h / rco) - 1 ( 16) + ] k cas k cem
( 12)
(12) 式即为计算整个井筒温度分布的数学模
型。对于海上气井 ,在隔水管段内 ,因井筒直接暴露在海水中 ,气体向井筒周围海水径向传递的热量为 ( 13) Q r1 ( z ) = 2πr to U to ( T f - T e ) dz 此时 T e 为井筒周围海水的温度。将 ( 13) 式代入 ( 4 ) 式 , 采用上述推导过程 , 最后得到形式上与 ( 13) 式完全相同的计算井筒温度分布的数学模型 , 区别