热采井井筒环形空间温度场分布研究
高地温矿井巷道围岩调热圈温度分布规律试验研究
高地温矿井巷道围岩调热圈温度分布规律试验研究王亚超;王伟峰;韩力;周建【摘要】矿井热害给井下作业人员健康和安全生产带来威胁.为了掌握高地温矿井巷道围岩调热圈温度分布规律,提出了巷道围岩测温钻孔及感温光缆的布置方式,通过分布式光纤测温系统的工业性试验,得出以下结论:随巷道围岩钻孔的延深,温度增长率不断减小,先上升后趋于平稳;通过加权平均与数据拟合方法,确定了巷道围岩温度和孔深的定量关系,测出1号、2号、3号钻孔的调热半径分别为30.95,30.25,30.75 m,实测巷道围岩调热圈半径最大为33 m;通过巷道围岩调热圈计算软件,验证了预测值与围岩钻孔实测结果基本一致.研究结论对矿井热害科学防治、保障职工身体健康和提高矿井热害防治技术水平具有重大的现实意义.【期刊名称】《中州煤炭》【年(卷),期】2018(040)007【总页数】5页(P44-48)【关键词】高地温;巷道围岩;调热圈;温度分布【作者】王亚超;王伟峰;韩力;周建【作者单位】西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 710054;陕西省煤火灾害防治重点实验室,陕西西安 710054;西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安 710054;陕西省煤火灾害防治重点实验室,陕西西安 710054;山东新巨龙能源有限责任公司,山东菏泽 274918;山东新巨龙能源有限责任公司,山东菏泽 274918【正文语种】中文【中图分类】TD760 引言随着矿井开采深度的增加，高温、高湿等矿井热害环境给煤矿安全生产及井下工作人员安全健康带来了极大的危害［1-4］。
矿井热害是指井下风流的温度、湿度、风速和焓值达到一定状态后，导致人体散热困难，作业人员感到闷热，劳动生产率下降，进而出现大汗不止、体温升高、头昏、虚脱、呕吐等症状，甚至造成作业人员伤亡［5-7］。
18世纪末，英国学者发现，随矿井开采深度增大，地温逐渐增高。
20世纪前苏联和德国调查研究表明，矿井的作业环境温度超标1℃，作业生产率将会降低6.8%，当矿井作业环境温度超过28℃时，事故发生率将会增加20%［8］。
小井眼超深井井筒温度预测模型及降温方法研究
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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富油煤原位热解地下开采及提质方案研究
富油煤原位热解地下开采及提质方案研究目录1. 摘要与研究背景 (2)1.1 研究目的与意义 (3)1.2 研究现状 (4)1.3 问题的提出 (5)1.4 研究方法和技术路线 (6)2. 富油煤资源特性概述 (7)2.1 富油煤地质勘查资料分析 (8)2.2 富油煤化学成分分析 (9)2.3 富油煤物理性质测定 (10)3. 富油煤原位热解工艺设计与设备选型 (12)3.1 原位热解工艺流程拟定 (12)3.2 热解炉结构设计与关键设备测试 (14)3.3 传热条件和温度场分布分析 (15)4. 富油煤地下开采技术策略 (16)4.1 开采方式选择与确认 (18)4.2 地下开采安全评估体系建设 (19)4.3 开采过程中环境监测与污染控制措施 (20)5. 富油煤提质处理工艺研究 (21)5.1 提质工艺流程设计 (22)5.2 提质效果测评与效率分析 (24)5.3 提质后煤质改善与产品附加值分析 (25)6. 经济效益与环境影响评估 (26)6.1 经济效益分析 (28)6.2 环境成本与影响评估 (28)6.3 项目经济性与环境可持续性综合评估 (29)7. 结论与未来研究方向 (31)7.1 研究的主要成果 (32)7.2 研究不足之处与未来研究方向 (33)7.3 政策建议及前景展望 (34)1. 摘要与研究背景随着全球能源需求持续增长和动力转向清洁能源的趋势加剧，煤炭作为一种占据主导地位的能源资源，其清洁高效利用显得尤为重要。
富油煤作为富含有机质和可转化碳、氢元素的优质煤炭资源，其原位赋存的巨大利益和复杂的采掘技术限制着其大规模开发。
本研究针对富油煤原位热解地下开采及提质方案进行了一系列系统分析和讨论，旨在探索一种可持续、高效、经济的富油煤开发方式，为煤炭资源的清洁利用提供新的思路和方法。
国内外对富油煤资源的开发研究越来越重视，原位热解技术作为一种高效、环保的煤炭提质和开发方式，为富油煤地下开采提供了重要的技术支撑。
热采井注蒸汽过程中水泥环温度预测研究
象 的组 合模 型 ， 以预测 热 采井水 泥环 温度变 化情 况 。
时 间不 宜太 长 或太短 ， 般在 ２ ５ 一 ～ ｄ为宜 。
困
套
● 圈
图 ２
套 管 一 泥 环 一地 层 耦 合 体 剖 面 示 意 图 水
ｌ
本 文 以套 管 一 泥环 一 层 三维 耦 合 体 作 为 研 水 地 究 单元 ， 合热 采井 注蒸 汽的工 艺流程 ， 过传热 学 结 通 理 论 对水泥 环 的温度 进行 理论计 算 ，基 于以下假设 推 导水 泥环 温度 分布 关系式 ： （ ） 管 、 泥环 、 １套 水 地层 各为 均质导 热体 ； （ ） 管居 中没有 偏心 ； ２套 （） ３ 套管 与水泥环 的第 一胶结面和水泥环 与地 层 的第 二胶 结 面都胶结 良好 ， 微间 隙存 在 ： 无 （ ） 隔器封 隔效 果 良好 ， ４封 能够完全 封 隔住隔 热
ｌ（ ／ ） ｎｒ ｒ ２，
＝ｎ３２ ＝ 砸ｒｒ ｌ ／） （
ｃ ＋ ， 赢 赢
（ １ ≤三 ＋ ２ Ｌ≤ ｌ ） （１ ） ４
因此 可 以得到 三层 圆筒 壁 的导热 关 系 ： Ｑ ＝
ｌ ｎ
， ～
ｌ ｎ ｌ ｎ
对公 式 （３ 和 （４ 分 析 可知 ， １ ） １） 在其 他 参数 不 变 的情况下 ７ 随着 Ａ 减小而增 大 ，增 大 １ 环 的递增 幅度 较 小 。 则Ｔ
２ 中国石 油长庆 油 田分公 司 油气工 艺研 究 院 ，西安 ７ ４ ０ ） ． １０ ０
摘
要 ： 据 稠 油 热 采 井 注蒸 汽工 艺 流 程 ， 立 套 管一 泥 环一 层 ＿ 耦 合 模 型 ： 用 传 热 学 理 论 中 的 导热 理论 与 根 建 水 地 一维 应
海上高温油井的井筒温度剖面预测
， 略 忽
隔 水 管 的热 阻 ， 隔 水 管 与 海 水 界 面 的 温 度 分 布 可 由 式 （ ） 式 （ ） 示 ， 时 。 海 水 原 始 温 度 ； 为 则 １和 ２表 此 为 Ｔ
油 管 流 体 的 能 量 平 衡 机 制 见 图 ２ 则 油 管 流 体 的能 量 平 衡 方 ，
下 的井 温 剖 面． 关 键 词 ： 热 ；井筒 温 度 场 ；预 测 ；数 学 模型 ；海 上油 井 传
文 献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０一ｌ ９ （ ０ ０ ０ —０ ９ ０ １０ ８ １ ２ １ ） ３ ０ ９— ５
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
中图 分 类号 ： ２ ＴＥ ４
０ 引 言
高温油 藏在试 采过程 中随高温 流体 的产 出导致 井筒 的温度 剖面 、 力剖面 发生变 化 ， 压 井筒 流体温度 受 井 筒与环境 的热流 量控制 ， 井温剖 面呈现非 线性关 系．海 上油井 的井筒 温度还受 海水 段 的影 响 ， 与地 层段 的传热特性 不同．过高井 温影 响采油工艺 设计及 举升设备 的选 型 ， 电潜泵抗 温指标 等 ； 低 井温 又将导 如 过 致井 筒结蜡堵 塞等 ， 因此开展 海上高 温井生产 过程 的井温剖 面预测研 究十分 必要． 井 温剖 面预测 主要途 径 ： 是 基 于能 量 、 一 动量 和 质 量 守 恒 的压 力 温度 耦 合 数 值模 型ｌ ； 是 基 于 ＿ １ 二
唐 海 雄 ，张俊 斌 ，王 堂青 伟。 ，陈 ，段 永 刚。
（１ ．中海 石 油 （ 国 ） 限 公 司 深 圳分 公 司 ， 东 深 圳 ５ ８ ６ ； ２ 中 有 广 １ ０ ７ ．西 南 石 油 大学 石 油工 程 学 院 ， Ｊ 成 都 四 Ｉ Ｉ ６００ １ ５ ０）
电加热抽油井筒的温度预测及功率确定
２１ 年 ０１
第 ３ 期
比热 ，／ ｋ ℃ ） 仉 为原 油 含 水 率 ；Ｃ Ｊ （ ｇ・ ； 油为 油 的 比 热 ，／ ｋ Ｊ （ ｇ・℃ ） 合为混 合物 的密 度 ， ｇ ｍ。 Ｐ ； ｋ ／ ；水为
水 的密 度 ， ｇ ｍ。ｐ 为油 的密 度 ， ｇ ｍ ｋ ／ ；油 ｋ／ 。 （ ）电加 热 抽 油 杆 加 热 功 率 恒 定 ， 热 温 度 场 ５ 加
要 。
联 立各 节 点方程 ， 到线性 方 程组 ： 得
［ 稿 日期 ］２ １ ６ｌ 收 ： 卜Ｏ 一Ｏ ０
［ 者 简 介 ］ 正 刚 （９ １ ） 男 ， 东 章 丘 人 ， 国 石 化 胜 利 油 田分 公 司 东辛 采 油 厂 经 济 师 ， 作 史 １７一 ， 山 中 主要 从 事 油 田 采 油 工 程 研 究 。
１ ３
第２ ５卷
中 国 石 油 大 学 胜 利 学 院 学 报
卜１ ｎ Ｔ ＋ ５ ， ｂ． 一 ｊ
（ ３ １）
５ 结 束 语
借助有 限元 方法 实 现 了对 抽 油筒 温度 的模拟 并 借 助 工程现 场验 证 其 正 确 性 ， 电加 热参 数 的 选 择 为
提供参 考 。结果 表 明 ： 采用 加 热措施 时 ， 口温 度 未 井 低 于 拐点温 度 ， 响生 产 ； 用 ８ Ｗ 的 电源 功 率 影 选 ５ｋ 后 ， 温保持 在 拐点 温度 以上 ， 足稠油 井 的开采 需 井 满
２１ 年 ９ ０１ 月 第２ ５卷 第 ３期
中 国石 油 大 学 胜 利 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｎａ ｆＳｈ ｎ ｌ Ｃｏ ｌ ｇ ｉ ａ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｆＰｅ ｒ ｌｕ ｏ ｒ ｌｏ ｅ ｇ ｉ ｌ ｅ Ｃｈ ｎ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｔｏ ｅ ｍ ｅ ｙ
海上稠油热采井井筒温度场模型研究及应用.
西南石油大学学报 (自然科学版2012年 6月第 34卷第 3期Journal of Southwest Petroleum University (Science &Technology EditionV ol. 34No. 3Jun. 2012编辑部网址:http ://文章编号:1674– 5086(2012 03– 0105– 06DOI :10. 3863/j.issn. 1674– 5086. 2012.03. 015中图分类号:TE355文献标识码:A海上稠油热采井井筒温度场模型研究及应用 *李伟超, 齐桃, 管虹翔, 于继飞, 隋先富中海油研究总院, 北京东城 100027摘要:海上稠油油田的开发越来越受到人们的重视, 多元热流体吞吐是一项集热采、烟道气驱等采油机理于一体的新型、高效稠油开采技术, 该技术在渤海油田进行了现场试验并取得了成功。
以渤海 M 油田多元热流体吞吐实验井为例, 介绍了海上稠油油田多元热流体吞吐工艺的特点; 研究了热流体吞吐井各传热环节及井筒温度场分布模型, 建立了井筒综合传热系数的计算方法, 并以海上实际热流体吞吐井为例进行了计算。
在此基础上, 模拟了隔热油管导热系数、下入深度、多元热流体组成等工艺参数对热采效果的影响, 并得到了一些有益的结论, 为海上稠油油田规模化热力采油工艺方案优化设计起到指导性作用。
关键词:海上油田; 稠油; 多元热流体; 吞吐; 热采网络出版地址:http :///kcms/detail/51.1718.TE.20120517.1604.015.html李伟超, 齐桃, 管虹翔, 等. 海上稠油热采井井筒温度场模型研究及应用 [J ]. 西南石油大学学报:自然科学版, 2012, 34(3 :105– 110. Li Weichao, Qi Tao, Guan Hongxiang, et al . Research and Application of Wellbore Temperature Field Models for Thermal Recovery Well in Offshore Heavy Oilfield [J ]. Journal of Southwest Petroleum University :Science &Technology Edition , 2012, 34(3 :105– 110.引言在海上油田稠油开采过程中, 由于受到环境条件、作业空间、操作成本等因素的影响, 陆地油田常规热采开发方式和工艺技术 [13]的应用受到很大限制, 其开采难度远远高于陆上稠油油田。
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。
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对地层-水泥环-套管组合系统的温度有着明显的影响作用遥
关键词：注蒸汽采井曰 ANSYS曰 温度场曰 轴向曰 径向
中图分类号：TE355 文献标志码：A
文章编号： 1004-275X （2019） 08-071-02
S tu d y o n t e m p e ra tu re F ie ld D is trib u t io n in A n n u la r S p a c e o f H o t p ro d u c tio n W e lls
变力 学 问 题来 研究 袁 [4-5] 如图 1尧 图 2 所 示 遥 油 管-地层材料如表 1 所示遥
图 1 井筒几何模型
图 2 油管-水泥环组合温度场分布
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2019 年 8 月 第 46 卷第 8 期
云南化工 Yunnan Chemical Technology
Aug.2019
Vol.46，No.8
Su Xueru，Ding Yinchuan （Xi’an Petroleum University, Xi’an Shaanxi 710065）
Abstract: in the process of heat production o f heavy oil, it is necessary to produce the problem of temperature field transfer in the wellbore, and to understand the distribution of temperature field is of great value to the oil recovery cycle, oil output, oil output quality and casing damage. Taking the distribution of temperature field in the wellbore in the process of steam injection hot mining as the main research content, using the finite element analysis software ANSYS 16.2, the research model of temperature field distribution in the annular space of wellbore is established. The results show that the thermal conductivity of tubing on formation - cement ring - casing system. It has an obvious influence.
2019 年 8 月 第 46 卷第 8 期
云南化工 Yunnan Chemical Technology
doi：10.3969/j.issn.1004-275X.2019.08.027
热采井井筒环形空间温度场分布研究
Aug.2019
Vol.46，No.8
苏Байду номын сангаас茹袁 丁银川
(西安石油大学袁 陕西 西安 710065)
地层 2390 2.69 25 0.21 10.3
1.2 边界条件及网格划分 假设注汽过程中固井状况良好袁 套管尧 水泥
本文以注蒸汽井井筒作为研究对象袁 利用大 型通用有限元分析软件 Workbench17.2 对其温度 场分布进行研究袁 定量分析了支温度场在轴向和 径向的分布情况遥
1 有限元分析
1.1 模型建立 本文的研究模型较为简单袁 直接采用 ANSYS
软件建模并划分网格遥 由于所建模型所取的地层 厚度远大于油管-水泥环的厚度袁 所以截图时只 取到油管-水泥环组合遥 由于套管及水泥环径向 尺寸远小于轴向尺寸袁 可把三维空间的热-结构 耦合力学问题简化为热-结构耦合的对称平面应
Key words: steam injection well; ANSYS; temperature field; Axial; Radial
稠油是一种非常规原油袁 占我国石油总资源 的 20%以上袁 其在油层温度下很难流动 袁 [1尧2] 所以 通常采用升高温度的方式对其降黏袁 使其稀释后 再进行开采遥 大部分的研究都是依据注蒸汽采井 来展开遥 注蒸汽采井主要包括注汽尧 焖井尧 采井 三个阶段构成袁 在这三个不同阶段井筒和地层间 均发生复杂的温度交换遥
在稠油注蒸汽热采过程中袁 流体在井筒内部 的传热由以下两部分构成院 一是是在井筒环形复 杂空间的非稳态传热过程曰 二是油管内高温高压 热流体的流动及向井筒空间的传热过程 [3]遥 有限 元分析是一种分析计算复杂结构极为有效的数值 模拟方法袁 根据模拟手段袁 建立合理的模型计算 有利于井筒温度场的分析袁 可给提高采井效率及 质量提供理论根据遥
摘 要：在稠油热采过程中袁 必然产生温度场在井筒内传递问题袁 了解温度场分布等情况对采油周
期尧 出油量尧 出油质量尧 套管损坏具有十分重要的价值遥 以注蒸汽热采井过程中井筒内温度场分布情况
作为主要研究内容袁 利用有限元分析软件 ANSYS16.2 建立了井筒环形空间温度场分布研究模型袁 对井筒
环形空间进行温度场分析袁 分析出了不同油管材料下环形空间温度扩散情况遥 结果显示院 油管导热系数
模型几何尺寸院 油管内径为 49.6 mm袁 外径为
60.3mm袁 环空厚度为 31.9mm袁 N80 套 管内 径 为
350
124.2mm袁 外 径 为 139.7 mm袁 水 泥 环 厚 度 为
300
30.2mm袁 井深取 100mm遥 同时假设在半径 10m 处
的地层温度不受注汽温度影响袁 保持原地层温度遥
250
表 1 材料特性参数
200
材料 密度（/ kg·m-3） 导热系数/(W·m-·1 益-1) 弹性模量/GPa
泊松比 线胀系数/(10-6·益-1)
油管 7850
207 0.30 12.0
套管 7850 43.27 207 0.30 11.7
水泥管 1830 0.81 20 0.15 10.3