[發明專利]一種井筒熱損失的確定方法

有效

• 申請號: 201310751984.2
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103775058A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 馬振;齊海鷹;彭松良;曲紹剛;劉洪芹;張成博;宋陽;鐘滿發;郝玲
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B43/24
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黨曉林

1.一種井筒熱損失的確定方法，其特征在于，包括：

S1：讀入計算參數；

S2：根據所述參數計算井筒中半徑方向環空部分以外各處的熱阻值和井筒單元徑向熱損失上限值；

S3：根據所述上限值設置井筒單元徑向熱損失初始值；

S4：將所述初始值作為第一當前值；將計算井口位置至其下預訂步長位置作為第二當前值；

S5：基于第一當前值、第二當前值和S2中環空部分以外各處的熱阻值，計算當前總熱阻值；

S6：基于當前總熱阻值確定第三當前值；

S7：將S6中的第一當前值更新為第三當前值；將S6中的第二當前值增加預定步長，并將第二當前值更新為該增加預定步長后的值；

S8：循環執行S5～S7，直至S7中更新后的第二當前值大于或等于井筒的深度；

S9：對每次執行S6所得的第三當前值求和，所述求和結果確定為井筒熱損失。

2.如權利要求1所述的一種井筒熱損失的確定方法，其特征在于，所述S5中計算當前總熱阻值，具體包括：

S51：計算第二當前值的地層平均溫度、平均壓力、飽和蒸汽平均溫度；

S52：根據S51的結果計算第二當前值徑向不同位置處的溫度；

S53：根據S52的結果計算第二當前值環空自然對流傳熱系數和環空輻射傳熱系數；

S54：根據所述環空自然對流傳熱系數和環空輻射傳熱系數計算環空熱對流熱阻值；

S55：根據所述環空熱對流熱阻值和S2中環空部分以外各處的熱阻值計算當前總熱阻值。

3.如權利要求2所述的一種井筒熱損失的確定方法，其特征在于，所述S51中計算第二當前值的地層平均溫度、平均壓力、飽和蒸汽平均溫度，具體如下：

所述地層平均溫度的計算公式為：

T_e=(b_k+b_k-1)/2

上式中，b_k表示井口其下k倍步長處的地層溫度，單位為攝氏度；b_k-1表示井口其下（k-1）倍步長處的地層溫度，單位為攝氏度；b_k的計算公式為：

b_k=(b_k-1+a1×dl)

上式中，b_k-1表示井口其下（k-1）倍步長處的地層溫度，單位為攝氏度；a1為地溫梯度，單位為攝氏度/米；dl表示預定步長，單位為米；地層溫度初始值b₀為地表溫度，單位為攝氏度；

所述平均壓力的計算計算公式如下：

dpdl=-[ρlHl+ρg(1-H1)]gsinθ+λGv2DA1-[ρlHl+ρg(1-Hl)]vvsgp]]>

上式中，p表示混合物的壓力，帕斯卡；z表示軸向流動的距離，米；ρ_l表示液相密度，千克/立方米；ρ_g表示氣相密度，千克/立方米；H_l表示持液率，立方米/立方米；g表示重力加速度，米/平方秒；θ表示管道與水平方向的夾角，度；λ表示兩相流動的沿程阻力系數，單位為1；G表示混合物的質量流量，千克/秒；v表示混合物的流速，米/秒；v_sg表示氣相的折算速度，米/秒；D表示管道直徑，米；A表示管道截面積，平方米；

所述飽和蒸汽平均溫度的計算方法為：

T_s=195.94P^0.225-17.8

上式中，Ts表示飽和蒸汽平均溫度，攝氏度；P表示平均壓力，帕斯卡。