[發(fā)明專利]一種重力火驅(qū)生產(chǎn)井混合液的溫度計算、控制方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410532342.8
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN104392092A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬振;彭松良;曲紹剛;屈振哲;張成博;于曉聰;方梁鋒;崔冠麟;李晨曦;賀夢琪;劉洪芹;張林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;E21B43/243
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 黨曉林;李永強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油火驅(qū)開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種重力火驅(qū)中水平生產(chǎn)井混合液的溫度計算、控制方法及裝置。

背景技術(shù)

在石油開采領(lǐng)域，火驅(qū)開采法是一種常用的且非常重要的石油開采方法。該方法通常是指將空氣或氧氣注入到地下油層里面，使其與油層中的有機燃料燃燒，用燃燒產(chǎn)生的熱量加熱待開采原油，加熱后原油在重力的驅(qū)動下卸到水平生產(chǎn)井的水平段，然后通過水平井的提升作用將石油開采出來的方法。

火驅(qū)開采法是一種在油層內(nèi)部產(chǎn)生熱量的熱力采油技術(shù)，在石油開采領(lǐng)域具有明顯技術(shù)優(yōu)勢和潛力，它具有驅(qū)油效率高(一般達80％～90％)、單位成本低(與蒸汽相當(dāng))、油藏適應(yīng)范圍廣(從薄油層到厚油層、從淺油層到深油層、從稀油到稠油，及已開發(fā)油藏)等特點，是石油開采尤其是稠油開采的重要手段。常用的火驅(qū)開采方式是直井+水平井組合。直井為注氣井，用于將燃燒產(chǎn)生的熱量向前推進加熱待開采的原油。加熱后并達到一定流動性的原油在重力的驅(qū)動作用下卸到水平生產(chǎn)井的水平段，原油通過水平段的篩管空隙進入油管和篩管的環(huán)空之間，最后通過生產(chǎn)管柱將原油舉升到地面。由于目前火驅(qū)開采主要針對粘度較大的稠油、超稠油，因此在水平生產(chǎn)井內(nèi)原油的溫度一旦降低到一定閥值，原油流動性就會變得非常差，對石油舉升造成很大困難。水平井內(nèi)原油的溫度是后續(xù)傳輸過程中最重要的參數(shù)，直接影響到整個火驅(qū)采油效率及能耗

在現(xiàn)場石油開采中常常需要對水平生產(chǎn)管的原油進行伴熱，使其達到一定的溫度，以保證原油在高溫狀態(tài)下的良好流動性。現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的油井測溫裝置采用的是套管式溫度測量，這種測試裝置安裝和使用都十分費時費力，且使用和維護成本較高。同時，在測定管道中流體溫度時，為了保護溫度計，通常會在管道中裝有測溫套管，導(dǎo)致該測試裝置由于存在傳熱熱阻，導(dǎo)致測量溫度的準(zhǔn)確性不高。

發(fā)明內(nèi)容

本申請目的在于提供一種重力火驅(qū)生產(chǎn)井混合液的溫度計算、控制方法及裝置，能根據(jù)特定采集的參數(shù)及算法計算得出生產(chǎn)井內(nèi)原油的溫度，并可以根據(jù)計算得出的溫度進行相應(yīng)的調(diào)控，降低垂直生產(chǎn)井內(nèi)原油舉升難度，同時降低使用和維護成本，省時省力。

本申請?zhí)峁┑囊环N重力火驅(qū)生產(chǎn)井混合液的溫度計算、控制方法及裝置是這樣實現(xiàn)的：

一種重力火驅(qū)生產(chǎn)井混合液的溫度計算、控制方法，所述方法包括：

S1：計算生產(chǎn)井井筒熱損失的上限值；

S2：根據(jù)所述井筒熱損失的上限值設(shè)置腳跟處井筒分段單元徑向熱損失初始值；

S3：根據(jù)所述設(shè)置的熱損失初始值迭代計算得出所述生產(chǎn)井井筒從腳跟到腳尖的第一溫度場分布；

S4：根據(jù)所述第一溫度場分布計算腳尖油管出口處熱水溫度T₂，并利用下述公式計算所述腳尖處油水混合液的初始溫度T：

L_vΔm_汽+C_水Δm_水T₂+C_油Δm_油T₁＝CΔmT

上述公式中：L_v為汽化潛熱，J/kg；C＝C_汽f_w+C_油(1-f_w)，C_汽為蒸汽比熱容，J/(kg·℃)；C_油為原油比熱容，J/(kg·℃)；Δm_油為蒸汽與原油混合瞬間原油質(zhì)量，kg；Δm_汽為蒸汽與原油混合瞬間蒸汽質(zhì)量，kg；m為水、蒸汽與原油后混合液質(zhì)量；T₁為重力火驅(qū)卸油后流到腳尖處原有的初始溫度，℃；T₂為油管腳尖出口處熱水溫度，℃；f_w為產(chǎn)出液含水率；

S5：根據(jù)所述第一溫度場分布和所述腳尖處油水混合液的初始溫度利用下述公式從所述井筒腳尖開始計算所述腳尖至腳跟的第二溫度場分布：