油井熱洗溫度場計(jì)算及運(yùn)用

羅寶龍 張偉 師正杰

摘要：油井熱洗是確保油井正常生產(chǎn)的常用設(shè)施設(shè)備，但是在使用的過程中存在較多的應(yīng)用問題，其中，影響油井熱洗的重要因素是熱洗介質(zhì)在整個(gè)井筒內(nèi)部的分布比較分散，且在具體運(yùn)行的過程中洗井溫度和排量參數(shù)時(shí)常設(shè)置不夠合理，最終會(huì)導(dǎo)致洗井效果不理想。針對(duì)以上問題文章打造油井 熱洗時(shí)井筒溫度分布數(shù)學(xué)模型，通過整個(gè)模型的打造能夠更加直接的看出熱洗時(shí)的溫度變化，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)洗井溫度、洗井排量的討論分析。

關(guān)鍵詞：油井熱洗溫度場;計(jì)算;應(yīng)用

由于原油中含有不同程度的石蠟，較高韓玲的石蠟會(huì)影響使用的開采。石油在不斷析出的時(shí)候，其結(jié)晶就會(huì)相應(yīng)的增大，最終積累到管壁上，出現(xiàn)結(jié)蠟現(xiàn)象。我國原油包含海上油田的原油多數(shù)是由高凝結(jié)程度和高粘稠高度的原油組成。從我國石油開采實(shí)際情況來看，蠟的沉積問題比較嚴(yán)重，蠟沉積問題已經(jīng)成為提升采油速度和采油效率的重要影響因素，為此，在采油的過程中需要對(duì)油管結(jié)晶問題進(jìn)行及時(shí)的處理。

一、影響油井熱洗效果的因素分析

對(duì)于一口油井的運(yùn)行發(fā)展來講，人們關(guān)注的問題一般是油井的熱洗效果是否達(dá)到理想的效果，文章著重分析產(chǎn)液量、熱水溫度、熱水流量、熱洗方式對(duì)油井熱洗效果的影響。第一，產(chǎn)液量對(duì)油井熱洗效果的影響。在常規(guī)的熱洗過程中產(chǎn)液量對(duì)結(jié)蠟點(diǎn)、井口溫度的影響都不夠明顯，而出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因產(chǎn)液量是影響油井運(yùn)行的重要參數(shù)信息，在熱洗操作的過程中熱水的運(yùn)行影響了正常生產(chǎn)時(shí)油套內(nèi)部的壓力平衡，在這樣的狀態(tài)下油井的泵效壓力會(huì)提升，產(chǎn)液量不再能夠滿足熱洗過程中油管內(nèi)的流量需求。由此可以發(fā)現(xiàn)，泵理論意義上的排量深刻影響油井熱洗溫度場的計(jì)算結(jié)果。同時(shí)，在熱洗過程中，油套環(huán)空也是充滿了熱水的，含水率接近百分百的比例，為此，在具體操作的時(shí)候產(chǎn)液量量、含水率等油井生產(chǎn)系數(shù)都會(huì)對(duì)結(jié)蠟點(diǎn)的位置產(chǎn)生深刻的影響。第二，熱水流量對(duì)熱洗效果的影響。在油井熱洗參數(shù)分布不平衡的情況下，熱水流量結(jié)蠟階段的最低程度會(huì)從53攝氏度升高到55攝氏度。由此可以發(fā)現(xiàn)，僅僅依靠提升熱水流量方式來提升油井熱洗效果是很難實(shí)現(xiàn)的。第三，熱洗方式對(duì)熱洗結(jié)果的影響。從實(shí)際操作上來看，水泥車的熱洗要比混合水之后的熱洗效果良好，而出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是水泥車的熱洗力量始終處于穩(wěn)定的狀態(tài)。在一個(gè)階段熱注流量比較少的時(shí)候熱水在套管中的下行時(shí)間也會(huì)延長，結(jié)蠟點(diǎn)在一定程度時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)溫度降低的效果，由此可以判定水泥車熱洗分階段的水資源摻和作業(yè)。

二、油井熱洗溫度場計(jì)算分析

結(jié)合大慶油田現(xiàn)場勘測結(jié)果和資料信息以及油井熱洗工藝的應(yīng)用需要，按照流體力學(xué)、熱傳學(xué)的基本理論和油田生產(chǎn)實(shí)際情況打造了油井熱洗工作參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方式，并應(yīng)用專業(yè)的油井熱洗參數(shù)優(yōu)化分析系統(tǒng)來對(duì)生產(chǎn)油井的溫度分布、油井溫度、結(jié)蠟位置等開展模擬分析，并對(duì)油田熱洗過程的油套溫度分布和結(jié)蠟點(diǎn)的油套溫度情況進(jìn)行精準(zhǔn)的預(yù)測分析。

（一）軟件的總體功能分析

油井熱洗參數(shù)模型系統(tǒng)包含生產(chǎn)油井溫度分布模擬系統(tǒng)、油井熱洗參數(shù)優(yōu)化和軟件系統(tǒng)計(jì)算分析共同組成。第一，生產(chǎn)油井溫度的分布模擬。在生產(chǎn)油井分布模擬系統(tǒng)中，用戶可以通過在系統(tǒng)中輸入?yún)?shù)信息來把控油井的結(jié)構(gòu)參數(shù)，比如油井的生產(chǎn)參數(shù)、動(dòng)液面位置、下泵深度等。在整個(gè)系統(tǒng)操作的時(shí)候會(huì)根據(jù)計(jì)算結(jié)果來向用戶輸出蠟點(diǎn)的位置、井口油溫參數(shù)等，目的是幫助用戶獲取自己所需要的數(shù)據(jù)信息。第二，常規(guī)性的熱洗井溫度模擬操作。在常規(guī)性的熱洗井溫度模擬操作系統(tǒng)中往往會(huì)對(duì)現(xiàn)有的規(guī)范數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，用戶在輸入油井參數(shù)數(shù)據(jù)的時(shí)候還會(huì)輸入相應(yīng)的熱洗參數(shù)，并對(duì)常規(guī)系統(tǒng)操作數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬分析，在油井熱洗的過程中了解油管溫度場的變化，并在操作的時(shí)候繪制出油井正常狀態(tài)下的溫度分布曲線，將打造的曲線和熱洗溫度進(jìn)行綜合對(duì)比。第三，油井熱洗參數(shù)的優(yōu)化。在油井熱洗參數(shù)的優(yōu)化操作中，用戶在輸入油井基本數(shù)據(jù)的時(shí)候還需要輸入熱洗參數(shù)，比如熱洗溫度、熱水溫度、化蠟溫度等。在具體操作的時(shí)候?qū)嵯葱ЧM(jìn)行優(yōu)化，在優(yōu)化的過程中確定每一次熱洗操作的流量、作業(yè)時(shí)間等，從而幫助相關(guān)人員更為直觀的了解結(jié)蠟點(diǎn)的溫度和位置信息。

（二）軟件的基本運(yùn)行環(huán)境

第一，硬件的運(yùn)行環(huán)境。整個(gè)系統(tǒng)操作包含586以上的兼容機(jī)，型號(hào)為IBM和AST，整個(gè)設(shè)備擁有足夠的內(nèi)存空間。第二，軟件運(yùn)行環(huán)境。運(yùn)行平臺(tái)包含中英文兩個(gè)版本，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行需要在良好的環(huán)境下進(jìn)行。第三，系統(tǒng)的安裝和啟動(dòng)。在系統(tǒng)安裝操作的時(shí)候需要將安裝盤插入到軟盤驅(qū)動(dòng)器光盤中，并在桌面系統(tǒng)上雙擊“我的電腦”信息，只有雙擊光盤，這個(gè)時(shí)候就會(huì)看到盤上的文件，進(jìn)入安裝程序。

（三）系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算

以5T3-28井為研究對(duì)象列表出井溫模擬和不同熱洗方式的溫度分布情況，整個(gè)井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和水泥車熱洗作業(yè)情況如表一所示。在綜合對(duì)比兩個(gè)表格可以發(fā)現(xiàn)通過優(yōu)化能夠減少熱水總注入量的24%比例，優(yōu)化之前的前水泥車熱水總量為60立方米，優(yōu)化之后的熱水注入總量為43.5立方米，對(duì)比前后的熱水注入量減少了27%的比例。

結(jié)束語

綜上所述，文章借助流體力學(xué)的理論和傳熱學(xué)的基本規(guī)律打造了垂直井筒流動(dòng)分析模型，按照能量守恒定律打造了井筒溫度場模型，在對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析之后得到以下的結(jié)論。在熱力學(xué)、傳熱學(xué)等理論的作用下能夠打造出完善的數(shù)學(xué)物理模型，經(jīng)過研究證明打造的物理模型能夠精準(zhǔn)的描繪出油井在工作中的傳熱規(guī)律，結(jié)合這種規(guī)律提出了生產(chǎn)井和熱洗過程的井溫分布模擬方式，提出以熱水消耗量為目標(biāo)的的熱洗參數(shù)優(yōu)化方式，并以實(shí)例的方式對(duì)兩種熱洗方式進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)過優(yōu)化之后發(fā)現(xiàn)總體上減少了20%比例的熱水總注入量。最終所計(jì)算出來的模型和參數(shù)結(jié)果符合系統(tǒng)優(yōu)化工藝要求，整個(gè)系統(tǒng)操作體現(xiàn)出比較理想的計(jì)算精度，值得在整個(gè)油井熱洗溫度場中的廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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[3]宋奇，楊蕾，羅江濤，等.油井熱洗過程中井筒溫度場研究[J].石油化工應(yīng)用，2017（01）：48-53.