【井筒注热流体清蜡过程数值模拟】许军图书馆.pdf

吉林大学硕士学位论文井筒注热流体清蜡过程数值模拟专业:应用数学编写:许军导师:马富明(副教授)

提要油井结蜡是影响原油产量的突出问题之一,因此,对油井进行清蜡问题就成了油井管理的重要内容。在自喷采油转为抽油开发以后,油田常用的清蜡方法之一是注热流体循环洗蜡。本文从流体力学和传热学的数学理论出发给出了油井注热流体循环洗蜡的一个非稳态的数学模型,该模型从油井热洗清蜡的四个主要参数(时间、温度、压力和流量)出发,考虑了热传导和热对流等机理以及压力降、油水混合物等因素的变化。采用了矩形单元对求解区域进行部分,并选取单元的几何中心作为差分节点,用隐式差分方法和迎风格式对问题进行了离散化,对所得的代数方程组采用了油田数值模拟计算上常用的“D4排列格式”的直接算法求解。

吉林大学数学研究所硕士学位论文得来的热洗清蜡办法,但是在热洗清蜡问题上,对于热洗清蜡多长时间合理,用多大热洗排量和热洗温度比较好等问题还没有一套完善的理论来描述,大部分方法都是来源于现场管理人员的实践经验,比如“电流质量控制图”法“四步热洗法”、“正交实验法”等等。而在理论上的研究只是局限于对井筒温度场分布的计算上,国外从七十年代就开始研究井筒产液和注液时的温度变化,并引进了数值模拟方法,比如1970年埃克米尔(Eickmeier)在研究井筒换热和温度分布时建立了一套关于注液期间,液体与周围介质间热交换的有限差分模型1,但是该模型关于热阻计算不尽合理,且模型采用显示差分格