稠油粘度較高但對溫度非常敏感,因此熱力采油是稠油開采的主要方式,而周期性蒸汽吞吐技術(shù)是稠油開采的主要方法之一。熱采周期內(nèi)管柱溫度以及內(nèi)部介質(zhì)環(huán)境隨著吞吐周期的推進(jìn)而不斷發(fā)生變化,管柱極易發(fā)生腐蝕破壞,因此需要對蒸汽吞吐采油井管柱的腐蝕特性進(jìn)行研究。本文將蒸汽吞吐過程分階段進(jìn)行討論,通過計(jì)算各階段井筒內(nèi)熱流體溫度分布以及井筒內(nèi)熱量的傳遞得到井筒溫度分布變化規(guī)律。根據(jù)不同階段管柱的溫度分布以及管柱服役介質(zhì)環(huán)境利用高溫高壓反應(yīng)釜開展模擬腐蝕實(shí)驗(yàn),得到不同階段管柱的腐蝕特性,聯(lián)立各階段實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到蒸汽吞吐工藝下整個(gè)周期的熱采井管柱在不同工況下的腐蝕特性,并對腐蝕剩余強(qiáng)度進(jìn)行了分析,對剩余壽命進(jìn)行了預(yù)測。注汽階段主要討論不同氧氣或者二氧化碳分壓環(huán)境下溫度對管柱腐蝕的影響,采油階段主要討論含氧氣或含二氧化碳環(huán)境下采出水含鹽濃度以及溫度對管柱腐蝕的影響。改變相關(guān)影響因子,對K55鋼和L80鋼進(jìn)行腐蝕實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:不同氣體環(huán)境下腐蝕速率的大小以及隨溫度變化趨勢不同;不同氣體環(huán)境下試樣表面腐蝕產(chǎn)物膜的致密性是影響腐蝕速率的重要因素,產(chǎn)物膜致密性越好,腐蝕速率越低。介質(zhì)含鹽量對管柱的腐蝕規(guī)律存在一個(gè)... 

【文章來源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

熱采井井筒結(jié)構(gòu)

160 天。2.5.2 井筒溫度分布將表 2-2 中數(shù)據(jù)代入前文建立的注汽傳熱模型，燜井采油傳熱模型以及井筒傳熱模型中，根據(jù)該油井的具體工況，計(jì)算得到稠油熱采井完整周期內(nèi)的井筒溫度分布。圖 2-2 為在注汽階段時(shí)，不同時(shí)刻不同深度的熱流體溫度。從圖 2-2 中可以看出，由于井口初始注汽參數(shù)為常數(shù)，注汽階段井口溫度幾乎保持不變，不同注汽時(shí)間井筒內(nèi)熱流體溫度曲線整體呈下降趨勢，隨著注汽深度的增加而降低，但是溫度變化梯度略有不同。從注汽開始至注汽結(jié)束，井口與井底溫差保持在 7℃以內(nèi)。隨著注汽時(shí)間的增加，井口與井底熱流體溫度差逐漸減小。

西安石油大學(xué)碩士論文20圖2-3為稠油井管柱一個(gè)開采周期內(nèi)的溫度的變化趨勢。從圖中可以看出，注汽開始，高溫流體通過油管，油管迅速升溫，且在注汽階段內(nèi)只有很小的溫度變化。注汽結(jié)束時(shí)油管溫度不再升高，此時(shí)油管達(dá)到溫度最大值。由于隔熱油管保溫層的效果，內(nèi)油管與外油管溫差較大，高達(dá)100℃之多。拐點(diǎn)發(fā)生在燜井采油階段的開始，燜井時(shí)井筒溫度不再升高，采油時(shí)，井底加熱原油源源不斷的從地下采出，井筒溫度迅速下降。當(dāng)吞吐周期進(jìn)行四分之一的時(shí)間（1000h）后，井筒最高溫度已經(jīng)下降至150℃。當(dāng)經(jīng)過半個(gè)周期（2000h）后，井筒溫度已經(jīng)接近50℃，且下降速度極為緩慢慢，溫度曲線趨于平緩，當(dāng)溫度降低至一定程度時(shí)，需要重新向井筒內(nèi)注汽，開啟下一個(gè)采油周期。圖2-3采油周期內(nèi)井筒溫度分布2.6本章小結(jié)本章運(yùn)用傳熱學(xué)及相關(guān)知識，研究了稠油井吞吐采油過程中井筒內(nèi)熱流體的傳熱現(xiàn)象，建立了注汽階段油管內(nèi)高溫流體的傳熱模型和采油階段油管內(nèi)油水混合物的傳熱模型。計(jì)算了井筒各個(gè)環(huán)節(jié)傳熱熱阻，通過簡化傳熱模型，結(jié)合地層溫度場分布，得到了高溫流體與地層之間的井筒徑向以及軸向的傳熱模型，基于此模型結(jié)合實(shí)例計(jì)算得到整個(gè)井筒油管的溫度分布，以及整個(gè)吞吐采油周期內(nèi)井筒溫度的變化規(guī)律。注汽階段熱采井井筒溫度迅速升高，注汽結(jié)束時(shí)井筒溫度達(dá)到最大值，隨后井筒溫度開始下降，先快后慢。井筒徑向溫度分布差異較大，內(nèi)油管至外油管溫度迅速下降，外油管至套管溫度緩慢下降，井筒軸向溫度梯度較小，故不同管柱井口與井底溫差不大。熱采井管柱服役期間不斷經(jīng)歷溫度變化與介質(zhì)變化，易腐蝕損壞，且不同溫度區(qū)間腐蝕程度不同，本章計(jì)算得到整個(gè)蒸汽吞吐過程中井筒管柱的不同階段的溫度分布，為稠油熱采井管柱腐蝕實(shí)驗(yàn)的開展奠定了基矗

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：2942116