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火烧油层工艺现场测量油层热物性的方法研究

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1.绪论

1.1课题背景介绍

1.2国内外研究发展概况

1.3本文的主要工作

1.3.1火烧现场测量油层热物性方法的理论研究

1.3.2热物性的室内模拟试验测量

1.3.3注气加热与纯导热等效性的研究

2.火烧油层工艺背景

2.1热力采油与火烧油层

2.2火烧工艺的发展及现状

2.3火烧油层的现场条件

3.火烧油层工艺现场测量油层热物性方法的理论研究

3.1引言

3.2纯导热理论模型的分析

3.2.1井壁温度理论值的计算

3.2.2井壁温度理论值的误差分析

3.2.3热物性的敏感系数

3.3油层热物性的估计方法

3.3.1导热反问题

3.3.2参数估计方法

3.4计算结果的准确性

3.4.1测量值选择的影响

3.4.2误差分析

3.5小结

4.热物性的室内模拟实验测量

4.1引言

4.2模拟试验

4.2.1实验设备及过程

4.2.2实验数据

4.2.3数据分析及结果

4.3经验数据及准稳态恒热流平板法方法测得的结果

4.4小结

5.注气加热与纯导热等效性的研究

5.1引言

5.2实验研究

5.2.1实验设备及过程

5.2.2实验数据

5.2.3数据分析及结果

5.3理论分析

5.4小结

结论

致谢

参考文献

作者简介

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摘要

该文针对火烧油层采油工艺的需要,对在火烧现场估计油层热物性的方法进行了探索.利用火烧工艺的现场条件,通过测量注气井的井壁温度,运用导热反问题与参数估计的方法,同时测定油层的有效导热系数k<,e>与当量体积热容量C<,e>,为油层火烧热采工艺可行性的现场评估提供参考.对此,该文做了以下几点工作:1.火烧现场测量油层热物性方法的理论研究;1)纯导热理论模型的分析:在火烧工艺油层加热阶段,简化分析现场条件,其中包括把油层的注气加热等效为纯导热、认为油井自身为集总热容物体、忽略热物性随温度的变化、忽略固井水泥对温度场的影响;在纯导热模型下,研究井壁温度理论值及误差的计算,同时研究油层k<,e>、C<,e>值对井壁温度理论值的敏感系数.2)估计油层k<,e>、C<,e>值的具体方法实现及误差分析:根据纯导热模型计算井壁温度理论值,结合测量值,求解非线性最小二乘得到油层k<,e>、C<,e>的特定最优值;通过分析井壁温度理论值的误差及k<,e>、C<,e>的敏感系数,研究温度测量值的选择对参数估计准确性的影响,以及最终结果的误差计算.2.热物性的室内模拟试验测量;为定性验证利用上述参数估计方法测量热物性的可行性及准确性,进行了室内模拟实验的研究:室内条件下,利用电热棒加热干石英砂;加热期间测量电热棒壁面温度;使用参数估计方法测量石英砂的k<,e>、C<,e>值,并计算其误差;同时,利用以往多孔材料热物性的各种经验公式计算石英砂k<,e>、C<,e>值,并给出通过准稳态恒热流平板法测量的结果,与实验所得值进行比较.结果表明:若能适当控制试验条件的误差,利用参数估计方法测量石英砂k<,e>、C<,e>值能够较为准确.3.注气加热与纯导热等效性的研究;为研究纯导热模型中由于注气造成的井壁温度理论值的误差,进行了实验研究:室内条件下,不同速率的热空气流过直管内的石英砂,空气加热石英砂期间,测量石英砂温度;利用纯导热模型计算壁面的理论温升,并分析其与测量温升之间的差别.得出注气加热与纯导热的偏差同注气速率、加热时间关系的实验规律,并进行了理论分析.结果表明:注气速率越小,加热时间越长,则二者偏差越小.可以预期,在一般的火烧现场注气速率条件下,注气造成的井壁温度理论值的误差不大.

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