氣井生產(chǎn)過程中,水合物的形成妨礙天然氣生產(chǎn)和集輸工藝的正常運轉(zhuǎn),可能導致停產(chǎn)甚至引發(fā)嚴重的安全事故。為了防患于未然,必須根據(jù)氣井資料,科學預(yù)測天然氣在生產(chǎn)或集輸工況下的形成條件和生成位置。預(yù)測水合物在井筒內(nèi)的生成情況之前,必須獲取井筒溫度、壓力分布數(shù)據(jù)。但一些井況較復(fù)雜的氣井很難利用壓力計或者溫度計進行實測,常用的溫度、壓力模型一般只能用于穩(wěn)態(tài)計算,因此本文廣泛調(diào)研國內(nèi)外溫度、壓力以及水合物預(yù)測模型的相關(guān)文獻,從井筒物理模型和傳熱學基礎(chǔ)理論出發(fā),在已有瞬態(tài)模型的基礎(chǔ)上,將相關(guān)模型參數(shù)視為變量,考慮管材導熱系數(shù)和溫度間的實際變化關(guān)系,建立了考慮井筒-地層復(fù)合介質(zhì)總熱阻與溫度的耦合計算過程的瞬態(tài)溫度模型,將其與井筒壓力模型進行溫度-壓力耦合計算后銜接水合物預(yù)測模型,編寫程序用于計算井筒的溫度剖面、壓力剖面、水合物生成條件以及水合物在井筒內(nèi)的生成位置。對相關(guān)計算結(jié)果進行模型驗證、敏感性分析等研究,結(jié)果表明:（1）溫度、壓力模型中的部分物性參數(shù)在不同溫度或壓力下變化幅度大,若視為定值將會產(chǎn)生較大誤差。（2）通過對比驗證發(fā)現(xiàn),本文建立的溫度-壓力耦合模型在瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)下的計算結(jié)果與商業(yè)軟件計算結(jié)果... 

【文章來源】：西南石油大學四川省

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

油管一地層復(fù)合介質(zhì)系統(tǒng)俯視結(jié)構(gòu)示意圖

?及熱輻射過程；③熱量在地層中（ＩＩＩ區(qū)）的熱傳導過程。??在圖２－１和２－２中的油管－地層區(qū)域內(nèi)，地層流體通過油管由井底流向井口，??徑向熱傳遞過程中，油管內(nèi)將產(chǎn)生熱對流，油管壁、套管壁中將產(chǎn)生熱傳導，油??套管環(huán)空中將產(chǎn)生產(chǎn)生熱對流和熱輻射，水泥環(huán)中將產(chǎn)生熱傳導，水泥環(huán)外邊界??到地層外邊界間將產(chǎn)生熱傳導。??＿??ｉ?ｊＸ?，’Ｉ?ｉ??ｉ?＇、＼油管內(nèi)（Ｉ區(qū)）Ｖ，?ｉ?ｉ??Ｉ?、、？?；??ｉ?ｊ????！?ｉ??？?ｎ油管－水泥環(huán)外邊界（ｎ區(qū)）Ｍ?－??地層（ｍ區(qū)）??圖２－１油管－地層復(fù)合介質(zhì)系統(tǒng)俯視結(jié)構(gòu)示意圖??Ｉ?Ｉ區(qū)ｉ?ｉｉ區(qū)?！?ｍ區(qū)Ｉ??＜??＞??Ｉ?■?■?■?■—■?■—??｜丨?Ｒｆ?Ｒｔｉｔｂ?ｈｉｍ?反?ｃａｓ?Ｒｃｅｗ?ｉ??圖２－２油管－地層復(fù)合介質(zhì)系統(tǒng)組成及徑向熱量傳導示意圖??Ｒａｍｅｙ模型將Ｉ、ＩＩ區(qū)內(nèi)的熱傳遞視為穩(wěn)定傳熱、ＨＩ區(qū)內(nèi)的熱傳遞視為非穩(wěn)??定傳熱，并引入系統(tǒng)總傳熱系數(shù)［７，。，將Ｉ、ＩＩ區(qū)復(fù)合傳熱介質(zhì)整體表征為單一熱??阻，引入無因次時間函數(shù)／句，將ＩＩＩ區(qū)熱阻表正為時間的函數(shù)，從而簡化ＩＩＩ區(qū)??１３??

由井筒物理模型可知，徑向傳熱的總熱阻Ｒ。由油管內(nèi)流體傳熱熱阻＇、油??管導熱熱阻７？ｍｈ、環(huán)流體空導熱熱阻穴＿、套管導熱熱阻心？、水泥環(huán)熱阻況＿、??地層熱阻＼組成，如圖２－６。??油管內(nèi)?油管?環(huán)空?套管?水泥環(huán)?地熱??傳熱熱阻導熱熱阻流體熱阻導熱熱阻?熱阻?熱阻??圖２－６井筒徑向傳熱系統(tǒng)的熱阻組成示意圖??Ｕｔｏ?＝?Ｒｆ?＋?Ｒ？ｌｈ?＋?Ｒａ，ｍ?＋?ＲｃａＳ?＋?Ｒｃｅｍ?＋?Ｒｅ?（２－７１）??Ｒｆ＝—＾—?（２－７２）??２ｎｒｔｉｎｆ??（２－７３）??ｔｕｂ?ｉ?１??２疋七??Ｋｍ＾?２ｎｒｔ０［ｈａｆ＾ｈａｃ）?（２＿７４）??Ｒ?Ｍｒ＾＼?（２－７５）??哪?Ｍｃａｓ??２４??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]深水鉆井天然氣水合物生成預(yù)測研究[D]. 劉茂森.西南石油大學 2017
[2]氣井井筒瞬態(tài)溫度壓力耦合模型研究[D]. 宋戈.西南石油大學 2015
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本文編號：3113994