稠油單井無電纜電磁加熱系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型研究.pdf

1、稠油單井無電纜電磁加熱技術(shù)是結(jié)合油管電加熱和井下電磁加熱的新技術(shù)，針對稠油入井難的問題，采用井下電磁加熱近井儲層，使原油易于流入井筒；而在井筒中采用油管電加熱對原油進(jìn)行加熱和降粘。由于減少了電纜的使用，使得該技術(shù)的可靠性和能量利用率大大增加，成本和施工難度也大幅度降低。 本文詳細(xì)介紹了無電纜電磁加熱的技術(shù)原理，確定了該套技術(shù)的井筒結(jié)構(gòu)和設(shè)備，研究和確定了供電的頻率和電壓大小。本文系統(tǒng)地研究了稠油單井無電纜電磁加熱數(shù)學(xué)模型；根據(jù)物

2、質(zhì)守恒方程和能量守恒方程，建立了油水兩相在多孔介質(zhì)中一維徑向滲流的數(shù)學(xué)模型；分析并建立了油管電加熱的傳熱學(xué)模型和注流體輔助電磁加熱的數(shù)學(xué)模型。對建立的方程進(jìn)行離散化和數(shù)值求解；利用Delphi程序語言編制了模擬計(jì)算軟件。以現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)并為計(jì)算實(shí)例，從理論上對地層溫度、壓力和井筒溫度分布的進(jìn)行了動態(tài)預(yù)測，并分析了影響加熱效果的一些因素，如加熱功率、產(chǎn)量等。 研究結(jié)果表明：（1）井下電磁加熱可有效加熱儲層近井地帶，較短時(shí)間內(nèi)有效作用半徑

3、即達(dá)到2m以上，長時(shí)間加熱有效作用半徑會增大，但不明顯。所以電磁加熱適宜于邊加熱邊生產(chǎn)。（2）在穩(wěn)定的產(chǎn)量下隨著加熱生產(chǎn)時(shí)間的增長，地層的溫度分布和原油流入井筒中的溫度趨于穩(wěn)定，穩(wěn)定的時(shí)間大約為加熱生產(chǎn)330h左右。（3）油管電加熱對并筒中原油有一定的加熱作用，加熱效果主要受產(chǎn)量和加熱功率的影響。（4）采用注入流體輔助電磁加熱的技術(shù)可有效提高地層的加熱半徑。（5）電磁加熱效果受可控因素如加熱功率、產(chǎn)量的影響，同時(shí)也受到地層孔隙度、含水飽