[发明专利]确定保温隔热防偏磨油管下入深度的确定方法及装置

权利要求书

1.一种确定保温隔热防偏磨油管下入深度的确定方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、录取油井的基础数据，所述基础数据包括：所述油井的油层中深L、地温梯度t_d、井斜角α和方位角φ；

步骤2、根据地质开发方案，确定所述油井的下泵深度H和产液量Q₁；

步骤3、确定所述油井的井筒温度场控制方程，所述井筒温度场控制方程为：

其中：

cosθ＝cosα₁cosα₂+sinα₁sinα₂cosΔφ 式(2)

T＝T(L₁，t) 式(4)

Δφ＝|φ₂-φ₁| 式(5)

在所述式(1)、所述式(2)、所述式(3)、所述式(4)、所述式(5)、所述式(6)和所述式(7)中：所述λ₁为所述井筒内流体的导热系数，单位为瓦每平方米摄氏度W/(m².℃)，所述ρ₁为在考虑温度、压力和含气情况下，油管内流体的平均密度，单位为千克每立方米kg/m³，所述v₁为所述油管内气液两相流的表观流速，单位为米每秒m/s，所述x为所述井筒任意点轴向坐标，所述y为所述井筒任意点径向坐标，所述T为井筒内流体的到达井口的温度，单位为摄氏度℃，所述θ为井筒中某一井段的狗腿角度，单位为度，所述f_m为斜井井段油管单位长度正压力，单位为牛N，所述F_τ为斜井段油管单位长度两端的轴向力，单位为N，所述ΔL为斜井井段弧长或点距，单位为米m，所述c₁为井筒内流体的热容量，单位为焦耳每摩尔摄氏度J/mol.℃，所述g为重力加速度，单位为米每秒m/s，所述t为井筒流体从抽油泵进口被举升至井口所需要的时间，单位为秒s，所述L₁为保温隔热防偏磨油管在油井中下入的深度，单位为米m，所述φ为方位角，单位为度，所述φ₁为上测点方位角，单位为度，所述φ₂为上测点方位角，单位为度，所述α₁为上测点井斜角，单位为度，所述α₂为下测点井斜角，单位为度，所述A_c为保温隔热防偏磨油管过流面积，单位为平方毫米mm²，所述k为速度常数，所述k_v为亨利常数，所述∑k_i为一级动力学转化速率，取0.55～0.60，所述k_p为分配系数，所述分配系数是在一定温度下，水与空气处于平衡状态时，水与空气在固定相中的浓度和在流动相中的浓度之比，所述e是一个无理数，所述e约等于2.718281828，所述π为圆周率，所述π约等于3.1415926；

步骤4、确定所述井筒的井筒传热方程；

在所述式(8)中：所述D为保温隔热防偏磨油管内直径，单位为毫米mm；

步骤5、确定所述保温隔热防偏磨油管的下入深度；

根据井口温度，对式(1)至式(8)式采用迭代法求解，以得到所述保温隔热防偏磨油管下入深度L₁。

2.一种确定保温隔热防偏磨油管下入深度的确定装置，其特征在于，所述装置包括：

第一确定模块，用于确定所述油井的井筒温度场控制方程，所述井筒温度场控制方程为：

其中：

cosθ＝cosα₁cosα₂+sinα₁sinα₂cosΔφ 式(2)

T＝T(L₁，t) 式(4)

Δφ＝|φ₂-φ₁| 式(5)

在所述式(1)、所述式(2)、所述式(3)、所述式(4)、所述式(5)、所述式(6)和所述式(7)中：所述λ₁为所述井筒内流体的导热系数，单位为瓦每平方米摄氏度W/(m².℃)，所述ρ₁为在考虑温度、压力和含气情况下，油管内流体的平均密度，单位为千克每立方米kg/m³；所述v₁为所述油管内气液两相流的表观流速，单位为米每秒m/s；所述x为所述井筒任意点轴向坐标，所述y为所述井筒任意点径向坐标，所述T为井筒内流体的到达井口的温度，单位为摄氏度℃；所述θ为井筒中某一井段的狗腿角度，单位为度，所述f_m为斜井井段油管单位长度正压力，单位为牛N，所述F_τ为斜井段油管单位长度两端的轴向力，单位为N，所述ΔL为斜井井段弧长或点距，单位为米m，所述c₁为井筒内流体的热容量，单位为焦耳每摩尔摄氏度J/mol.℃，所述g为重力加速度，单位为米每秒m/s，所述t为井筒流体从抽油泵进口被举升至井口所需要的时间，单位为秒s，所述L₁为保温隔热防偏磨油管在油井中下入的深度，单位为米m，所述φ为方位角，单位为度，所述φ₁为上测点方位角，单位为度，所述φ₂为上测点方位角，单位为度，所述α₁为上测点井斜角，单位为度，所述α₂为下测点井斜角，单位为度，所述A_c为保温隔热防偏磨油管过流面积，单位为平方毫米mm²，所述k为速度常数，所述k_v为亨利常数，所述∑k_i为一级动力学转化速率，所述k_p为分配系数，所述分配系数是在一定温度下，水与空气处于平衡状态时，水与空气在固定相中的浓度和在流动相中的浓度之比，所述e是一个无理数，所述e约等于2.718281828，所述π为圆周率，所述π约等于3.1415926；

第二确定模块，用于确定所述井筒的井筒传热方程；

在所述式(8)中：所述D为保温隔热防偏磨油管内直径，单位为毫米mm；

第三确定模块，用于确定所述保温隔热防偏磨油管的下入深度；

根据井口温度，对式(1)至式(8)式采用迭代法求解，以得到所述保温隔热防偏磨油管下入深度L₁；

录取模块，用于录取油井的基础数据，所述基础数据包括：所述油井的油层中深L、地温梯度t_d、井斜角α和方位角φ；

第四确定模块，用于根据地质开发方案，确定所述油井的下泵深度H和产液量Q₁。