[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

说明书

本发明公开了一种确定保温隔热防偏磨油管下入深度的确定方法及装置，属于油田采油技术领域。包括：首先根据地质方案，录取油井基础数据，然后确定油井井筒温度场控制方程、井筒传热方程，最后通过迭代法计算保温隔热油管下入深度。本发明有益的效果是：在现场2口油井中应用本发明实施例提供的确定保温隔热防偏磨油管下入深度的确定方法，井口温度平均提高了16.4℃，达到了既提高油井井口温度，又节约保温隔热油管投资的目的，同时，防止了油井偏磨，应用油井检泵周期平均延长了140天以上。本发明用于确定保温隔热油管下入深度。

技术领域

本发明涉及油田采油技术领域，特别涉及一种确定保温隔热防偏磨油管下入深度的确定方法及装置。

背景技术

油田生产过程中常常采用普遍油管进行生产，从油藏中流出的原油通过抽油泵被举升到地面的过程中，大量的热量通过油套环空、套管、水泥环散失到地层中，一方面原油在井筒中的温度低于结蜡点造成油井结蜡，另一方面原油井井筒中的流动性变差，增加抽油机载荷，能耗增大；同时，因井口原油温度低，在集油过程中需要伴热或掺水输送；影响了油井的正常生产运行。

中国专利CN 104100210 B公开了一种耐磨防腐外裹隔热油管，由油管、油管内防腐耐磨层、油管外隔热层、隔热层外防腐保护层组成。在所述的油管内固定嵌装一内管；在所述油管的中间段外壁均匀地包裹一层外隔热层，在隔热层外壁外裹一层外防腐保护层；在所述的油管的联接接箍上下操作段及接箍外包裹一层隔热层，在该隔热层外安装一段隔热层保护钢套管。本发明能有效地降低原油从井底流到井口过程中原油自身温度的损失并改善原油在井筒中的流态。解决油管柱杆管偏磨、油管内防腐、结垢、结蜡、油管外防腐，降低抽油机井杆管之间的摩擦阻力，最终达到节能减排、减少杆管损坏、减少井下作业工作量，大大降低石油开采成本。

付亚荣等人发表在2015年第5期《石油石化节能》上的“油井内衬外裹油管试验成功的节能启示”一文指出，为实现油井的清防蜡与节能降耗，应用内衬外裹油管在原油大举升过程中热量散失小的原理，改善原油在井筒中的流态，免去油井洗井、加药，并可能实现油井单管集输。5口试验油井井口温度平均提高13.5℃，抽油机悬点最大负荷下降3.5kN，最小负荷上升1.3kN，平均日节电37.1kWh，节电效果明显。

中国专利201610255875.5提出的油井用隔热保温防腐油管，由普通油管、35CrMo内管、隔热层、35CrMo密封套、四氟胶套和油管接箍组成；应用到油层温度75℃以上的油井时，井口温度提高15.5℃以上。

虽然隔热保温防偏磨油管在现场上既提高了油井井口温度，又防止了油井偏磨；但在油井中下入多少隔热保温防偏磨油管最经济适用是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是：提供确定保温隔热防偏磨油管下入深度的确定方法及装置，为合理设计保温隔热防偏磨油管下入深度提供理论依据，既提高了油井井口温度、防止了油井偏磨，又节约保温隔热防偏磨油管投资的目的。

第一方面，本发明实施例提供了一种确定保温隔热防偏磨油管下入深度的确定方法，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。

以油井井筒中心线为X轴，其正方向自井底指向井口；垂直于井筒中心线为Y轴；井筒内传热方式为传导和对流换热；井筒内流体(原油、天然气、地层水)为气液两相流；油层以油井井筒轴线为中心轴对称分布，油层内为二维传热；以井筒中的任意一点作为微元控制体，建立油井井筒温度场控制方程，所述井筒温度场控制方程为：

其中：