一二氧化碳连续管井筒流动传热规律研究 - 中国石油大学学报.pdf

2013年摇 第37卷摇 摇 摇 摇 摇 摇 中国石油大学学报(自然科学版)摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 Vol.37摇 No.5 摇 第5期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 Journal of China University of Petroleum摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 Oct.2013 摇 摇 文章编号:1673鄄5005(2013)05鄄0065鄄06摇 摇 摇 doi:10.3969/ j.issn.1673鄄5005.2013.05.009 一二氧化碳连续管井筒流动传热规律研究 王瑞和,倪红坚 (中国石油大学石油工程学院,山东青岛266580) 摘要:基于二氧化碳在井筒内流动时的传热过程,考察二氧化碳在井筒内的热量和压力传递方式及其对相态和物性 变化的影响规律。 建立二氧化碳井筒内热传递模型,采用交替方向推进法进行求解,分析二氧化碳在井筒内流动过 程中温度、压力和相态的变化规律。 结果表明:二氧化碳在连续管内热交换效率较高,温度上升幅度随着井深的增 大逐渐减小;二氧化碳沿环空上返过程中,温度逐渐降低,在靠近井口处温度显著下降;随着井深的增大,连续管内 的液态二氧化碳逐渐转变为超临界态,在沿环空上返的过程中再次转变为液态,继而变为气液两相至出口。 关键词:二氧化碳;连续管;井筒传热;压力损耗 中图分类号:TE242摇 摇 摇 文献标志码:A Wellbore heat transfer law of carbon dioxide coiled tubing drilling WANG Rui鄄he,NI Hong鄄jian (School of Petroleum Engineering in China University of Petroleum,Qingdao266580,China) Abstract:Based on heat transfer processof carbon dioxidewellboreflow,theheat andpressuretransfer mechanismof carbon dioxide inthewellbore,aswell asthecarbondioxidepropertyvariationandphasechangewereinvestigated. Thewellboreheat transfer model of carbon dioxidewasdeveloped,throughwhichthewellboretemperatureandpressureprofileswereanalyzedu鄄 sing alternatedirectionmethod. Theresultsshowthatheattransfer efficiency isrelativelyhighinwellbore. Theincreaseextent of temperaturefor carbondioxidereduceswiththewell depthgradually. Annulartemperatureof carbondioxidedecreasesalong the flow,andthetemperaturedecreasessignificantlynearthewellhead. Thephaseof carbondioxidechangesfromliquidtosu鄄 percritical state along theflow,then to liquid phase in the annular area. It changesto liquid鄄gas state at last. Key words:carbon dioxide;coiled tube;wellbore heat transfer;pressure loss 摇 摇 二氧化碳流体与连续管钻井技术相结合可大幅 [1鄄4] 1摇 二氧化碳井筒内传热模型 提高钻井效率、有效保护油气藏 ,是一项极具应 用