充气钻井二维传热模型及井筒温度场分布规律

石油天然气 学报 ( 江汉石油学院学报)2 0 1 3 年 1 1 月 第 3 5 卷 第 1 1 期 J o u r n a l o f O i l a n d G a s T e c h n o l o g y( J ． J P I )N o v ． 2 0 1 3 V o 1 ． 3 5 N o ． 1 1 ·8 5· 充气 钻 井 二 维传 热 模 型 及 井筒 温 度 场 分布 规律 陈勋 ，闫铁 ，毕 雪亮 ( 提 高 油 气 采 收 率 教 育 部 重 点 实 验 室 ( 东 北 石 油 大 学 ) ， 黑 龙江大 庆1 6 3 3 1 8 ) 张杨 ( 中 石 油 塔 里 木 油田 分 公司 油 气 工 程 研 究 院， 新 疆库 尔 勒8 4 3 3 0 0 ) [ 摘要]近 年来，充气欠平衡钻井 已成为美 国、加拿 大和其他 地 区的主要欠平衡钻 井方式 ，是解 决裂缝或 孔 隙岩层严重漏 失、避免储层伤害 问题 的重要技术手 段。 目前 在进行 充 气钻 井设计 时，大 多把 地层 温度 近似于井筒 内充 气液 温度 ，必然会 导致设计误差 ，因此 有必 要考虑地 层 与井筒 之 间的热传递 ，研 究井筒 温度场分布 。通过进行地层一 环空、环空一 钻柱 内充气液 的径 向换热规律和井筒轴 向换热规律研 究，结合 井 筒 内气液两相流特性 ，推 导充 气钻 井二维传 热模 型，最后通过 实例计 算考察 注液流量 和注 气流量对 井筒 温度场分布 的影响 ，研 究表 明井筒 中充 气液 温度 随着井深 呈非线 性分布 ，环 空充气液 温度 与地 层 温度 间 最大偏差 的位置在井底处 。 [ 关键词]充 气钻 井；两相流；井筒温度 ；传热 [ 中图分类号]T E 2 4 2 [ 文献标志码]A [ 文章编号]1 0 0 0— 9 7 5 2( 2 0 1 3 )1 1 — 0 9 8 5一 O 4 充 气钻 井是 指将 注入 了一 定 量 的可 压 缩 气 体 的液 相 钻 井 液 作 为循 环 介 质 钻 井 的工 艺 。充 气 液 与 气 体 、泡 沫相 比有 很好 的携 砂 能力 ，主要 适用 于裂 缝 或孔 隙或二 者兼 有 的岩层 以及低 压 低渗 油气藏 ，能 有 效 防止 地层 漏失 和保 护储 层 ，并使 井径 规则 ，提 高机 械钻 速[ 1 ] 。充气 钻井 过程 中井筒 循环 充 气液 与 地 层 之 间持续 不断 地发 生着 热量 传递 ，由于充 气液 中的气 相 是 可压缩 流 体 ，对 温 度 和压 力 ......