征在于，所述内管的温度的表达式为： CmTs-Q/1OOO = CmTs, 其中，Ts'表示内管热水变化后的温度；C表示水的比热容；m表示热水的质量流量；TS 为内管热水温度； 所述内管外壁的温度的表达式为： Tn_t〇= T s-(R10+Rn)Q/dl 其中，Tnt。表示内管外壁的温度，Ts为内管热水温度；R1。表示内管内外壁之间的热对流 热阻，R11表示热流体与内管之间的热对流热阻； 所述空心杆内壁的温度的表达式为： T1=Ts-(VRll^R11)QMl 其中，Ts为内管热水温度，R 9为热流体与空心杆内壁之间的热对流热阻，R i。为内管内外 壁之间的热对流热阻，R11为热流体与内管之间的热对流热阻；T i表示空心杆内壁的温度； 所述内管与空心杆环空的温度的表达式为：其中，Th表示内管与空心杆环空的温度； 所述油管内壁温度的表达式为： Tti= T s-(R7+R8+R9+R10+R n) Q/dl 其中，Ttl表示油管内壁温度； 所述油管外壁温度场的表达式为： TtO= T s- (R6+R7+R8+R9+R10+R n) Q/dl 所述油管入口处初始的原油温度的表达式为：其中，Tu表示油管入口处初始的原油温度； 所述井筒原油温度场的表达式为：其中，V表示井筒原油温度场；C2表示原油的比热容，C2= 4. 2Xf w+2. 2X (l-fw) ;m2 表示原油的质量流速，q表示产液量；γ。表示原油密度。5. -种热水循环加热降粘工艺的井筒温度场获取装置，其特征在于，包括： 第一参数确定单元，用于确定数据参数； 第二参数确定单元，用于利用所述第一参数确定单元确定的数据参数获取地层热阻 R1、水泥环热阻R2、套管壁热阻R3、液体与套管内壁之间的热对流液体热阻R 4、空气与套管内 壁之间的热对流热阻R5、油管内外壁之间的热传导热阻R6、原油与油管内壁之间的热对流 热阻R 7、空心杆内外壁之间的热对流热阻R8、热流体与空心杆内壁之间的热对流热阻R9、内 管内外壁之间的热对流热阻R 1。和热流体与内管之间的热对流热阻R 11; 井筒单元径向热损失确定单元，用于利用热阻信息确定单位长度的井筒单元径向热损 失Q ; 反注单元，用于从井口开始，在反注情况下，利用所述井筒单元径向热损失Q计算内管 井筒单元下端的温度值，利用内管井筒单元下端的温度值确定整个内管的温度场；利用热 流体与空心杆内壁之间的热对流热阻R9、内管内外壁之间的热对流热阻R 1。、热流体与内管 之间的热对流热阻R11和井筒单元径向热损失Q获得内管外壁的温度、空心杆内壁的温度； 利用所述内管外壁的温度确定内管外壁的温度场，利用所述空心杆内壁的温度确定空心杆 内壁的温度场；利用内管外壁的温度、空心杆内壁的温度获得内管与空心杆环空的温度； 利用内管与空心杆环空的温度确定内管与空心杆环空的温度场；利用井筒单元径向热损失 Q、油管内外壁之间的热传导热阻R6、原油与油管内壁之间的热对流热阻R7、空心杆内外壁 之间的热对流热阻R 8、热流体与空心杆内壁之间的热对流热阻R9、内管内外壁之间的热对 流热阻Rw和热流体与内管之间的热对流热阻R 11确定油管内壁温度、油管外壁温度；利用 油管内壁温度值确定油管内壁温度场，利用油管外壁温度值确定油管外壁温度场；利用油 管内壁温度、油管外壁温度确定外油管井底入口处初始的原油温度；利用外油管入口处初 始的原油温度以及原油比热容和原油的质量流速确定外油管内原油的温度场分布。6. -种热水循环加热降粘工艺的井筒温度场获取方法，其特征在于，包括： 确定数据参数； 利用所述数据参数获取地层热阻R1、水泥环热阻R2、套管壁热阻R3、液体与套管内壁之 间的热对流液体热阻R4、空气与套管内壁之间的热对流热阻R5、油管内外壁之间的热传导 热阻R 6、原油与油管内壁之间的热对流热阻R7、空心杆内外壁之间的热对流热阻R8、热流体 与空心杆内壁之间的热对流热阻R 9、内管内外壁之间的热对流热阻R1。和热流体与内管之 间的热对流热阻R11; 利用热阻信息确定单位长度的井筒单元径向热损失Q ; 从井口开始，在正注情况下，利用所述井筒单元径向热损失Q计算内管与空心杆环空 井筒单元下端的温度值，利用内管与空心杆环空井筒单元下端的温度值确定整个内管与空 心杆环空的温度场；从整个内管与空心杆环空的温度场中获得内管的井底温度；利用内管 的井底温度确定内管单元径向热损失；利用内管单元径向热损失和内管的井底温度确定内 管的温度；利用内管的温度确定内管的温度场；利用井筒单元径向热损失Q、油管内外壁之 间的热传导热阻R 6、原油与油管内壁之间的热对流热阻R7、空心杆内外壁之间的热对流热 阻&、热流体与空心杆内壁之间的热对流热阻R 9确定油管内壁温度、油管外壁温度；利用油 管内壁温度确定油管内壁温度场，利用油管外壁温度确定油管外壁温度场；利用油管内壁 温度、油管外壁温度确定外油管井底入口处初始的原油温度，利用外油管入口处初始的原 油温度确定井筒原油温度场分布。7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述数据参数包括：井口注入热水的排量和 温度冰泥导热系数；井眼半径；内管内外径；空心杆内外径；深度；油管内外径；油管导热 系数；套管导热系数；套管内径；套管外径；井筒液体含水率；原油导热系数；水的导热系 数；原油相对密度；地层导热系数；地表温度；地温梯度。8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述井筒单元径向热损失Q的表达式为：其中，Ts为内管热水温度，1\表示底层温度，R为井筒单元径向总热阻，井筒单元径向总 热阻分两种情况，第一种在正注情况下，R = 1^+?+?+?+?+?+!^+?+?;另一种在反注情况 下，R = 1?+?+?+?+?+?+!??+?+?+!^+]?^9. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，在正注情况下，所述内管与空心杆环空的温 度表达式为： CmTs h-(Q+Q，）/1000 = CmT，s h 其中，T' sh表示内管与空心杆环空热水变化后的温度；C表示水的比热容；m表 $热水的质量流量；Ts h为内管与空心杆环空热水温度；Q'表;^表;^内管热水吸热量，表示底层温度，R为井筒单元径向总热阻，R = 1^1+?+?+?+?+?+!^+?+?; 所述内管的温度的表达式为： CmTs-Q/1OOO = CmTs, 其中，Ts'表示内管热水变化后的温度；C表示水的比热容；m表示热水的质量流量；TS 为内管热水温度；?；表示底层温度，R为井筒单元径向总热阻，R = R i+R2+R 所述油管内壁温度的表达式为： Ttl= Ts-(R7+R8+R9)Q/dl 其中，Ts为内管热水温度；T tl表示油管内壁温度场；?；表示底层温度， R为井筒单元径向总热阻，R = 1^+?+?+?+?+?+!^+?+?; 所述油管外壁温度的表达式为： TtO= Ts- (R6+R7+R8+R9) Q/dl 其中，Tto表示油管外壁温度；T s为内管热水温度；?；表示底层温度，R 为井筒单兀径向总热阻，R = 1^1+?+?+?+?+?+!^/+?+?; 所述外油管入口处初始的原油温度的表达式为：所述井筒原油温度场的表达式为：其中，Tu'表示井筒原油温度场；?；表示底层温度，R为井筒单元径向总 热阻，R = 1^+?+?+?+?+?+^+?+?;^表示原油的比热容，C2= 4. 2Xfw+2. 2X (l-fw) ;m2 表示原油的质量流速，q表示产液量；γ。表示原油密度。10. -种热水循环加热降粘工艺的井筒温度场获取装置，其特征在于，包括： 第一参数确定单元，用于确定数据参数； 第二参数确定单元，用于利用所述第一参数确定单元确定的数据参数获取地层热阻 R1、水泥环热阻R2、套管壁热阻R3、液体与套管内壁之间的热对流液体热阻R 4、空气与套管内 壁之间的热对流热阻R5、油管内外壁之间的热传导热阻R6、原油与油管内壁之间的热对流 热阻R 7、空心杆内外壁之间的热对流热阻R8、热流体与空心杆内壁之间的热对流热阻R9、内 管内外壁之间的热对流热阻R 1。和热流体与内管之间的热对流热阻R 11; 井筒单元径向热损失确定单元，用于利用热阻信息确定单位长度的井筒单元径向热损 失Q ; 正注单元，用于从井口开始，在正注情况下，利用所述井筒单元径向热损失Q计算内管 与空心杆环空井筒单元下端的温度值，利用内管与空心杆环空井筒单元下端的温度值确定 整个内管与空心杆环空的温度场；从整个内管与空心杆环空的温度场中获得内管的井底温 度；利用内管的井底温度确定内管单元径向热损失；利用内管单元径向热损失和内管的井 底温度确定内管的温度；利用内管的温度确定内管的温度场；利用井筒单元径向热损失Q、 油管内外壁之间的热传导热阻R 6、原油与油管内壁之间的热对流热阻R7、空心杆内外壁之 间的热对流热阻R8、热流体与空心杆内壁之间的热对流热阻R 9确定油管内壁温度、油管外 壁温度；利用油管内壁温度确定油管内壁温度场，利用油管外壁温度确定油管外壁温度场； 利用油管内壁温度、油管外壁温度确定外油管井底入口处初始的原油温度，利用外油管入 口处初始的原油温度确定井筒原油温度场。
【专利摘要】本发明涉及一种热水循环加热降粘工艺的井筒温度场获取方法及装置，其中，方法包括：确定数据参数；利用所述数据参数获取地层热阻、水泥环热阻、套管壁热阻、液体与套管内壁之间的热对流液体热阻、空气与套管内壁之间的热对流热阻、油管内外壁之间的热传导热阻、原油与油管内壁之间的热对流热阻、空心杆内外壁之间的热对流热阻、热流体与空心杆内壁之间的热对流热阻、内管内外壁之间的热对流热阻和热流体与内管之间的热对流热阻；利用热阻信息确定单位长度的井筒单元径向热损失；利用单位长度的井筒单元径向热损失确定正注和/或反注情况下内管热水温度场、空心杆热水温度场以及油管内原油温度场。
【IPC分类】E21B43/20, E21B47/07
【公开号】CN105422084
【申请号】CN201510837567
【发明人】马振, 孙守国, 孙振宇, 曲绍刚, 王智博, 杨宝春, 刘锦, 张成博, 宋阳, 姜佳悦, 刘洪芹, 方梁锋, 王河
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月26日