马永乾 ，赵欣欣 ，邵茹 ，刘晓兰 ，宋荣荣

（1.中国石化集团胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，山东 东营 257017；2.中国石油大学（华东）石油工程学院，山东 青岛 266580）

0 引言

在深水油气开发过程中，深水的低温特性（2～6℃，甚至接近0℃）［1］会造成井筒内部分井段温度偏低（10℃以下）。受低温的影响，流体性质与常温不同，从而传热特点与常温有一定的差异，进而影响油气开发的诸多方面［2-4］，特别是在钻遇浅层气或天然气层时，这部分井筒内极易形成天然气水合物，严重影响钻进安全。为了控制和抑制天然气水合物的生成，必须研究这部分井筒内的传热规律［5-12］，但是对井筒内流体而言，外界环境温度是变化的，热流密度也不一致，很难直接计算温度。

本文结合深水钻井实际，通过管内与环空冷热流体反向流动实验系统，进行了模拟深水低温环境的管内流体传热实验以及气体和液体流速对管内两相流对流传热影响的实验，研究了管内流体在低温下的传热规律，进而发现了气液两相流管内对流传热系数受流速影响的规律，为海洋深水油气开发参数设计奠定了基础。

1 实验系统

为模拟海洋钻井这一复杂系统，设计了内外2层管路，海水环境由内外管间的环空冷流体（0～6℃）模拟，钻井流体由内管热流体模拟（10～65℃）。实验时模拟钻井流体从内管底端流入（若为气液两相流在流体进入测量段前已充分混合），模拟海水从环空顶端注入，从而形成了一个可模拟深水低温环境的井筒流动冷却传热实验系统。……