杨 骁，张 雄

（西安石油大学，陕西 西安 710065）

化学工程

热采注汽井井筒非稳态传热过程研究

杨 骁，张 雄

（西安石油大学，陕西 西安 710065）

本文以注蒸汽吞吐热采过程为对象，分别针对热采井井筒内部的高温高压流体的流动传热特性、井筒传热特性进行系统的基础研究，建立了注蒸汽热采的流动-传热动态耦合模型，为分析热应力引起的井管柱损坏提供理论基础。

热采井；传热；流动；非稳态

在我国，稠油资源十分丰富，可探明的地质储量为 79.5 亿 t，可开采储量为 19.1 亿 t，占我国石油总资源的 20% 以上[1]。稠油是一种非常规原油，其黏度在油层温度下很难流动，故常规采油手段难以将稠油采出[2]。稠油热采技术主要是利用稠油自身黏度随温度的升高而降低的特性，通过加热使稠油变稀进行开采。稠油热采技术主要包括注蒸汽开采、热水驱、电磁加热油层、火烧油层等，目前注蒸汽采油 量 占 实 际 热力采油量的 80% 以 上[3]。而注入蒸汽热损失高以及高温在管柱内产生热应力引起的管柱损坏[4]是制约注蒸汽开采稠油技术的关键问题。

20 世 纪 60 年 代 兴 起 注 蒸 汽 开 采 稠 油 时，Ramey[5]、Willhite[6]等学者就对注蒸汽井筒热量传递进行了深入研究。在随后的 40 年里，国内外学者在 Willhite 井筒传热模型的基础上，对注入井筒内部的蒸汽动态预测做了大量的深入研究，发展了许多综合了不同汽液两相流动过程中温度、压力、干度等参数的动态预测模型，其中主要有 Earlougher模型、Earoug Azziz 模型[7]、Beggs-Brill模型[8]和 Yao-Syhester 模型[9]。Chen WL 等[10]研究了蒸汽在竖直井的温度、压力和干度预测模型，S.C.Thakur[11]等研究了蒸汽在水平井内的流动和传热规律，该研究主要是集中在井筒内部的传热接近稳态时隔热管内蒸汽参数及井筒内部温度的分布规律。……