The invention provides a method for a furnace a known wellhead steam injection parameters calculating parameters of steam injection boiler, the method includes the following steps: Taking the actual pipe steam injection pipeline in the connection as of steam injection pipe network node based segmentation; obtaining parameters of injecting steam parameters and steam injection line segments on the wellhead; as the starting point, using the iterative calculation method of piecewise calculation section of steam injection pipeline outlet temperature, pressure, steam dryness and heat loss, until the end of a pipe section, finally calculates a furnace a steam injection parameters of steam injection boiler reference value.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石油测井
，具体涉及一种一炉一注已知井口注汽参数推算注汽锅炉参数的方法。
技术介绍
稠油热采的机理主要是根据原油的黏度随温度的升高而降低的特性，利用注入蒸汽所携带的热量加热稠油和地层，进而降低原油黏度增加其流动性，达到稠油开采的目的，因此注汽质量直接影响了稠油开发效果、最终采收率和经济指标。注汽质量主要受蒸汽的注入速度、干度、注汽量和注入压力的影响，蒸汽质量流量的变化，直接影响着井筒的温度分布、压力分布以及井筒的热损失。当注入流量较大时，蒸汽的干度降低会有所减小；当注入流量较小时，温度相对回升，蒸汽的干度逐渐降低，且注入流量越小，干度下降越明显，可见小的注入流量不仅会严重影响注入蒸汽的质量，也会因为热损失的增加而造成井筒温度的全面提升。因此在现场工艺确定过程中应尽量避免长时间的小流量注汽。随着井口注入干度的增加，相同井深处的热损失不断减小；较低的注入压力可以获得较高的井底干度，从而提高井底蒸汽质量。所以在注蒸汽过程中选择较高的干度和较低的井口注入压力，可以减少蒸汽单位质量热失，提高注汽效率。在注蒸汽过程中应选用较大的注入速度、较低的井口注入压力和较高的井口干度，这样不仅可以降低注汽过程中的热损失，还能缩短注汽过程，提高注热效率。影响注汽质量的四个影响因素中，除了蒸汽干度参数外，其他参数的调整均是保证一定的注入蒸汽干度，减少注汽过程中管线、井筒内的热损失，提高注入到油层内部的有效热量，因此干度是稠油热采过程中用于评价和参考的主要参数，在布置新的注汽井或老井转注时首先要考虑的是保证注汽井注汽要求的情况下，采用管网中哪个注汽锅炉注汽效果最好...
【技术保护点】
一种一炉一注已知井口注汽参数推算注汽锅炉参数的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：以实际注汽管网中的管道连接处为作为节点对注汽管网进行分段；获取井口注汽参数和各段注汽管线的基础参数；以井口处为起点，采用迭代计算法逐段计算各段注汽管线出口处的温度、压力、蒸汽干度以及热损失，直到最后一根管段，最终计算得出一炉一注注汽管网注汽锅炉参数的参考值。
【技术特征摘要】
1.一种一炉一注已知井口注汽参数推算注汽锅炉参数的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：以实际注汽管网中的管道连接处为作为节点对注汽管网进行分段；获取井口注汽参数和各段注汽管线的基础参数；以井口处为起点，采用迭代计算法逐段计算各段注汽管线出口处的温度、压力、蒸汽干度以及热损失，直到最后一根管段，最终计算得出一炉一注注汽管网注汽锅炉参数的参考值。2.根据权利要求1所述的一种一炉一注已知井口注汽参数推算注汽锅炉参数的方法，其特征在于，所述井口注汽参数包括：井口注汽温度Tj、井口注汽压力Pj、井口注汽干度Fj和单井注汽量G。3.根据权利要求1所述的一种一炉一注已知井口注汽参数推算注汽锅炉参数的方法，其特征在于，所述各段注汽管线的基础参数包括：每根管段管段类型、每根管段是否有保温层、每段管线处的空气温度Ta(i)、每段管线处的风速νa(i)、每段管线/阀门的导热系数λp(i)、每段管线/阀门内径ri(i)、每段管线/阀门外径ro(i)、每段管线/阀门长度z(i)、每段管壁/阀门外黑度ε(i)、每段管线内壁表面粗糙度Ra(i)、每段管线倾角θ(i)、每段管线修正系数、每段管线热阻修正系数、每段管线/阀门保温层导热系数λil(i)和每段管线保温层厚度Pipe(i,20)。4.根据权利要求1所述的一种一炉一注已知井口注汽参数推算注汽锅炉参数的方法，其特征在于，所述以井口处为起点，采用迭代计算法逐段计算各段注汽管线出口处的温度、压力、蒸汽干度以及热损失，直到最后一根管段，最终计算得出一炉一注注汽管网注汽锅炉参数的参考值的步骤包括：步骤一：以井口为计算起点，计算第i段管线的相关参数；其中，与井口相连的管线编号为1，依次类推，管线编号i＝1-n，井口的注汽参数即为第1段管线的入口参数，按照管线的连接顺序依次计算，i＝1时开始计算；步骤二：迭代计算第i段管线压力损失，同时计算第i段管线局部阻力损失；迭代计算第i段管线外表面温度和热损失；迭代计算第i段管线末端的蒸汽干度；输出第i段末端的相关参数，所述相关参数包括温度、压力、蒸汽干度和热损失；步骤三：按照计算第i段管线的相关参数的方法计算后续管线的相关参数，直到最后一根管段，将计算出的最后一根管段出口的相关参数作为一炉一注注汽管网注汽锅炉参数的参考值。5.根据权利要求4所述的一种一炉一注已知井口注汽参数推算注汽锅炉参数的方法，其特征在于，所述相关参数还包括累计长度以及热流密度。6.根据权利要求4或5所述的一种一炉一注已知井口注汽参数推算注汽锅炉参数的方法，其特征在于，所述步骤二的具体计算过程包括：(1)假定干度降Δxi，压力降△pi；(2)计算第i段管线的出口处压力pi、出口处温度Ti和出口处蒸汽干度xi：pi＝pi-1-△pi，Ti＝195.94pi0.225-17.8，xi＝xi-1-△xi，上述公式中，pi为第i段管线的出口处压力；Ti为第i段管线的出口处温度；xi为第i段管线的出口处蒸汽干度；pi-1为第i-1段管线的出口处压力；Ti-1为第i-1段管线的出口处温度；xi-1为第i-1段管线的出口处蒸汽干度；(3)计算第i段管线的平均压力pavi、平均温度Tavi和平均蒸汽干度xavi：pavi＝(pi-1+pi)/2，Tavi＝(Ti-1+Ti)/2，xavi＝(xi-1+xi)/2；(4)计算第i段管线的蒸汽液相密度ρl、蒸汽汽相密度ρg以及蒸汽液相粘度μl和蒸汽汽相粘度μg：ρl＝(0.9967-4.615×10-5Tavi-3.063×10-6Tavi2)×103，ρg=2.196paviZg(Tavi+273.15)×103,]]>Zg＝1.012-4.461×10-4Tavi+2.98×10-6Tavi2-1.663×10-8Tavi3，μl=1743-1.8Tavi47.7Tavi+759,]]>μg＝(0.36Tavi+88.37)×10-4，上述公式中，ρl为第i段管线的蒸汽液相密度，kg/m3；ρg为第i段管线的蒸汽汽相密度，kg/m3；μl为第i段管线的蒸汽液相密度，mPa.s；μg为第i段管线的蒸汽汽相密度，mPa.s；(5)计算第i段管线的体积含气率Hg：Hg=xavixavi+(1-xavi)ρgρl;]]>(6)计算第i段管线的平均密度ρm和平均粘度μm：ρm＝Hgρg+(1-Hg)ρl，μm＝Hgμg+(1-Hg)μl；(7)计算第i段管线的平均流速νm：vm=GρmA,]]>上述公式中，νm为第i段管线的平均流速，m/s；其中，第i段管线的内截面积A的计算公式为：A＝πri2，上述公式中，A为管线的内截面积，m2；(8)计算第i段管线的雷诺数Re：Re=2rivmρmμm×103,]]>上述公式中，Re为第i段管线的雷诺数；(9)计算第i段管线的摩擦系数fm：fm的具体取值根据表1的标准选取；表1第i段管线的摩擦系数选取标准表1中，Ra为管壁粗糙度；(10)计算第i段管线pi和Ti下的蒸汽汽相密度ρgi、蒸汽液相密度ρli、体积含气率Hgi、平均密度ρmi以及流速νi：①ρgi和ρli的计算公式为：ρli＝(0.9967-4.615×10-5Ti-3.063×10-6Ti2)×103，ρgi=2.196piZgi(Ti+273.15)×103,]]>Zgi＝1.012-4.461×10-4Ti+2.98×10-6Ti2-1.663×10-8Ti3，上述公式中，ρli为第i段管线的蒸汽液相密度，kg/m3；ρgi为第i段管线的蒸汽汽相密度，kg/m3；②Hgi、ρmi以及νi的计算公式为：Hgi=xixi+(1-xi)ρgiρli,]]>ρmi＝Hgiρgi+(1-Hgi)ρli，vi=GρmiA,]]>上述公式中，Hgi为第i段管线的体积含气率；ρmi为第i段管线的平均密度；νi为第i段管线的流速；(11)计算第i段管线的局部阻力△pj：Δpj=Δpw(1+BX+1X2),]]>X=(1-xx)0.9(ρlρg)0.5(μlμg)0.1,]]>B=B1(ρlρg+ρgρl),]]>Δpw=ζvm22g,]]>上述公式中，△pj为第i段管线局部压力降，MPa；△pw为液体单向流的局部压强损失，Pa；X为马蒂内利参数；ζ为局部阻力系数；当管径扩大时，B1和ζ的计算公式为：B1＝1.0，ζ=(A2A1-1)2;]]>当管径缩小时，B1和ζ的计算公式为：B1＝1.0，ζ=0.5(1-A2A1);]]>当存在90°弯头时，B1和ζ的计算公式为：B1=1+35Dil,]]>ζ＝0.12；当存在阀门时，B1和ζ的计算公式为：闸阀：B1＝1.5，ζ＝0.2，球阀：B1＝2.3，ζ＝10.0，控制阀：B1＝1.0，ζ＝5.0s，在上述涉及B1和ζ的计算公式中，l为管子弯头部分的长度；A2为下游小管道的截面积；A1为上游大管道的截面积；(12)计算第i段管线的压降△pi'：pi=pi-1-[fmρmΔz(vi+vi-1)28ri+ρmgsinθΔz+Δpj+GA(vi-vi-1)]×10-6,]]>△pi'＝pi-1-pi；其中，νi-1通过以下计算过程获得：①计算第i-1段管线pi-1和Ti-1下的蒸汽汽相密度ρgi-1和蒸汽液相密度ρli-1：ρli-1＝(0.9967-4.615×10-5Ti-1-3.063×10-6Ti-12)×103，ρgi-1=2.196pi-1Zgi-1(Ti-1+273.15)×103,]]>Zgi-1＝1.012-4.461×10-4Ti-1+2.98×10-6Ti-12-1.663×10-8Ti-13，上述公式中，ρli-1为第i-1段管线的蒸汽液相密度，kg/m3；ρgi-1为第i-1段管线的蒸汽汽相密度，kg/m3；②计算第i-1段管线pi-1和Ti-1下的体积含气率Hgi-1、平均密度ρmi-1以及流速νi-1：Hgi-1=xi-1xi-1+(1-xi-1)ρgi-1ρli-1,]]>ρmi-1＝Hgi-1ρgi-1+(1-Hgi-1)ρli-1，vi-1=Gρmi-1A,]]>上述公式中，Hgi-1为第i-1段管线的体积含气率；ρmi-1为第i-1段管线的平均密度；νi-1为第i-1段管线的流速；(13)判断计算得到的△pi'与假定值△pi，如果在误差范围内则进行下步计算，否则取△pi＝△pi'返回步骤(2)重新计算；(14)设定第i段管线的外表面温度为假定值Tw；(15)计算第i段管线△z上的单位长度、单位时间的热损失q：①管线有保温层时，采用以下公式计算第i段管线△z上的单位长度、单位时间的热损失：q=Ts-TaR3+R4+R5,]]>在上述公式中，q为第i段管线管线△z上的单位长度、单位时间的热损失，kcal/(h·m)；Ts为管线内蒸汽的温度；其中，R3+R4+R5＝R，R为第i段管线上的热阻；第i段管线管壁热阻R3的计算公式为：R3=12πλplnrori,]]>上述公式中，R3为管线的管壁热阻；λp为管线的导热...
【专利技术属性】
技术研发人员：何金宝，朱静，杨清玲，邹杨，冯紫微，周轶青，霍艳皎，乔沐，张路，廖川江，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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