小尺寸竖管热损失结蜡趋势数值仿真

摘要

在油井自喷生产过程中，油流沿井筒轴向、径向方向温度梯度较高，蜡浓度径向受布朗运动、分子动力影响，存在高变化梯度。在胶质、沥青质等杂质的作用下，井筒受油流温度、环境温度等因素的影响产生析出物，轻则降低产量，重则堵塞井口，导致生产中断。针对中国西部某油田低凝点、强热敏性原油在井筒中易结蜡的问题，基于热力学模型且考虑理想溶液模型中易被忽略的潜热，建立小尺寸竖管油流结蜡有限元模型。利用数值模拟软件对井筒结蜡趋势进行仿真，并研究环境温度、油流入口温度、油流雷诺数对井筒结蜡的影响规律。研究结果表明，低凝点、热敏效应强的原油在低温环境和井筒油流低雷诺数的条件下井筒结蜡量有显著增加的趋势。为避免井筒内因热损失而造成结蜡堵塞，油流温度宜控制在高于静态析蜡点5℃至10℃范围内。研究结果可为油田开发过程中竖井结蜡趋势的预测、结蜡预防措施的制定提供理论依据。

关键词

井筒结蜡 / 数值仿真 / 相平衡 / 热平衡 / 结蜡趋势

基金资助

中国石化胜利油田科技项目“准中深层异常高压自喷井井筒及地面配套技术研究”（YKC2202）;; 新疆维吾尔自治区“天山英才”之优秀工程师培养计划项目“高压低渗透油藏井筒及地面配套技术研究”（2022TSYCGC0002）