Nonisothermal Fluid Flow in a Well during Induction Heating of the Casing String

F. F. Davletshin; Давлетшин Ф. Ф.; R. z. Akchurin; Акчурин Р. З.; R. F. Sharafutdinov; Шарафутдинов Р. Ф.; D. F. Islamov; Исламов Д. Ф.

doi:10.31857/S1024708423600045

НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОЕ ТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНЕ ПРИ ИНДУКЦИОННОМ НАГРЕВЕ ОБСАДНОЙ КОЛОННЫ

Авторы: Давлетшин Ф.Ф.¹, Акчурин Р.З.¹, Шарафутдинов Р.Ф.¹, Исламов Д.Ф.¹
Учреждения:
1. Уфимский университет науки и технологий
Выпуск: № 4 (2023)
Страницы: 81-92
Раздел: Статьи
URL: https://journal-vniispk.ru/1024-7084/article/view/135100
DOI: https://doi.org/10.31857/S1024708423600045
EDN: https://elibrary.ru/WKQWVX
ID: 135100

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Исследованы особенности полей скорости течения и температуры восходящего потока жидкости в металлической круглой трубе (обсадной колонне, установленной в добывающей скважине) в условиях ее локального индукционного нагрева. Результаты исследований основаны на численном решении уравнений Навье–Стокса в приближении Буссинеска–Обербека, расчеты выполнены в программном пакете Ansys Fluent (Лицензия ANSYS Academic Research CFD в рамках договора с Башкирским государственным университетом от 15.06.2020). Рассмотрены расходы жидкости 10 и 50 кубических метров в сутки, соответствующие ламинарному и переходному режимам течения в обсадной трубе. Установлено наличие локальных возмущений поля скорости и температуры в пристеночной области нагретой обсадной трубы. Возмущения температуры в жидкости достигают нескольких градусов Кельвина, причем локальная скорость потока в пристеночной области обсадной колонны, возрастающая за счет естественной тепловой конвекции, в несколько раз превышает среднюю по сечению скорость потока. Показано возникновение областей вихревого движения потока над интервалом индукционного нагрева, обусловленного естественной тепловой конвекцией.

Ключевые слова

активная термометрия, температура, скорость потока, индукционный нагрев, естественная тепловая конвекция

Список литературы

Яруллин Р.К., Яруллин А.Р., Валиуллин А.С., Валиуллин М.С., Тихонов И.Н. Оптимизация аппаратно-технологического комплекса промыслово-геофизических исследований действующих горизонтальных скважин // Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов. 2020. Т. 126. № 4. С. 19–28.
Валиуллин Р.А., Яруллин Р.К. Особенности геофизических исследований действующих горизонтальных скважин // Вестник АН Республики Башкортостан. 2014. № 1. С. 21–28.
Катеев Т.Р. Повышение качества крепления скважин на нефтяных месторождениях Республики Татарстан // Записки горного института. 2004. Т. 159. № 2. 2004. С. 11–14.
Токарев М.А., Зубаиров С.Г., Токарева Н.М. Промысловая эффективность усовершенствованной конструкции гидромеханического щелевого перфоратора // Изв. Томского политехнического ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2018. Т. 329. № 7. С. 70–76.
Valiullin R.A., Sharafutdinov R.F., Ramazanov A.Sh., Shilov A.A. Enhancement of well productivity using a technique of high-frequency induction treatment // SPE (Society of Petroleum Engineers) – 157724, SPE Heavy Oil Conference Canada, Calgary, Alberta, Canada, 12–14 June 2012. P. 1–7.
Гаязов М.С., Валиуллин Р.А., Яруллин Р.К. Применение метода регулярных температурных меток для измерения фазовых расходов в низкодебитных горизонтальных скважинах // Вестник Тюменского гос. ун-та. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2020. Т. 6. № 1. С. 150–165.
Валиуллин Р.А., Шарафутдинов Р.Ф., Федотов В.Я., Канафин И.В., Космылин Д.В. Изучение тепловой конвекции на модели скважины с индукционным нагревателем при заколонном перетоке “сверху” // Вестник Башкирского ун-та. 2017. Т. 22. № 2. С. 325–329.
Канафин И.В., Космылин Д.В. Изучение формирования теплового поля на модели скважины с локальным нагревом // Изв. Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2017. № 2. С. 44–48.
Шварц К.Г., Шварц Ю.А. Устойчивость адвективного течения в горизонтальном слое несжимаемой жидкости при наличии условия проскальзывания Навье // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2020. № 1. С. 33–44. https://doi.org/10.31857/S0568528120010119
Андреев В.К., Гапоненко Ю.А., Гончарова О.Н., Пухначев В.В. Современные математические модели конвекции. М.: ФИЗМАЛИТ, 2008. 368 с.
Bergman Th.L., Lavine A.S., Incropera F.P., DeWitt D.P. Fundamentals of heat and mass transfer, 8th edition. St. Joseph County: University of Notre Dame, Indiana, USA, 2006. 1070 p.
Брыков Н.А. Решение нелинейной нестационарной задачи теплопроводности // Междунар. науч.-исслед. журн. 2016. № 5–3 (47). С. 52–55. https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.47.137
Замзари Ф., Мехрез З., Кафси А.Э. Интенсификация теплообмена в пульсирующем течении внутри открытой полости под действием равномерного магнитного поля // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2019. № 3. С. 138–149. https://doi.org/10.1134/S0568528119020142
Ansys 2022R1 Documentation. Ansys Fluent Theory Guide. Ansys Inc., Southpointe, 2022. 1036 p.
Сентябов А.В., Гаврилов А.А., Дектерев А.А. Исследование моделей турбулентности для расчета закрученных течений // Теплофизика и аэромеханика. 2011. Т. 18. № 1. С. 81–93.
Alim M.A., Rahman M., Karim M. Performance of SST k–ω turbulence model for computation of viscous drag of axisymmetric underwater bodies // International Journal of Engineering. 2011. № 24 (2). P. 139–146.