稠油井下大功率加热电缆结构对传热行为影响

张斌1，2,董亮亮3,宋红兵1，2,祝效华3,周超1，2,冯海洋3,张锦刚1，2（1. 中油国家石油天然气管材工程技术研究中心有限公司　2.中国石油集团宝石管业有限公司 3.西南石油大学机电工程学院）

摘要：蒸汽辅助重力泄油（steam assisted gravity drainage，SAGD）是开发稠油油藏最有效的技术之一，井下大功率电加热技术是提高SAGD工艺技术能效的重要技术手段。为研究井下大功率加热电缆结构对传热行为的影响，基于计算流体动力学和传热学理论，建立了SAGD注采工艺井筒蒸汽循环电加热数值模型，开展了6种结构的加热电缆在不同注汽量、功率下的传热行为研究。研究结果表明：在传热过程中，随着注汽量的增加，蒸汽和电缆芯线的平均温度降低；而随着加热功率的增加，平均温度升高；对于三芯单护套、三芯双护套、单护套集成和双护套集成这4种电缆，其芯线与护套之间的平均温差为16.7 ℃，其中三芯单护套传热效果最好；而双护套空气式和单护套空气式电缆由于内部空气的低热导率限制了芯线向外界的传热，导致芯线与护套的平均温差分别达803和763℃，氧化镁作为传热介质更合适。研究结果可为稠油井下大功率加热电缆的结构选型提供理论依据。

关键词：稠油油藏；蒸汽辅助重力泄动；大功率电加热；加热电缆；数值模拟；温度场