第１５卷第２２期２０１５年８月 科学技术与工程 Ｖｏ１．１５ Ｎｏ．２２ Ａｕｇ．２０１５ １６７１—１８１５（２０１５）２２－００２９．０５ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ⑥２０１５ Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｒｇ． 动力技术 基于温度场模型的地热井完井管柱结构优化 朱 明 段友智姚凯岳 慧姚志良 （中国石化石油工程技术研究院，北京１００１０１） 摘要地热井的保温增效及节约成本问题成为了制约我国地热产业规模扩大化、产业升级化、能源结构优化的瓶颈之一。 为此，结合地热井井身结构特点，建立井筒温度计算模型，通过现场测试数据对模型进行验证，井口产液温度误差仅为１℃。 针对地热井热损失严重的井段，提出新的完井管柱结构，建立与之对应的案例；并应用所建温度模型和传热系数计算方法对 所建案例进行计算。计算结果表明：改变完井管柱和环空介质能显著降低井筒热损失，仅改变完井管柱就能将井口产液温度 提高６．１℃，使用隔热材料的泵管更能将井口产液温度提高１０．１℃，最终从施工成本和材料成本考虑，优选了最经济有效的 完井管柱。研究成果对地热井保温增效开发具有指导意义。 关键词地热井 温度场 完井管柱 文献标志码传热方式 Ａ 优化 中图法分类号ＴＫ５２９； ２０１４年１１月国土资源部的评价结果显示，浅 层地温能开发利用总能量折合标准煤４．６７亿ｔ。以 浅层地温能开发利用能效率取３５％计算，可节约标 准煤１．６３亿ｔ，约是我国目前实际能源消耗的 １０％，是目前建筑物供暖制冷消耗的１．４２倍。由此 可见，地热资源开发是我国绿色低碳战略的重要组 算，由计算结果对比优选出最经济有效的完井管柱 结构。 １地热井井筒温度场模型 砂岩储层地热井的井身结构如图１所示，一开 下套管固井，二开直接下套管，仅封固一开与二开套 管重叠区域的部分层段，三开悬挂筛管或滤水管取 水；泵室段在一开套管内，热水潜水泵直接在套管内 吸水，并通过泵管（普通）输送至地面。 成；但由于受地热开发经济界限低、地热井井身结构 及开发方式粗放等制约，导致地热井采出过程中沿 程热损失高，地热能得不到充分利用，单纯依靠提高 产液量会造成产出水回注困难、污水处理费用高等 难题。因此亟需对现有地热井热损失进行分析，并 研究出相应对策，从而经济、有效的提高产出水温度 和地热井热能利用效率，减少污水产出，实现节能及 环保，对于优化能源结构、加快开发应用新能源，具 有战略意义 ＇ 。 自２０世纪６０年代开始，国内外很多学者 。。 对油气生产井、注水井、注蒸汽井等井筒温度场进行 了研究，理论模型与求解方法都比较成熟，但地热井 的井简温度场研究还是空白。笔者结合现有地热井 井身结构建立地热井井筒温度场计算模型，并通过 现场实测井温剖面数据对模型进行了验证。分析井 温剖面数据找出地热井井筒热损失的主要原因，在 此基础上提出几种改进的完井管柱结构，并通过温 度模型对采用不同完井管柱结构的案例进行了计 ２０１５年５月６日收到 中国石化科技攻关项目部分研究资助 图１ 砂岩储层地热井井身结构示意图 Ｆｉｇ．１ Ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｗｅｌｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｏｒ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｗｅｌｌ ｉｎ ｓａｎｄｓｔｏｎｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ １．１建立模型 对于井筒流体的温度分布，在处理方法上，一般 均以第二界面（即水泥环或套管外壁与地层之间的 第一作者简介：朱１６３．ｃｏｍ。 明（１９８２一），男，湖北天门人，博士，工程师。研 究方向：完井工具研发及完井工艺技术。Ｅ．ｍａｉｌ：ｚｍｌｏｖｅ２００８＠ 接触面）为界，将传热分为两部分：井筒中的传热和 井筒周围地层的传热。第二界面处的温度是这两部 分联系的纽带。将井筒中的传热看作是稳定传热， ３０ 科学技术与工程 １５卷 井筒周围地层中的传热视为非稳定传热，井筒热损 失是一个非稳定过程 ’ 。 应用传热学知识与能量平衡原理，在井筒上任 意取一段长为ｄＺ的微元段建立地热井温度场计算 模型。地热井生产过程中，产液沿井筒上升时，由于 向周围岩石散热，其温度逐渐降低。能量平衡方程 式为： 一ＷｄＴ＝Ｋ１（ 一Ｔｅ）ｄｌ （１） Ｗ＝ＱｐＣ／４．２ （２） Ｋｌ＝２ａ＇ｒｒ。Ｕ （３） 式中， 为产出液水当量（流量与比热容之积）， Ｗ／￣Ｃ；Ｔ为产液温度，℃； 为产出液与井筒外地 层问的总传热系数，Ｗ／（ｍ・ｃｃ）； 为地层温度， ＝Ｔｅ 一ｍｌ，℃； 为井底地层温度，ｏＣ；ｍ为地 温梯度，ｏＣ／ｍ；ｆ为从井底向上起算的距离，ｍ；Ｑ为 体积流量，ｍ ；Ｐ为流体密度，ｋ＃ｍ ；Ｃ为流体比热 容，Ｊ／（ｋｇ・℃）；ｒｉ为与流体直接接触的管壁内半 径，ｍ；Ｕ为基于单位面积的总传热系数，Ｗ／ （ｍ ・℃）。 １．２总传热系数计算 井筒产液温度分布及井口温度计算的准确度与 总传热系数的准确度相关，因此，总传热系数的精确 确定非常重要。总传热系数的确定需要根据每口井 的井身结构和环境参数进行实际计算。总传热系数 值没有一个固定的大小，它受很多因素的影响。总 传热系数的计算过程与前人工作大体一样 ，只是 热传递的方式和热阻项的组成存在差别。如图１所 示，根据产出液与地层的传热热阻的不同，将整个井 身分为３段，不同井段导致热损失的热阻项组成如 表１所列，由式（４）～式（７）分别计算总传热系数。 表１不同井段导致热损失的热阻项组成 Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｉｎ ｅａｃｈ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｗｅｌｌ 井段 稳态项 非稳态项 二开段 强制对流项、套管项 地层项 一开段底端至泵口 强制对流项、套管项、水泥环项 地层项 开段泵口至井口强制对 对流巩地层项 一＝ ㈩ 【 ＋．．．］～ （５） －－ｎ（ －ｏ．２８８ ６ ㈤ 式中， 。为地层导热系数，ｗ／（ｍ・℃）；Ｕ 为基于 单位面积的稳态传热系数，ｗ／（ｍ ・ｃＣＩ）；ｒ。为与流 体直接接触的管壁外半径，ｍ；．厂（ｔ）为瞬态传热函 数，无因次；ｈ 为内部对流传热系数，Ｗ／（ｍ ・ｏＣ）， 系数ｈ 与流体和管道内壁之间的热量传递有关，流 体类型和性质、流速和管道直径决定了这个参数的 计算 ｌｏ？；Ｏ／为地层热扩散系数，１．０３×１０ ｍ ／ｓ； 为加热（或冷却）作用的时问，Ｓ。 将环空视为充满固体，固体比环空实际流体的 热传导率稍高。然后将环空热阻视为仅由热传导引 起，环空自然对流传热系数可由式（７）计算。 ｈ ：ｆ＼ ｋｃｋｆｃ ， １ （７） 式（７）中，ｈ 为自然对流传热系数，Ｗ／（ｍ ・℃）； ｒ 。为泵管外半径，ｍ；ｒ ｉ为套管内半径，ｍ；ｋ 为环空 中流体的导热系数，ｗ／（ｍ・ｃＣ）。ｋ ＝２．５。 １．３边界条件 边界条件为：Ｚ＝０（在井底）时，Ｔ＝ 。 ２模型的求解方法 微分方程的通解为： ：ｃｅ一 ＋ｍ ＩＶ。＋（Ｔｏｄ一，ｎｆ） （８） 』 由边界条件得解析解： ｃ＝（Ｔｄ—Ｔｅｄ）一ｍ （９） ｎ１ ７１＝［（ 一Ｔｅｄ）一ｍ ＋ （ 一ｍ１）＋ｍ Ｗ （１０） ｎｌ 选择合适的步长，分别将３段井身从井底到井 口分成等长的 ，Ⅳ２，Ⅳ】段，以产水层顶部为起始 点往上计算，先求出每段的 ，再求对应的 ，直到 井口。 ３温度场模型验证 为了验证所建立的温度场模型的准确性，利用 该模型对现场一口砂岩孔隙型地热井的井筒温度分 布进行了预测，计算用地热井参数如表２所示，预测 温度与实测温度进行了对比，如图２所示。 由图２可以看出，利用所建温度场模型可以精 确预测地热井沿井筒温度分布，整个井段温度预测 误差均不超过１．６６％，产出液井口预测温度为６１．３ ℃，实测温度为６０．３℃，误差仅为１℃。 ４地热井完井管柱结构优选 对比图１和图２不难发现，一开套管底端至泵 口这一段有较大内通径，产出液在此处与套管接触 面积大，即传热面积大，因此总传热系数值大，且近 朱 明，等：基于温度场模型的地热井完井管柱结构优化 ３１ 表地层环境温度较低，导致产出液与环境温度温差 较大，最终导致热量损失严重；产出液流经该段时， 由于内通径大，导致流速较慢，滞留时间较长，因此 传热时间较长，热量损失较多。 表２地热井基础参数 Ｔａｂｌｅ ２ Ｂａｓｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｗｅｌｌ 参数 数值 参数 水层顶 ｍ ２ ２００ 温度梯度／［℃・（１００ ｍ）Ｉ１］ 地表温度／。ｃ ２Ｏ 泵管下深／ｍ 一开深度／ｍ ４５０ 一开套管外径／ｍｍ 一开套管内径／ｎｕｎ ３１３．６ 水泥环外，径／ｍｍ 二开深度／ｍ ２ ２００ 二开套管外形ｍｍ 二开套管内径／ｍｍ １５９．４ 止水器外径／ⅡⅡ¨ 泵管外径／ｍｍ ８８．９ 泵管内径／ｍｍ 产量／（ｍ ・ｄＩ１） ２ ００ｏ 塑 生产时间／ｄ 螂 ∞㈣㈣地层导热系 ［Ｗ・（ｍ・ｏＣ）Ｉ１］ ２ 水泥导热系数／［Ｗ・（ｍ－℃） ］ 套管导热系 ［ｗ・（ｍ・℃）Ｉ１］５０泵管导热系 ［Ｗ・（ｍ・℃）Ｉ１］ 水导热系 ［ｗ・（ｍ－℃） ］０．７ 水的比热 ［Ｊ・（ｋｇ・。Ｃ）Ｉ１］ 水的黏度／（ｍＰａ・ｓ） １ 水的密度／（ｋｇ・ｍ－３） 温度／℃ １０ ２０ ３０ ４０ ５０ ６０ ７０ ８０ ９０ Ｏ ５００ １ ０００ 兼１ ５００ ２ ＯＯＯ ２ ５００ 图２ 预测与实测井筒温度剖面对比 Ｆｉｇ．２ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｗｅｌｌｂｏｒｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｒｏｆｉｌｅｓ 针对现有地热井井身结构的上述弊端，在不改 变井身结构、减小施工风险和成本的前提下，仅通过 改变完井管柱和环空介质而改变产液的环空传热方 式，如图３所示，将热水泵由外吸水式改为内吸水 式，在其下端连接泵管至二开段，且泵管与二开套管 间用封隔器进行密封。在此基础上，设计以下四种 完井管柱结构，其完井特征如表３所示，利用所建的 温度场模型进行计算对比。 表３不同完井管柱结构特征对比 Ｔａｂｌｅ ３ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｓｔｒｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 口 慧理 表套 ｌ ｌ 》 图３ 改进后地热井井身结构不意图 Ｆｉｇ．３ Ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｗｅｌｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｏｒ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｗｅｌｌ 环空中存在介质不同，则从外壁向套管内 壁的传热方式也不同。可能存在两种传热方式，即 热辐射及热对流。在大多数情况下，和套管之 间辐射的影响都会忽略掉。但当环空中含有气体或 空气时存在例外，会出现比较大的温度梯度，这就是 自然对流。环空中的温度差产生环空流体中的局部 密度差，从而引起自然对流的产生。假设壁比 套管壁热，最靠近的流体的密度会比更远处流 体的低，它会在环空中有向上流的趋势，然而，既然 在环空中没有总体流动，在接近套管壁处一定会有 相应的向下流动。有限体积中的自然对流是一个复 杂的现象，尤其是在本质上代表无限高的管道的井 内环空中会更加复杂。 当环空全部被空气充满时，环空的传热方式为 自然对流和辐射，自然对流传热系数ｈ 由式（７）计 算，式中ｋ 为空气的导热系数，值为０．０２７ Ｗ／（ｍ・ ｏＣ）；辐射传热系数ｈ 由式（８）计算。 ｈ ＝ （ 。＋２７３） ＋（ ｉ＋２７３） ］［（ ＋２７３）＋（ ｉ＋２７３）］ ＋ ｒ，ｏ（ １－ｉ１） （１１） 式（１１）中，Ｆ 为由外壁表面向套管内壁表面 的辐射散热有效系数，代表吸收辐射的能力； 为 黑体辐射常数，５．６７×１０ Ｗ／（ｍ ・℃ ）；占 。，ｓ。 为和套管表面黑度，取０．９；Ｔ 为相应的热力 学温度，Ｋ。 。和 。ｉ的数值大小依赖于表面光洁度 和其他变量因素，进行精确计算比较困难。此外，由 于计算中套管外表和套管内温度都必须已知，故计 算过程必须采用迭代法。 泵管外隔热层的传热系数ｈｉ由式（１２）计算。 ， ／ ｆ、、一１ ｉ： ｎ—ｆ（¨ ）１／ （１２） ３２ 科学技术与工程 １５卷 式（１２）中，ｔｉ为涂层厚度，值为０．００３ ｉｎ；ｒｉ。为涂层 特定层的外径，ｉｎ；ｋｉ为涂层材料的导热系数，值为 ０．０１８ ｗ／（ｉｎ・℃）。 计算结果如图４所示，由于只有０～４５０ ｉｎ的井 段采用了不同的完井管柱结构改变了传热方式，因 此，４５０ ｉｎ以下井段的温度剖面是一样的；井口温度 从高到低对应的依次为方案４、方案３、方案２、方案 １、原方案，说明完井管柱和环空介质的变化能有效 的改变传热系数，减少热量损失，提高井口温度；方 案１相比原方案，只是改变了完井管柱结构，井口温 度有大幅度提高；方案２、３、４在方案１的基础上改 变了环空介质，方案２、３的井口温度相比方案１的 井口温度增幅较小，方案４的增幅较大；虽然方案４ 的井口温度最高，但从施工成本和材料成本考虑，认 为方案１最经济有效。 温度／℃ ６０ ７０ Ｒｎ Ｏｎ ０ ５００ 毒ｌ ０００ 求１ ５００ ２ ０００ ２ ５００ 图４不同完井管柱结构井筒温度剖面对比 Ｆｉｇ．４ Ｃｏｍｐａｒｉｓｉｏｎ ｏｆ ｗｅｌｌｂｏｒｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｒｏｆｉｌｅ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｓｔｒｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ５ 结论 （１）根据现有地热井的井身结构，综合考虑传 导、对流、辐射等传热方式，建立了地热井井筒温度 场计算模型，并通过现场测试数据证实了模型的可 靠性。 （２）分析认为现有地热井热损失大的主要原因 是一开套管底端至泵人口这一段传热系数大，对此 有针对性的提出了４种新的地热井完井管柱结构， 温度场模型计算结果表明这些方法均能有效减小井 筒热损失，提高井口产液温度。 （３）使用隔热材料保温效果最为显著，但价格 昂贵是制约其在地热井应用的最大瓶颈。 参考文献 １孔祥军，孙振添，袁利娟，等．中国地热产业发展现状及诉求分 析．城市地质，２０１４；９（Ｚ１）：１４—１７ Ｋｏｎｇ Ｘｉａｎｇｊｕｎ，Ｓｕｎ Ｚｈｅｎｔｉａｎ，Ｙｕａｎ Ｌｉｊｕａｎ，ｅｔ ａ１．Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｄｅｍａｎｄｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｃｈｉｎａ’Ｓ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｕｒｂａｎ Ｇｅｏｌｏｇｙ，２０１４；９（ｚ１）：１４—１７ ２王树芳．北京地热利用与碳减排．城市地质，２０１４；９（Ｚ１）： ２２—＿２５ Ｗａｎｇ Ｓｈｕ￣ｎｇ．Ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ＣＯ２ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｂｅｉｊｉｎｇ．Ｕｒｂａｎ Ｇｅｏｌｏｇｙ，２０１４；９（ｚ１）：２２—２５ ３ Ｒａｍｅｙ Ｊ Ｒ Ｈ Ｊ．Ｗｅｌｌｂｏｒｅ ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９６２；１４（４）：４２７－－４３５ ４ Ｅｉｃｋｍｅｉｅｒ Ｊ Ｒ．Ｅｒｓｏｙ Ｄ．Ｒａｍｅｙ Ｊ Ｒ Ｈ Ｊ．Ｗｅｌｌｂｏｒｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｈｅａｔ ｌｏｓｓｅｓ ｄｕｒｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｒ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃａｎａ－ ｄｉａｎ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９７０；９（２）：ｌ１５—１２１ ５任瑛．加热开采稠油工艺的探讨一井筒中的热流体循环．石油 大学学报（自然科学版），１９８２；６（４）：５３—６５ Ｒｅｎ Ｙｉｎｇ．Ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｖｉｓｃｏｕｓ ｏｉｌ ｗｉｔｈ ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ｏｆ ｈｏｔ ｌｆｕｉｄ ｉｎ ｗｅｌｌｂｏｒｅ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｅｄｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ），１９８２；６（４）：５３—６５ ６曲占庆，张琪，陈德春，等．空心杆掺稀油深层稠油举升设计方 法研究．石油大学学报，２０００；２４（５）：６３—６７ Ｑｕ Ｚｈａｎｑｉｎｇ，Ｚｈａｎｇ Ｑｉ，Ｃｈｅｎ Ｄｅｃｈｕｎ，ｅｔ ａ１．Ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｌｉｆｔ－ ｉｎｇ ｈｅａｖｙ ｏｉｌ ｂｙ ｍｉｘｉｎｇ ｌｉｇｈｔ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｉｎ ｈｏｌｌｏｗ ｒｏｄ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｅｄｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ），２０００；２４（５）： ６３—＿６７ ７林１３亿，李兆敏，王景瑞，等．塔河油田超深井井筒掺稀降黏技术 研究．石油学报，２００６；２７（３）：１１５—１１９ Ｌｉｎ Ｒｉｙｉ，Ｌｉ Ｚｈａｏｍｉｎ，Ｗａｎｇ Ｊｉｎｇｒｕｉ，ｅｔ ａ１．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｂｌｅｎｄｉｎｇ ｄｉｌｕｔｉｎｇ ｏｉｌ ｉｎ ｕｌｔｒａ—ｄｅｅｐ ｗｅｌｌｂｏｒｅ ｏｆ Ｔａｈｅ Ｏｉｌｉｆｅｌｄ．Ａｅｔａ Ｐｅｔｒｏｌｅｉ Ｓｉｎｉ— ｃａ，２００６；２７（３）：１１５—１１９ ８柳文莉，韩国庆，吴晓东，等．稠油掺稀井掺稀参数对井口压力的 影响研究．科学技术与工程，２０１１；１１（１０）：２１８１—２１８４ Ｌｉｕ Ｗｅｎｌｉ，Ｈａｎ Ｇｕｏｑｉｎｇ，Ｗｕ Ｘｉａｏｄｏｎｇ，ｅｔ ａ１．Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｉｍｐａｃｔｓ ｏｆ ｄｉｌｕｔｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｎ ｗｅｌｌｈｅａｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｈｅａｖｙ ｏｉｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｗｅｌｌｓ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｗｉｔｈ ｌｉｇｈｔ ｏｉｌ．Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１ １；１ ｌ （１０）：２１８１—＿２１８４ ９朱明，吴晓东，吴学林，等．超深稠油自喷井掺稀深度优化研 究．科学技术与工程，２０１１；１１（２６）：６２９０－－－６２９３ Ｚｈｕ Ｍｉｎｇ，Ｗｕ Ｘｉａｏｄｏｎｇ，Ｗｕ Ｘｕｅｌｉｎ，ｅｔ ａ１．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｄｉｌｕｔｉｎｇ ｄｅｐｔｈ ｆｏｒ ｈｅａｖｙ ｏｉｌ ｉｎ ｕｌｔｒａ—ｄｅｅｐ ｌｆｏｗｉｎｇ ｗｅｌ１．Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１１；１１（２６）：６２９０－－－６２９３ １０朱明，吴晓东，张坤，等．环空掺稀降黏工艺井筒温度计算 模型．石油钻采工艺，２０１０；３２（６）：９７—１００ Ｚｈｕ Ｍｉｎｇ，Ｗｕ Ｘｉａｏｄｏｎｇ，Ｚｈａｎｇ Ｋｕｎ，ｅｔ ａ１．Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｍｏｄｅｌ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆｒ ｂｌｅｎｄｉｎｇ ｄｉｌｕｔｉｎｇ ｏｉｌ ｉｎ ａｎｎｕｌｕｓ．Ｏｉｌ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ ＆Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０；３２（６）：９７—１００ （下转第５２页） ５２ ２００１；２１（５）：１６８９—１７Ｏ９ 科学技术与工程 １５卷 Ｒｏｂｕｓｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｄｅｅｐ Ｂｅｌｉｅｆ Ｎｅｔｗｏｒｋ ＷＡＮ Ｊｉｅ ，ＭＡ Ｇｕｏ．１ｉｎ ，ＳＵ Ｐｅｎｇ—ｙｕ ，ＨＵ Ｑｉｎｇ—ｈｕａ ＇ ，ＹＵ Ｄａ—ｒｅｎ （Ｓｃｈ００１ ０ｆ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｆｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎ０１ｏｇＹ ，Ｈａｒｂｉｎ １５０００１，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ ＣＰＩ Ｎｉｎｇｘｉａ Ｑｉｎｇｔｏｎｇｘｉａ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ ７５０００２，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ； ｓｃｈｏ０１ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００７２，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ） 『Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｃｕ１Ｔｅｎｄｖ，ｇｏｏｄ ｒｅｓｕｌｔ ｉｓ ｇａｉｎｅｄ ｉｎ ｃｌａｓｓｉｉｆｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｂｙ ｍａｋｉｎｇ ｕｓｅ ｏｆ ｄｅｅｐ ｌｅａｒｎｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｔｈａｔ ａｌｓｏ ｂｅｇａｎ ｔｏ ｂｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｐａｎｓ ｏｆ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｔａｓｋｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｍｏｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｈａｖｅ ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ａｃｃｕ’ ｒａｃｙ ｃ０ｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｏｂｕｓｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｗｉｔｈ ｐｒａｃｔｉ— ｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｄｅｍａｎｄ ｉｓ ｉｇｎｏｒｅｄ．Ａ Ｄｅｅｐ Ｂｅｌｉｅｆ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＤＢＮ）ｍｏｄｅｌ ｗｉｔｈ ｔｈｒｅｅ ｈｉｄｄｅｎ ｌａｙｅｒｓ ｉｓ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｂｖ ｔｈｅ Ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ ＢｏＩｔｚｍａｎｎ Ｍａｃｈｉｎｅ（ＲＢＭ）ｆｏｒ ｍｕｈｉｓｔｅｐ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｔａｓｋ．Ｔｈｅｎ ｔｈｒｅｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｍｕｈｉｓｔｅｐ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌｓ ａｒｅ ｂｕｉｌｔ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｓｕｐｐｏｒｔ ｖｅｃｔｏｒ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ（ＳＶＭ），ｓｉｎｇｌｅ ｈｉｄｄｅｎ ｌａｙｅｒｓ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＳＨＬ—ＮＮ）ａｎｄ ｎｅｕｒａ１ ｎｅｔｗ０ｒｋｓ ｗｉｔｈ ｔｈｒｅｅ ｈｉｄｄｅｎ ｌａｙｅｒｓ（ＴＨＬ．ＮＮ）． Ａｎｄ ｄａｙ－ａｈｅａｄ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｗｉｔｈ ａｃｔｕａｌ ｗｉｎｄ ｓＤｅｅｄ ｄａｔａ ｏｆ ｗｉｎｄ ｆａｒｍ ｉｎ Ｎｉｎｇｘｉａ ｏｆ Ｃｈｉｎａ．Ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｉｔ’ｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ，ｃ０ｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ ｂｏｔｈ ｍｅａｎ ｖａｌｕｅ ａｎｄ ｖａｒｉａｎｃｅ，ｏｆ ｔｈｅ ＤＢＮ ｍｏｄｅｌ ｗｉｔｈ ｏｎｌｙ ｔｈｒｅｅ ｈｉｄｄｅｎ ｌａｙｅｒｓ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｔｈｒｅｅ ｔｙｐｉｃａｌ ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ．Ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｙｐｅ ＤＢＮ ｉｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｏｆ ｈｉｇｈ ｏｒｅｃａｓｔｆ ａｃｃｕｒａｃｙ，ｂｕｔ ｉｔｓ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｔｈｒｅｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｙｐｅ ＤＢＮ ｉｓ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｂｅｔｔｅｒ ａｂｌｅ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｎｅｅｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ． 『Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ ｕｎｓｕｐｅｒｖｉｓｅｄ ｌｅａｒｎｉｎｇ ｄｅｅｐ ｂｅｌｉｅｆ ｎｅｔｗｏｒｋ ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ ｆｅａｔｕｒｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｒｅｓｔｉｒｃｔｅｄ Ｂｏｈｚｍａｎｎ ｍａｃｈｉｎｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｙｐｅ ｔ；≯乜 ０ ； ｔ：； ｔ≯ （上接第３２页） Ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ Ｓｔｒｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ Ｗｅｌｌ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｆｉｅｌｄ Ｍｏｄｅｌ ＺＨＵ Ｍｉｎｇ，ＤＵＡＮ Ｙｏｕ—ｚｈｉ，ＹＡＯ Ｋａｉ，ＹＵＥ Ｈｕｉ，ＹＡＯ Ｚｈｉ—ｌｉａｎｇ （Ｓｉｎｏｐｅｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１０１，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｆｏｒ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｗｅｌｌｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ，ｈｅａｔ ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｓｔ ｓａｖｉｎｇ ａｒｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｔｏ ａｍｐｌｉｆｙ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｓｃａｌｅ，ｕｐｇｒａｄｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ａ ｗｅｌｌｂｏｒｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｌｎｏｄｅ１ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｃ０ｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｗｅｌｌ ｂｏｒｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｖａｌｉｄａ・ ｔｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｄａｔａ ｏｆ ａ ｃａｓｅ ｗｅｌ１．ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｗｅｌｌｈｅａｄ ｆｌｕｉｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗａｓ ｏｎｌｙ １℃ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅａ１ ｄａｔａ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｄａｔｅ．Ｆｏｒ ｓｅｃｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｓｅｖｅｒｅ ｈｅａｔ ｌＯＳＳ ｉｎ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｗｅｌｌ，ａ ｎｅｗ ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｓｔｒｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｍｏｄｅｌｓ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｆｉｅｌｄ ａｐｐｌｉ— ｃａｔｉｏｎｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｗｅｌｌｂｏｒｅ ｈｅａｔ ｌｏｓｓ ｗａｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｂｙ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｓｔｒｉｎｇ ａｎｄ ａｎｎｕｌｕｓ ｍｅｄｉａ， ｆｏｒ ｅｘａｍｐ１ｅ．ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｗｅｌｌｈｅａｄ ｆｌｕｉｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｒａｉｓｅｄ ６．１ ｏＣ ｂｙ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｓｔｒｉｎｇ ａｎｄ １ ０．１ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｔｕｂｉｎｇ．Ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｓｔｒｉｎｇ ｗａｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｔｅｒｉａｌ ｃｏｓｔ．Ｔｈｅ ｒｅ。 ｓｕＩｔｓ ａｒｅ ｍｅａｎｉｎｇｆｕｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｗｅｌｌｓ． ［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ ｇｅｏｔｈｅｒｍａｌ ｗｅｌｌ ｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｉｅｌｄ ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｓｔｒｉｎｇｓ ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｄｅ ｏｐｔｉｍｉｚａ—
