油页岩原位加热电加热器温度分布模拟及优化设计

摘要：

电加热是原位开采油页岩的方法之一，电加热器是其关键的加热元件。通过MATLAB的PDE工具模拟电加热器的温度分布，探讨了加热器导热系数、热源密度、密度、比热容、加热器尺寸等参数对加热效果的影响，以此作为电加热器优化设计的依据。研究指出，密度小的材料有利于提高加热器的加热效率；导热系数对温度影响不大；比热容越高，加热器的整体温度越低；随热源密度的增加，加热器的温度显著增加；正交实验分析指出，热源密度、密度、比热容对加热器温度分布影响较大，导热系数影响很小；加热器半径增加，温度增加。优化设计的加热器的形状为轴对称U 型管和真空加热管，加热元件的材料为铜和不锈钢等。井下原位电加热不仅可以应用在油页岩的开采中，未来也可以作为稠油的开采技术。

关键词：油页岩、原位开采、电加热器、温度分布、数值模拟、优化设计

分类号：TE357(油气田开发与开采)

资助基金：国家潜在油气资源油页岩勘探开发利用产学研用合作创新研究项目编号OSR-04-07。

在线出版日期：2014-11-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：84-89