微波加热低渗透煤岩温度分布及影响特征

为研究微波加热开采低渗透煤层气的效率,采用不同功率的微波加热煤体实验和对比数值模拟相结合的方法,开展微波加热低渗透煤岩温度分布范围及影响规律研究.结果表明:微波功率的大小决定了升温的快慢,温度越高,功率对升温速度的影响就越明显.微波加热时传热速率是电加热的1.5倍,煤体温度与微波功率有线性增长关系;温度场的分布在微波电场传播方向上具有明显的阶段性和区域分布不均匀性,在微波输出端口处温度值最大,随距离增加温度值快速降低.煤体的最高和最低温度随微波功率变化而发生变化.研究成果对我国低渗透煤层煤层气开采提供参考.     

地热能自平衡加热采油过程数值模拟

根据华北油田楚32井的实验测试数据,采用热平衡方程、有限差分法和数值模拟方法研究了采油过程中地热能自平衡加热效果,计算了不同产液量和不同泵挂深度时井口出液温度的变化.计算结果表明,用空心抽油杆密封连接而制成的超长重力热管,依靠地热能自平衡加热井筒内流体效果明显,井口出液温度随油井产液量和泵挂深度的增加而升高,且基本上呈线性变化.地热能自平衡加热原油的方式适合于产液量大的深井.     

影响乳化重油粘度因素的实验研究

乳化重油的粘度变化对重油掺水乳化燃烧技术的应用效果有很大影响 对粘度变化的影响因素进行了系统的实验研究 实验发现 :乳化重油的粘度与其温度、掺水率有关 ,随温度的升高而降低 ,随掺水率的增加而增加 ;对机械乳化的乳化重油 ,其粘度随搅拌速度的增大和搅拌时间的延长而有所增加 ,从而从实验方面论证了粘度增加的本质与能量观点的一致性 ;并且验证和推广了前人提出的经验公式 ,得出了新的实验公式 图 5 ,表 2 ,参 8     

氧浓度与风量对煤热物性参数影响的实验研究

为了研究氧浓度与风量对煤自燃过程传热特性的影响,采用激光导热分析仪,研究了不同氧浓度与风量条件下煤的热扩散系数、比热容与导热系数变化特征,发现煤样的热扩散系数随温度的升高总体呈下降趋势,而比热容表现为线性增加,导热系数随着温度的升高呈缓慢的非线性增长特征;纯氧条件下煤的热扩散系数略高于空气气氛,比热容则低于空气气氛,综合效应表现为氧浓度对煤升温过程中导热系数无明显影响;而供风量的增加明显降低了煤样的热扩散系数与比热容,综合表现为导热系数的降低。结果表明:氧浓度对煤氧化升温过程传热特性影响较小,而风量对实验煤样导热系数的变化具有显著影响,是煤自燃传热过程研究应考虑的重要因素。     

步进式加热炉板坯温度场数值模拟

钢坯加热是轧制前的重要工序,随着燃料价格的提高及新钢种的应用,建立精确的钢坯温度-时间关系传热模型已成为提高产品质量和节能降耗的首要条件。以某钢厂轧钢加热炉为研究对象,对钢坯加热过程的温度场进行数值模拟。建立了板坯在加热炉内加热数学模型,采用有限容积法对模型进行了离散,通过编程求解得出:在各加热段钢坯角部温度最高,加热段升温速度最快,钢坯断面温差最大,均热段断面温差最小,钢坯出炉断面温差稍高,建议延长均热时间。     

步进式加热炉板坯温度场数值模拟

钢坯加热是轧制前的重要工序,随着燃料价格的提高及新钢种的应用,建立精确的钢坯温度-时间关系传热模型已成为提高产品质量和节能降耗的首要条件。以某钢厂轧钢加热炉为研究对象,对钢坯加热过程的温度场进行数值模拟。建立了板坯在加热炉内加热数学模型,采用有限容积法对模型进行了离散,通过编程求解得出:在各加热段钢坯角部温度最高,加热段升温速度最快,钢坯断面温差最大,均热段断面温差最小,钢坯出炉断面温差稍高,建议延长均热时间。     

煤岩导热特性实验及其对围岩温度场影响

为研究煤和岩石的导热特性对围岩温度场的影响,选取多个矿井的煤、岩样品,采用LFA457型激光导热系数测试仪测定不同温度下煤和岩石的热物理参数.根据实验得到的煤岩热物理参数,采用数值模拟的方法研究围岩热物理参数对围岩温度场的影响规律.研究结果表明:煤的热扩散系数和导热系数远小于岩石的热扩散系数和导热系数,而煤的比热容普遍高于岩石的比热容;煤和岩石的热扩散系数和导热系数均随着温度的升高而呈幂函数关系减小,而其比热容随着温度的升高呈线性增加.围岩热物理参数不同时,调热圈半径与围岩热扩散系数呈幂指数关系递增,壁面与风流温差随蓄热系数增加而线性增大.     

淤泥高温固结模拟试验与分析

为了减少淤泥对施工、环境以及工程安全方面的危害,特进行淤泥高温固结的模拟试验,以探究淤泥在高温条件下的固结规律。试验通过控制加热管温度与淤泥的含水率,进行只含有1个变量的对比试验,通过整理、分析各温度仪读数来研究加热温度以及含水率对加热效率的影响,通过整理、分析电能表读数来研究能量消耗情况。结果表明:单热源系统中,淤泥升温过程可分为初始升温阶段、低温维持阶段、高温升温阶段、高温维持阶段;含水率相同时,热源温度越高,相同位置的淤泥升高相同温度消耗的能量越多;热源温度相同时,含水率越高,相同位置的淤泥升高相同温度消耗的能量越多;淤泥导热性较差,含水率越低,其导热性越差。试验结果与规律分析可为解决具体施工过程中的淤泥处理问题提供参考。     

大尺寸热压烧结炉温度场动态分布的有限元法研究

为研究陶瓷在热压烧结炉内温度场的动态分布规律,选用直径400 mm sialon陶瓷为研究对象,采用有限元辐射计算方法研究了加热速率、压头端面温度、隔热套筒高度对热压炉内温度场分布的影响.结果表明:在加热初始阶段,试样心部与边缘的温差随升温速率提高而增大,而在加热后期,随着升温时间增加,试样心部与边缘的温差逐渐减小,并稳定在17℃;样品区达到稳定温度所需时间随升温速率增加而减小;增大隔热套筒与模具之间的距离、增加石墨垫块与水冷压头之间的热阻均有利于提高样品区温度场的均匀性;样品区温度随其距中心距离增加而增大,并沿径向呈抛物线形分布.     

电加热在土壤气相抽提(SVE)中的实验研究

研究了固定热源对不同填料粒径、填料含水率升温的影响。以不同粒径干燥石英砂为填料进行的实验结果表明,砂粒粒径越小,达到的最高温度越高。对含水石英砂进行加热实验结果表明,上层石英砂的最终温度与干砂相似,下层石英砂的最高温度低于干砂。石英砂中的水分对热传递以及热扩散速度的影响显著,实验前期含水石英砂的升温速度高于干砂。实验还表明,接近热源的砂层温度远远超过水沸点,随着与热源距离的增加,砂层所能达到的最大温度在下降。     

稠油热采井井筒温度模型研究及应用

在稠油开采过程中,准确地预测井筒温度是选择合适的采油工艺,防止稠油结蜡增黏的基础。采用对流-扩散模型计算油管与抽油杆之间的环空内的流体传热,建立了稠油井井筒加热温度场的二维非稳态数学模型;并使用控制容积法实现模型的数值求解,模拟结果和现场实测井筒温度吻合度较好。通过模型计算,分析了电加热生产和热流体循环加热过程中影响井筒温度的诸多因素。结果表明加热流体的入口温度和流量对井筒温度场影响最明显、热流体的掺入深度存在最优范围、空心杆循环热流体的加热方法优于套管掺液,对提高稠油油井采油效率具有指导意义。     

非稳态原位热解扶余油页岩热-流耦合模拟

采用热-流耦合分析模式,对水力压裂之后扶余油页岩储层的传热导流渗透能力进行数值模拟,发现流体主要沿油页岩层理方向形成地裂隙流出,但是随温度的增加,孔隙度增大也会有少许流体从油页岩的原生孔隙流出,渗流场压力在同一截面自裂隙垂直于油页岩层理向两端呈现下降趋势;流体对油页岩地层热量的传导主要是沿裂隙方向进行.加热时间增长,裂隙两侧油页岩裂解,孔隙度增加,氮气向油页岩储层的扩散速度也得到了提高,加热至40d之后,裂隙周围油页岩首先达到裂解温度,加热至60~100d,油页岩层的平均温度自500K提升至650K,整个油页岩能够被有效热解.     

基于太阳能的原油储罐加热系统数值模拟

分析基于太阳能的原油储罐加热系统的应用前景.分析其传热过程,建立基于太阳能的原油储罐加热系统数学模型,将太阳能简化为集热板平面的温度分布,利用CFD软件对其进行数值模拟.研究结果表明:(1)由于水温分布的不均匀性造成的密度差成为水由水箱流向储罐内输水管进行流动加热原油的动力.(2)经长时间加热,原油储罐内的温度有所提升...     

空心抽油杆开式热水循环采油工艺理论分析

空心抽油杆开式热水循环——掺热水采油工艺在大港枣园油田高粘高凝油开采中已获得成功应用.该工艺具有井筒结构简单、施工方便、加热效率高等优点.本文通过传热学和水动力学分析,揭示了掺水参数和空心抽油杆尺寸对掺水加热效果的影响,给出了它们的确定原则和方法.给定掺水压力上限后.通过计算机优化设计可求出满足井筒加热要求的掺水量和掺水温度.研究表明,采用较细的空心抽油杆可改善井筒加热效果,降低杆柱成本.     

电加热油藏采油物理模拟研究

根据方程分析法 ,结合工程判断 ,导出了一套电加热油藏采油物理模拟相似准则。建立了低压三维电加热油藏采油物理模型系统 ,提出了进行电加热油藏采油物理模拟的实验方法。在此基础上 ,对单井电加热油藏采油进行了物理模拟实验研究。研究结果表明 ,单井电加热油藏能够在油藏中建立起稳定的温度分布 ,有效地提高油藏温度。油藏温度是井筒径向距离的函数 ,温度沿径向距离近似地按指数规律衰减。对于有一定冷采产量的稠油油藏 ,选用周期性加热采油生产方式 ,其经济效益较好 ;对于冷采产量很低或没有冷采产量的稠油油藏 ,宜选用周期性焖井预热采油生产方式 ,并根据油藏特点和产出液情况优化焖井预热时间和生产周期。在相同的加热时间内 ,加热电功率大 ,油藏温度高 ,但并不是越大越好 ,当功率达到一定程度以后再提高加热功率 ,油藏温度增加并不明显。在电加热油藏的采油生产过程中 ,电加热功率不稳定 ,随生产时间变化。油层电导率低时 ,输入电能利用率高 ,加热效果好。     

多元热流体吞吐水平井热参数和加热半径计算

多元热流体吞吐已成为海上稠油的主要热采方式。为优化注入参数,对水平井井筒沿程热力参数和加热半径进行预测。考虑井筒流动与油层渗流的耦合,建立水平段井筒中多元热流体流动和换热的数学模型。计算多元热流体水平段沿程压力、干度和加热半径分布,分析气体含量、注入速度等因素的影响。结果表明:在注入过程中,水平段沿程压力和蒸汽干度逐渐下降,加热半径呈先下降后上升的"U"型变化;保持其他条件不变,适当降低非凝结气体含量、增大注入流量,有助于扩大加热范围。     

一种新型稠油水平井注汽方法

针对水平井在注汽过程中,由于水平井段长,吸汽不均致使受热井段短,采收率低的问题,进行稠油水平井均匀注汽技术研究。根据分层注水原理,将单点注汽完善为多点注汽,通过孔眼限流,调整注汽剖面,保证水平段均匀受热,提高加热效率。应用油田统计数据,给出孔眼个数确定数学表达式,根据热学理论,建立水平段蒸汽干度分布模型及地层吸收热量与蒸汽干度降低损失热量平衡方程,确定了注汽孔眼直径,同时在注入工艺上进行改进,保证蒸汽正常注入。目前该技术已成功地在大庆油田第一口稠油水平井中应用,放喷阶段产油为该区块平均单井产油的7.3倍。测温曲线表明,水平段温度分布得到了很好的改善,实现了均匀注汽。     

薄层稠油油藏过热蒸汽吞吐技术优势解析

在过热蒸汽开发稠油油藏提高采收率机理分析基础上,利用数值模拟技术对1-3m、3-5m和5m以上薄层稠油油藏实施过热蒸汽吞吐的开发效果进行了对比和分析。通过对比普通湿蒸汽、高温湿蒸汽和过热蒸汽的增油能力、节约蒸汽效果及油藏特征,分析了稠油油藏过热蒸汽吞吐的技术优势。研究结果表明,过热蒸汽吞吐的增油能力明显高于普通湿饱和蒸汽吞吐和高温湿蒸汽,但当过热度超过20℃后,增油幅度变缓;相同产油量时,过热蒸汽要比湿饱和蒸汽节约大量蒸汽。这是因为过热蒸汽携热量大,比容高,可以有效萃取稠油中的轻质组分,有效扩大波及体积,增加洗油效率。     

空心杆掺稀油深层稠油举升设计方法研究

对稠油粘温关系和深井举升工艺进行了研究 ,结合实验室掺稀油降粘效果研究结果 ,对空心杆泵上和泵下掺稀油举升工艺的可行性进行了研究。计算结果及现场生产表明 ,空心杆掺稀油举升工艺能有效地改善井筒流体流动条件 ,保证油井以一定的产量进行稳定生产。空心杆泵下掺稀油能改善泵吸入口处原油的流动性 ,但对泵的实际排量有影响 ,且影响生产压差。空心杆泵上掺稀油没有解决原油进泵阻力大的问题 ,因此在泵吸入口处原油应具有较好的流动性。     

超稠油双管泵下掺蒸汽井筒加热降粘举升工艺

根据传热学和两相流原理,建立了超稠油双管泵下掺蒸汽井筒加热降粘举升过程中蒸汽与产液沿井筒传热与流动的热力学模型。计算了蒸汽与产液沿井筒的温度分布和压力分布,进行了抽油杆柱受力分析与抽油杆柱设计。运用该模型对辽河油田一口井的超稠油双管泵下掺蒸汽井筒加热降粘效果进行了分析计算,结果表明,只要加大掺汽量或提高蒸汽干度,该项工艺可用于超稠油开采。这一结果为避免抽油杆柱的断脱提供了分析依据。