庆城页岩油后期补能注伴生气吞吐注采参数优化

页岩油的开发缓解了中国石油能源供应紧张的局势,是未来重要的接替资源。长7页岩油开发方式以天然能量为主,随着开发的进行存在产量递减快、采收率低等问题;长期天然能量开发地层能量亏空较大,亟须补充地层能量实现二次有效开发。针对以上问题,为探索有效补充能量、提高采收率方式,基于长庆某页岩油区块,开展室内实验对比不同种类气体与原油体系性质差异,并利用油藏数值模拟手段,建立矿场尺度数值模拟模型,优化伴生气吞吐补能技术政策。优化参数为注气量90×10⁴ m³、注入速度3×10⁴ m³/d、焖井时间20 d、吞吐轮次10轮。在整体统一优化的基础上,针对补能效果较差的井进行个性化注气量优化设计,单井注气量增大至150×10⁴ m³,保障所有吞吐井整体能量补充水平一致,进一步提升了注气吞吐增油效果,注气吞吐较衰竭开发累产油量可提高33%。研究探索了页岩油后期有效补能提采方式,研究成果为长庆页岩油实现注伴生气吞吐有效开发提供了理论依据。     

缝洞型油藏单井注氮气提高采收率技术政策研究

缝洞型油藏地质条件复杂,储层非均质性极强,虽然单井注氮气提高采收率矿场试验获得成功,但由于单井地质特征各不相同,使得注气效果差异大,注采参数需要进一步优化。为此,提出建立针对此类油藏的“一井一策”注气提高采收率技术政策,并以TA1井为例,在储层识别和预测基础上,构建储集体发育模式,采用“分类建模、分类数模”的方法再现油藏开发历程,表征剩余油分布特征,基于实体油藏模型优化转注时机、注气方式及注采参数。结果表明,TA1井洞顶存在5.28×10⁴ t剩余油,注入氮气能够形成次生气顶动用洞顶阁楼油,进一步提高油藏采出程度,基于模型确定最优转注时机为含水率93%时,注气方式为气水混注,周期注气量为60×10⁴ m³,注气速度15×10⁴ m³/d,焖井时间10 d,采液强度40 m³/d,预测增油2 496.0 t,该技术政策为注气方案编制和矿场实施提供了参考,实施后增油效果显著,推广到不同岩溶背景注气井均取得较好应用效果。     

致密油注气吞吐优化

近年来,注气吞吐成为致密油体积压裂水平井衰竭式开采基础之上的一种有效的提高采收率的方法。本文通过数值模拟新疆玛湖地区玛131井区典型井注气吞吐过程,对该过程机理进行分析,对相关参数进行优化。首先,建立体积压裂水平井的组分油藏数值模拟模型。接着,对不同的注气量、不同的注入时长、不同的注入气体以及不同闷井时间进行了数值模拟。最终,通过对累计产油量和油藏平均压力的分析,优选合适的注气方案。结果发现,保持油藏压力在地层破裂压力以下并尽可能增加每轮次注气量可提高采收率,注入时长对采收率影响微弱,注入气体组成对吞吐效果影响巨大,闷井时长对采收率影响微弱。最终给出了该致密油藏优化的注气方案的建议。总之,数值模拟可以对致密油注气吞吐过程进行分析和优化,对生产实践具有一定的参考意义。     

喷油参数对双螺杆空压机性能的影响

为研究喷油参数对双螺杆空压机工作性能的影响，并为优化和提高该类型空压机的整体性能提供参考，建立了喷油双螺杆空压机数学模型，研究喷油量、喷油温度等对空压机性能的影响，并通过模拟结果与实验结果的比较，验证了模型的准确性。结果表明：双螺杆空压机存在一个最优的喷油量，可以使空压机达到最佳的绝热效率和比功率，随着转速由3 000 r·min^-1升高至4 400 r·min^-1,最优喷油量呈现下降的趋势，随着背压由0.7 MPa提高至1.0 MPa,最优喷油量呈现升高的趋势。另外，喷油温度的升高使得双螺杆空压机的绝热效率下降、比功率上升，从而导致空压机性能恶化，因此在保证排气温度的同时，应尽量选择低的喷油温度。同时，喷油参数对泄漏与耗功的影响显著，随着喷油温度由303.15 K升高至323.15 K,各个泄漏通道泄漏量呈现上升的趋势，摩擦损耗呈现下降的趋势；随着喷油量由0.5 m³·h^-1增加至1.5 m³·h^-1,各个泄漏通道泄漏量呈现下降的趋势，摩擦损耗呈现上升的...     

兴北S3块CO2吞吐可行性及注采参数优化研究

注CO₂吞吐是提高复杂小断块油田采收率的有效途径之一,相态和数值模拟研究是确定目标区块吞吐可行性研究的重要参考依据。在注CO₂吞吐相态实验和CO₂粘温关系研究的基础上,对低渗纵向非均质油藏兴北S₃块进行可行性论证和数值模拟预测,同时对该区块CO₂吞吐的注采参数进行了数值模拟优化研究。结果表明：在辽河兴北S₃块进行CO₂吞吐具有较好的效果,模拟井组CO₂吞吐效果较好,在300d内可累积产油1577t,累积增油410t,换油率达到2.05。     

缝洞型碳酸盐岩油藏注气吞吐EOR效果评价

缝洞型碳酸盐岩稠油油藏以大型溶洞、溶蚀孔洞及裂缝为主要储集空间,非均质性极强,针对此类油藏,注气吞吐是一种有效的开发方式。为了探索缝洞型碳酸盐岩油藏注气吞吐开发效果,设计并制作了适用于缝洞型油藏吞吐室内物理模拟实验装置,从换油率、产气速率、产气量等方面对比分析了4种吞吐介质（CO₂、N₂、先注CO₂后注N₂、先注N₂后注CO₂）的吞吐效果,分析了作用机理。实验结果表明：注气吞吐提高采收率效果显著,最低换油率的N₂吞吐也能达到0.422;CO₂与N₂混合气吞吐中,CO₂溶于原油中能使其黏度降低,N₂由于重力分异作用占据缝洞高部位形成气顶,这种协同作用使得CO₂与N₂混合气吞吐效果好于单一注气吞吐;而在注气顺序上先注N₂后注CO₂吞吐效果更加明显,换油率可达0.861。缝洞型油藏注气吞吐开采是一种行之有效提高采收率的方法,先注N₂后注CO₂混合气吞吐可获得更显著的开发效果。     

整体式微通道换热器的性能分析

为了提升整体式微通道换热器的整体性能，建立了整体式微通道换热器的稳态换热模型，研究了结构参数与运行参数对其的影响规律。整体式微通道换热器以R245fa为工作工质，并在实验验证模型准确性的基础上，利用该模型模拟研究了换热器风量和换热器热管间距对系统整体热阻和空气侧压降等参数的影响。研究结果表明，当微通道换热器的蒸发段风量为0.41 m³/s、冷凝段风量为0.21 m³/s时，换热器的系统整体热阻为0.038 0 m²·K/W；随着冷凝段和蒸发段循环风量的增加，微通道换热器空气侧的压降增加，整体热阻均降低；微通道换热器的整体热阻的下降趋势随着风量的增加而逐渐减弱，得出在本研究范围内，蒸发段风量取0.45 m³/s、冷凝段风量取0.69 m³/s为宜；随着整体式微通道换热器热管间距的增加，微通道换热器整体热阻呈上升趋势，微通道换热器在蒸发段空气侧的压降呈下降趋势。当换热器热管间距为6 mm时，微通道换热器综合性能达到最佳。研究结果对通信基站冷却设备设计及微通道换热器结构与控制参数优化...     

低透气性煤层CO2增透预裂技术应用

 针对低透气性煤层掘进过程中,瓦斯抽放难度高、掘进效率低等难点问题,提出应用CO₂增透预裂技术,提升煤层透气性系数与瓦斯抽放效率,提高工作面掘进效率。应用岩土力学模拟软件,模拟分析了煤层掘进过程中煤体破坏分布与应力分布状态。模拟结果表明:掘进过程中,巷道两帮破碎区域为距巷帮0~3m的范围,巷帮主要应力集中区域为距巷帮3~4m的区域,应力为18.0~18.9MPa。根据数值模拟结果,设计了煤层CO₂增透的预裂孔与抽放孔的详细参数,进行了现场验证。现场试验与效果分析表明:预裂前后钻场瓦斯抽采瓦斯纯流量提高了27%,瓦斯抽放浓度提高了1.7倍,可解吸瓦斯量由7.27降到4.30m³/t,掘进效率明显提高。     

玛湖致密砾岩油藏注烃类气混相驱油藏数值模拟

玛湖凹陷地区衰竭式开发直井初产高、递减快,常规注水开发不适应,通过注烃类气转换开发方式,可以大幅提高采收率。利用细管法测定注气试验区最小混相压力为41.71 MPa,玛湖地区目前地层压力条件下普遍可以实现混相驱;根据玛湖地区储层特征及地质力学参数,同时将天然裂缝及人工描述参与模拟,优化裂缝展布形态,建立了三维压裂缝网模型;基于压后缝网模型开展布井方式、注气速度及气驱油藏动用规律研究。结果表明,水力压裂平均缝网长轴173.90 m,最长846.90 m,短轴6.44 m;采油井部署井轨迹距顶2/3厚位置,气体波及范围更大;以维持混相为目标优化注气量,设计前10 a水平井单井日注气5.5×10⁴ m³,后10 a日注气4.0×10⁴ m³,试验区采收率可达22.5%;注入烃类会优先沿着采油井压后长压裂缝驱替,优先动用该区域原油,造成注气波及范围不均匀;随着烃类气体的注入,沿驱替前沿原油黏度大幅降低,同时,由于注入烃类气体与原油发生混相,通过蒸发气驱作用,注气5 a后采油井SRV范围内剩余原油黏度明显增大。此研究可以有效指导玛湖注烃类气体提高采收率试验现场开发技术政策制定。     

强水敏稠油油藏CO2吞吐技术研究

郑408块为典型的强水敏稠油油藏,由于储层能量不足和水敏性强,采用天然能量开发、注防膨水开发和蒸汽吞吐开发效果较差。通过室内实验研究了CO2在郑408原油中的溶解作用,认识了CO2吞吐回采阶段渗流特征,基于数值模拟方法优化得到了郑408块CO2吞吐开发方案。研究表明,CO2溶于稠油后,可使稠油的体积大幅度膨胀,原油黏度将大大降低;CO2吞吐回采阶段,由于稠油黏度较高,CO2在原油中析出后以小气泡形式分散在原油中,形成"泡沫油"渗流状态,"泡沫油"可以提高稠油的流动能力,增加原油的弹性能量,降低地层压力下降速度;数值模拟结果表明,郑408块CO2吞吐周期注入量优化值为100 t,注气速度优化值为50 t/d。     

反算管道传热系数影响因素的敏感性分析

采用系统单因素敏感性分析方法,结合苏霍夫温降公式和现场测试数据,对反算管道传热系数K的进出站温度、管道周围介质温度、含水率和输量,五个因素进行敏感性分析。研究表明:进出站温度对反算管道总传热系数的影响最敏感,其次为含水率和输量,管道周围介质温度最不敏感;因此应尽量减小现场采集进出站温度、含水率和输量的误差,以提高K反算的精度。     

考虑启动压力梯度的断块油藏CO2/N2复合气体吞吐注采参数优化

冀东油田高12断块油藏砂体规模小、渗透率较低、难以建立有效驱替关系,注入压力高,注水困难,水驱开发效果较差,但油藏温度和压力较高,适宜通过注气来提高油藏采收率。低渗油藏普遍存在启动压力梯度,对实际油藏开发造成影响,针对高12断块油藏,建立高12断块注气开发的三维地质模型,在室内启动压力梯度实验的基础上,得到启动压力梯度与渗透率的公式,在数值模拟软件考虑启动压力梯度与渗透率的变化关系。但长期注入CO2导致的管线腐蚀问题日益突出,N2作为良好的增能气体,将二者结合形成复合气体进行吞吐,可缓解对管线的损害。利用数值模拟方法,进行了衰竭阶段单井产量、段塞比、转注时机、注入量、焖井时间、注气阶段采油速度优化。最终得到该区块最优吞吐注采参数：衰竭阶段单井产量为15m3/d;段塞比为7：3;转注时机为衰竭阶段的日产油速度降为4m3/d时;注入量为60 000 m3;焖井时间为15天;注气阶段采油速度为25m3/d,为高12断块油藏提高采收率提供了方法技术借鉴。     

强边底水油藏水驱开发效果评价

针对目前水驱开发评价方法主要是评价油田整体开发效果,很难对具体注水井的注水效率进行评价,以及强边底水油藏中油井产水的主要来源等问题。基于井间油水动态的连通性计算模型,结合油田地质参数和实际生产数据进行自动历史拟合。示踪剂分析验证了该模型具有很好的可靠性。采用该模型计算注水井注水劈分系数,确定注采优势通道以及注水井驱油效率。该模型同时也可以计算注水井和边底水对油井产油产水贡献百分比。实例油田应用表明,该模型可靠性很好,与示踪剂测试结果吻合,计算结果能很好地评价注水井的注水效率。     

微机积分计算石油和天然气储量

容积法计算石油与天然气储量,在我国长期来使用参数平均值进行手工计算。本文是作者参加某气田开发设计时,进行天然气储量核算的研究成果。它取得了三方面的进展:把容积法计算油气储量的算术公式转变成了积分公式,理论上迈进了一步;储量计算在微机上实现了软件化;它提出了物性场的概念,并以微机描述物性场特征,这不仅是储量计算的基础,它还为油气田数字模拟及开发工程提供了依据。它输出的储量分布图反映了油藏的非均质性,有利于开发布井和动态分析。     

页岩基质中甲烷传质输运产能计算模型

页岩气藏基质中存在吸附气和游离气,通过扩散和渗流两种传输机制进行流动。为了研究页岩气藏基质产气规律,推导了一维页岩基质产气量计算公式,扩散体积流量与入口压力成线性正比关系,渗流体积流量与入口压力成二次函数关系,渗透率越高、扩散系数越大,则体积流量越大。在此基础上,设计了全直径页岩岩心甲烷解吸、扩散、渗流耦合实验,研究了产气量与压力的变化关系;并通过拟稳态阶段的实验数据验证了一维页岩基质产气量计算公式的正确性。利用模型计算结果预测了页岩气传质输运实验未来体积流量的变化趋势:当入口压力达到15 MPa时,渗流体积流量在耦合流量中所占比例接近50%;当入口压力低于15 MPa时,扩散体积流量在耦合流量中所占比例较高。     

缝洞型油藏氮气扩散系数测定及影响因素

针对塔河缝洞型油藏注氮气提高采收率深层次机理认识有待提高的问题，开展了该类型油藏条件下注氮气扩散系数影响因素的研究，采用压力衰竭法测定了氮气在油相和填充介质中的扩散系数，分析了原油黏度、气体组成、填充类型及流体饱和度对氮气扩散系数的影响。结果表明，氮气在稠油中的溶解度、扩散系数均低于稀油，但压力敏感性高于稀油；氮气中混合二氧化碳促进注入气在原油中的扩散。氮气在垮塌、砂泥和致密等3种常规缝洞油藏填充介质的扩散结果显示，填充介质的致密程度增加，氮气向填充介质内部扩散越困难，且致密介质中氮气的扩散系数达到固体扩散系数的级别（×10^-11 m²/s）；含水饱和度的增加减缓了氮气在填充介质中的扩散。首次测量了氮气在缝洞型油藏高温高压条件（温度>100℃，压力>20 MPa）下原油及填充介质中的扩散系数，并分析了相关影响因素，深化了缝洞型油藏注气提高采收率机理认识，为现场注气应用提供相应的理论指导。     

蜂窝体蓄热室回收转炉煤气余热可行性研究

从转炉煤气点火源能量出发,研究蜂窝体蓄热室回收转炉煤气中、低温段余热的安全性.建立蜂窝体蓄热室通道物理模型,根据JKR碰撞理论和摩擦学理论分别计算蜂窝体蓄热室内多颗粒相潜在点火源能量.通过最小点火能测定实验台测出常温下3种转炉煤气的最小点火能,修正最小点火能理论计算公式,修正系数为0.909;计算得到3种转炉煤气在着火点(973K)时的最小点火能分别为7.36×10^-7,6.26×10^-7,6.01×10^-7J.与潜在点火源能量对比,结果表明:孔径小于6mm的蜂窝体蓄热室回收转炉煤气中、低温段余热是安全可行的.     

电力变压器铁芯温度场的数值模拟研究

变压器铁芯温度场是比较典型的流体-构件耦合场.本文系统论述了这种耦合场的数值模拟方法,对铁芯工作磁密、油道尺寸、油流速度、进油温度等影响铁芯温升的因素进行了分析计算.试验结果表明,适当提高工作磁密、合理设计油道尺寸、综合考虑油道设置、尽量采用较高油流速度和较低进油油温对提高变压器运行效益、降低铁芯温升是有实际意义的.     

注气驱油藏新型气驱特征曲线推导及应用

针对传统气驱特征曲线未能有效描述地层中实际渗流的流体（注入气）和被驱替原油的关系,在分析油藏注气开发驱替过程基础上,分别描述了混相驱和非混相驱油气渗流特征。基于稳定渗流理论,推导出了地层中实际渗流流体（注入气）和被驱替原油的关系式,即累积注气量累积产油半对数关系,命名为新型气驱特征曲线,分析了该曲线的适用条件。应用实例,研究了注采井网和驱替机理变化对气驱曲线形态特征的影响。在已知注气量的条件下,利用该曲线可实现长期及阶段产量预测,且在注气开发较早阶段便可应用。