基于蒸汽腔扩展速度的SAGD产能预测模型

蒸汽辅助重力泄油（SAGD）是开发稠油的一种重要方式,而产能预测模型又是体现蒸汽辅助重力泄油成功与否的关键。现阶段的对于蒸汽辅助重力泄油产能的研究中虽然考虑了热对流、界面速度不均匀等情况,但却忽视了不同时间因生产制度不同而导致蒸汽腔扩展速度变化,从而影响蒸汽辅助重力泄油的产量。因此基于包含热对流和热传导的蒸汽辅助重力泄油热交换模型,利用观察井温度法计算蒸汽腔水平扩展速度,并最终建立考虑蒸汽腔扩展速度的SAGD两相流产能预测模型。通过与新疆某油田试验区中A井的生产数据对比,检验该模型所计算得到的产量与实际现场数据一致,同时可以快速准确的预测泄油带温度分布以及蒸汽腔前缘位置;通过对产能预测模型敏感性分析得到较大的表观热扩散系数和对流液密度会提高单位生产井产能,而蒸汽腔水平扩展速度应保持在1×10-2 m·d-1到2×10-2 m·d-1之间,蒸汽腔与水平面夹角在30至60度时生产井产量和采收率最大。该研究将理论与实际现场生产紧密结合,为稠油油藏开发提供理论支持。     

基于蒸汽超覆的稠油蒸汽驱地层热效率计算模型

目前地层热效率评价方法主要基于活塞式驱替模型忽略了蒸汽超覆的影响。通过对蒸汽受力及渗流速度分析针对反九点注采井网获得不同蒸汽前缘注采井间的蒸汽超覆程度。基于蒸汽超覆程度的分析运用热平衡原理及瞬时热平衡理论推导出储层热效率评价模型并利用拉普拉斯变换及Stehfest数值反演方法进行求解。研究表明：注汽早期阶段蒸汽超覆程度较弱蒸汽超覆对热效率影响很小;蒸汽驱中后期阶段随着蒸汽腔的扩展蒸汽超覆程度增加蒸汽沿油层顶部驱替作用明显蒸汽超覆对油藏热效率影响严重。     

蒸汽辅助重力泄油蒸汽腔前缘传热模型研究

蒸汽辅助重力泄油(SAGD)是开发稠油油藏的一种有效手段,蒸汽腔前缘的传热是决定SAGD开发效果的重要因素。虽然SAGD的传热模型很多,但是基本没有对热对流的存在形式与作用进行系统研究。充分考虑了热传导和不同的热对流作用,建立并求解了不同的SAGD传热模型。选取实际的油藏区块为研究对象,分析了不同传热作用对蒸汽腔前缘温度分布的影响,同时也分析了水的相对渗透率对热对流的影响。结果表明:SAGD过程中热传导与热对流同时存在,蒸汽腔附近热对流是主要的传热方式,水的相对渗透率越大,热对流作用越明显。     

稠油组合式热力开采参数优化

基于目前常规稠油开采技术,进行了稠油组合式热力开采工艺数值模拟研究,对开发方式转换时机、蒸汽注入速率、采注比、蒸汽干度等工艺参数进行了优化,得出蒸汽吞吐过度到蒸汽辅助重力驱油的最佳转换时机为井间联通温度达到120℃,蒸汽注入速度为100～150 m3/d,采注比为1.2,注入蒸汽干度为0.5以上;建议对于未开采油藏,先进行一定轮次的蒸汽吞吐开采再转蒸汽辅助重力泄油开采。     

三维蒸汽辅助重力驱油过程的自适应网格法

针对蒸汽辅助重力热采稠油过程中,蒸汽腔周围存在的物理量变化十分剧烈的锋面及计算计算网格必须足够的小的问题,为了有效提高对蒸汽辅助重力驱油问题的数值计算效率,研究了考虑井筒与油藏间相互耦合的三维均匀油藏的蒸汽辅助重力驱油问题的自适应网格方法,自适应网格法和均匀精细网格法之间的计算结果对比表明自适应网格法可以大幅度地提高对于蒸汽辅助重力驱油这一复杂流场的计算速度并具有很好的精度。     

烟气-蒸汽辅助重力泄油模拟技术

采用加拿大CMG软件公司的CMG-STARS模拟器,对烟气-蒸汽辅助重力泄油技术中烟气在蒸汽腔中的运移规律进行数值模拟。研究烟气注入后蒸汽腔的扩展速度及形态变化规律,分析含油饱和度、黏度、压力、温度的变化规律。在优化的注入参数下,对烟气-蒸汽辅助重力泄油和常规蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术的开发效果进行对比。研究结果表明:优化的蒸汽注入温度为280℃、注入速度为150 m3/d、烟气与蒸汽比为1.0。在优化的注入参数下,烟气-蒸汽辅助重力泄油比SAGD的累积采油量提高2.0 kt,采收率提高7%,油气比增加0.7%。烟气-蒸汽辅助重力泄油技术的开发效果更好。     

超稠油直井-水平井组合蒸汽辅助重力泄油物理和数值模拟

研究了中深层超稠油油藏在直井蒸汽吞吐中后期,用直井注汽水平井采油的方式转蒸汽辅助重力泄油（steam as-sisted gravity drainage,SAGD）开发的机理。应用高温高压比例物理模拟方法,研究了水平井布于直井斜下方时SAGD蒸汽腔的形成和扩展过程。结果表明,转SAGD的初期以蒸汽驱动作用为主并逐步向重力泄油作用过渡,并可划分为蒸汽吞吐预热、驱替泄油、稳定泄油、衰竭开采4个开采阶段。利用数值模拟优选了布井方式、井网井距、水平井段长度、转SAGD时机和注采参数。该模拟方法在辽河油田杜84块超稠油油藏开发中取得了较好的现场试验效果。     

超稠油直井-水平井组合蒸汽辅助重力泄油物理和数值模拟

研究了中深层超稠油油藏在直井蒸汽吞吐中后期,用直井注汽水平井采油的方式转蒸汽辅助重力泄油(steam as-sisted gravity drainage,SAGD)开发的机理.应用高温高压比例物理模拟方法,研究了水平井布于直井斜下方时SAGD蒸汽腔的形成和扩展过程.结果表明,转SAGD的初期以蒸汽驱动作用为主并逐步向重力泄油作用过渡,并可划分为蒸汽吞吐预热、驱替泄油、稳定泄油、衰竭开采4个开采阶段.利用数值模拟优选了布井方式、井网井距、水平井段长度、转SAGD时机和注采参数.该模拟方法在辽河油田杜84块超稠油油藏开发中取得了较好的现场试验效果.     

考虑油相启动压力梯度的蒸汽前缘数学模型

稠油热采过程中,蒸汽前缘的移动规律一直受到人们的重视。稠油地下渗流具有非牛顿特征,多数研究者考虑了蒸汽超覆和拟流度比对蒸汽前缘的影响;但是未考虑稠油的启动压力梯度。针对稠油非牛顿特征,通过对蒸汽前缘上边界进行表征,建立了同时考虑启动压力梯度、蒸汽前缘上边界变化和拟流度比的蒸汽前缘数学模型,弥补了现行蒸汽前缘数学模型的一个缺陷。通过进行差分离散及Matlab数值计算,得到了形状因子、拟流度比与蒸汽前缘形状关系图版。结果表明,蒸汽前缘上边界随着启动压力梯度的增大而减小,增大形状因子或减小拟流度比,均可降低蒸汽超覆程度,提高蒸汽前缘的波及效率。     

超稠油SAGD开发蒸汽腔前缘温度分布研究

蒸汽辅助重力泄油工艺是目前开采重质原油的有效方法之一。在油藏底部布一口水平井为生产井,在靠近这口生产井并且一般在正上方再部署一口水平井,用于连续注蒸汽。注入的蒸汽会形成蒸汽腔,蒸汽的热量会向冷的稠油油藏中传递。当油藏中稠油被蒸汽加热后,黏度急剧下降,在重力的作用下流向底部生产井。蒸汽与原油的热传递过程主要以热传导的形式进行,因此油藏的导热系数就成为了热传导过程中的关键参数。通常来讲,较大的导热系数将会带来较高的热传导效率,从而带来较高的原油采收率。Butler的经典蒸汽腔前缘推进模型中,假设导热系数是一个不随温度而改变的定量。但实验表明,原始油藏在受到蒸汽影响后,温度的升高将会导致导热系数明显下降(与蒸汽温度和原始油藏温度有关)。针对这一现象,将导热系数视为随温度变化的变量,在稳态热传导的前提下,推导其在传统模型中的新的关系式,发现新的方法可以修正经典Butler公式约6.8%的误差。     

注汽干度对增强汽驱效果的研究

为了提高注汽干度,开展了高压汽水分离计量装置,介绍了汽水分离器的设计原理,同时结合现场运行数据进行效果及经济分析,并对不同装置的注汽锅炉进行余热利用设计及效果分析．介绍了井口计量装置原理及可行性分析．结果表明,投入高压汽水分离器后,使干度上升１５％～２０％,停运低压供热锅炉２４台．为稠油后期开发提供有力的配套装置提供依据．     

汽轮机高压冷却蒸汽对中压缸转子的冷却效果研究

为分析大功率汽轮机高压冷却蒸汽对中压缸转子的冷却效果,采用CFD和共轭换热(CHT)方法,对600MW汽轮机中压缸前两级内部流动及换热进行了分析,研究了高压冷却蒸汽对中压缸前两级转子轮缘及叶根的冷却效果及其对近根部流动特性的影响.结果表明,高压缸冷却蒸汽以级效率降低为代价,有效地实现对中压缸转子的冷却功能,使中压缸前两级转子轮缘最高温度分别比主叶片体温度显著降低.     

蒸汽供热管网的动态仿真建模

为建立供热管网的在线优化运行、故障实时诊断以及仿真分析和培训系统 ,必须建立一种高精度的蒸汽供热管网动态仿真模型。该模型将蒸汽处理成为单相可压缩流体 ,将管网处理成为由节点和支路组成的一种网络结构。在仿真计算中 ,采用隐式 Euler算法、线性迭代方法和稀疏矩阵算法求解由物理模型所得的非线性微分方程组。证明了所用的算法具有大范围收敛特性。此方法将被应用于青岛市蒸汽供热管网的工程项目中     

PWR蒸汽发生器中一、二次汽水分离器研究

对ＰＷＲ蒸汽发生器中一次汽水分离器的汽水两相充分分层高度、三种改进型二次汽水分离器及一、二次汽水分离器的分离性能在水－空气试验台上进行了一系列试验研究，并对二次汽水分离器作了探索性研究     

新浅45断块稠油蒸汽吞吐汽窜特征及成因分析

新庄油田新浅45断块目前大多采用蒸汽吞吐开采,井间汽窜问题伴随着区块开发的整个过程．随着该区块稠油油藏注蒸汽过程中汽窜现象的频发,汽窜影响产量较多,是影响区块开发效果的主要因素之一．通过对新浅45断块稠油汽窜的特征及油藏地质因素、井网井距因素和注采参数因素等进行的研究,深入分析了汽窜的成因,为今后提出适合稠油蒸汽吞吐开发防窜的措施提供了参考．     

波形板汽水分离器汽水两相分离机理研究

采用分离流动模型模拟了波形板汽水分离器内的汽水两相流动,对波形板内液滴的运动轨迹和分离效率进行了数值计算,讨论了波形板汽水分离器内流动的压力损失随通道结构参数和流动参数的变化情况．计算中,采用“隔离”无流动部分的方法建立实际流动区域．理论计算值与试验结果一致．     

汽轮机叶片激振力特性和计算方法的研究

研究了在稳定运行工况时影响汽轮机叶片激振力的主要因素.在建立抽排汽口、有偏差的静叶流道、静叶尾迹、冲角等主要影响因素模型的基础上,提出了通过谐波分析定量确定各阶谐波激振力的一整套力学模型和数值计算方法.给出了各阶谐波激振力量值与其主要影响因素之间的关系.研究结果可在定量确定叶片激振力和动应力计算中直接应用,不仅具有理论意义,且有工程实用价值     

蒸气喷射真空泵的计算机辅助设计

建立了适用于数字计算机求解的蒸气喷射真空泵设计计算方法，采用所编软件对德国公司的一套乙二醇蒸气喷射真空泵系统进行了核算表明，最大误差不超过１０％。     

空心静叶汽膜孔排吹扫除湿的数值研究

为了降低蒸汽轮机末级叶片表面的蒸汽凝结和水滴沉积、抑制水膜形成,通过借鉴燃气轮机气膜冷却思想提出在汽轮机空心静叶表面设置离散的汽膜孔排进行吹扫除湿,使用ANSYS-CFX软件求解了三维定常黏性雷诺时均N-S方程,采用k-ω湍流模型及壁面函数法数值研究了孔排吹扫除湿性能及其对叶栅主流场的影响。结果表明:当吹汽比小于1.0%时,静叶表面能够形成良好的热汽膜层,叶片表面湿度降低明显且对主流影响较小;随着吹汽比的增大和吹扫温度的提高,叶栅出口的平均湿度降低,主流的流动效率急剧降低。综合考虑叶片表面湿度和主流的流动效率,在所提除湿结构和0.5%~1.0%吹汽比下除湿效果最好。该结果为开发汽轮机新型高效的除湿方式提供了有益的探索。