东濮凹陷二氧化碳生成模拟试验研究

为了探明东濮凹陷二氧化碳的来源及其丰度 ,采用加水热解法对不同源岩进行了二氧化碳生成热模拟试验 .3个实验样品取自可能的二氧化碳源岩 :下第三系泥岩、石炭—二叠系的煤岩和古生界奥陶系的灰岩 .实验结果表明 ,煤岩的生气 (二氧化碳和烃类 )能力最大 ,70 0℃时达 1 86mL/g ,泥岩次之 ,为 1 0 0 96mL/g ,灰岩最小为 2 0 49mL/g .对生成气的成分分析结果表明 ,煤岩气体产物中烃类约占 80 %～ 90 %,CO2 约占 7%～ 1 5 %;奥陶系灰岩的生烃能力很小 ,主要生成CO2 气体 .根据东濮凹陷不同源岩的生气能力 ,以及对产物的成分和同位素值的分析 ,可得到以下结论 :该区二氧化碳主要有两个来源 ,一是无机成因的主要与海相碳酸岩分解有关 ,二是有机成因的 ,主要是石炭—二叠系煤系地层热分解产生的二氧化碳 .下第三系地层由于热演化程度低 ,难以产生规模二氧化碳     

水平井岩屑运移数值模拟研究

随着石油钻采工艺不断发展,水平井钻井在世界范围内全面展开,已成为现代油气勘探开发的重要手段.由于水平井的井斜角大,岩屑在运移过程中容易形成岩屑床,而岩屑床清除比较困难.针对目前存在的问题,采用计算流体力学仿真模拟技术对不同岩屑粒径下岩屑运移进行了研究.结果表明:岩屑粒径的增大,移动岩屑床速度和悬浮岩屑体积分数基本保持不变,悬浮岩屑运移速度及固定岩屑床体积分数呈下降趋势,环空下部岩屑床高度增加,堆满了下环空,单位体积内岩屑所占比重下降,导致了移动岩屑床体积分数先增大后减小.建议在某些井段使用低钻速牙轮钻进,以此控制岩屑粒径在2mm以内,降低岩屑清洗难度.     

基于CFD-DEM耦合模型的大粒径非常规岩屑颗粒运移规律研究

采用CFD-DEM耦合计算模型,利用DEM软件建立大粒径(2 cm)、非球体岩屑颗粒的离散元模型,与FLUENT实现无缝耦合并行计算,颗粒间相互作用采用Hertz-Mindlin弹性接触模型,对大粒径的、非常规岩屑颗粒在水平井段的运移规律进行了数值模拟计算。基于钻井实测数据,建立水平井段环空内含不同形状(片状,立方体状及球状)相同等效球体粒径颗粒的计算模型,展示了井眼环空内颗粒运移、沉积状态,对环空钻井液流速、不同形状的岩屑颗粒运移速度进行了计算分析,本文还计算得到片状大粒径岩屑含量对钻井液携岩效果的影响规律。结果显示:2 cm等效体积球体粒径的颗粒在井眼环空内的运移状态较差,出现局部堆积;立方体状颗粒的运移效果最差,片状颗粒次之;在所选用计算条件下,片状颗粒含量大于10%时会加剧削弱携岩效果。计算结果可对钻井携岩问题的研究提供一定的参考价值。     

考虑粒径分布的深水环空岩屑浓度研究及应用

深水低温对钻井液性能影响显著,其粘度和切力的改变使深水携岩与常规陆上钻井不同。由于温度降低带来钻井液性能的改变对不同粒径岩屑上返速度的影响程度不同,因此在深水携岩研究中,考虑岩屑粒径分布是必要的。本研究分析了温度变化对钻井液影响,建立了考虑岩屑粒径大小及粒径分布、机械钻速及钻井循环时间等影响因素的深水钻井分岩屑粒径的环空浓度计算新模型,从而获得了深水钻井中全井及井眼各段环空内岩屑浓度大小及其浓度随循环时间变化的分布与变化规律,并在现场深水钻井岩屑浓度的分析计算中,取得了良好的应用效果。     

岩屑录井中迟到时间的模拟测定

本文针对无芯钻进时岩屑录井工作的关键环节-迟到时间的确定提出了一种简便易行、切合生产实际且真实可靠的模拟测定方法,对钻进工程中地质判层具有实际意义。     

定向井环空内岩屑运移机理的研究

运用实验观察方法,对定向井环空内岩屑的运移情况进行了研究和分析。从宏观上看,斜井环空内岩屑的运移状况有四种不同的流动物理模型,即:均称悬浮流动、非均称悬浮流动、移动床流动和固定床流动。在不同斜度的井眼中分别存在一个对应的临界流速.从微观上分析,岩屑床床面的岩屑颗粒承受液流的拖曳力和上举力、粒间离散力、重力和浮力的作用。对于极细的岩屑颗粒,还承受粒间粘结力。研究结果表明,环空倾角对岩屑运移有一定的影响。倾角越大,越不利于岩屑的运移。液流流速越大,岩屑的运移越快。     

HT-1型二氧化碳发生器的改进与试验

通过概述山西省日光温室的发展现状,分析了研发HT-1型二氧化碳发生器的意义,并在介绍HT-1型二氧化碳发生器的性能、基本原理及改进过程基础上,叙述了HT-1型二氧化碳发生器的优点及应用情况。     

Fenton法处理岩屑废水的研究

阐述了岩屑废水的来源及特性,介绍了Fenton试剂的历史及原理。以渤海石油某钻井平台的岩屑废水为实验用水,通过调节废水pH值、改变H2O(230%)、FeSO4.7H2O的投加量、反应时间等因素,分析探讨了处理岩屑废水的最佳条件。     

直井段超临界二氧化碳携岩数值模拟分析

二氧化碳携岩问题是超临界二氧化碳钻井技术应用于油气藏钻探开发的基础问题。依据井下工况,考虑岩屑粒径分布规律的影响及二氧化碳密度和黏度等物性参数与流场温压条件的耦合关系,数值模拟分析了粒径分布变化规律及各工况参数对携岩效率的影响规律。结果发现:粒径分布变化规律不与颗粒直径呈正相关,证实了选用欧拉模型以考虑颗粒间干扰来模拟携岩问题的合理性;温压条件影响粒径分布变化规律,携岩返速对粒径分布规律影响甚微。携岩效率随压力升高、温度降低而提高,规律与室内实验结果相符。提高排量、降低机速有利于改善携岩效果,实测临界携岩返速高于依据最小动能原理的计算值。随偏心度增大,携岩效率先降低后提高,临界偏心度为0.8。所得结论为发展实际技术提供支撑。     

CO_2吞吐增油机理及矿场应用效果

对国内几个油田的原油样品进行了CO2 —原油体系的高压物性测定及室内CO2 吞吐实验 ,评价并分析了原油溶解CO2 后体积膨胀、黏度降低、油 /水界面张力降低 ,以及CO2 对原油萃取的作用、岩石润湿性的改变、酸化解堵作用、形成内部溶解气驱等增产机理 .根据矿场试验结果 ,分析了CO2 吞吐的增产潜力 ,将现场作业增油机理划分为解堵型和增能型两类 .第一类油层含油饱和度高 ,能量充足且渗透率较高 ,处理后日产量急增 ,有效期长 ;CO2 的主要作用是清除井底的各类污染 .第二类油层含油饱和度低 ,地层能量不充足或渗透率低 ,处理后日产量有所增加 ,但有效期相对较短 ;CO2 处理的主要作用是增加地层能量     

利用超临界CO_2解除地层石蜡堵塞实验研究

采用室内模拟实验装置研究超临界CO_2解除地层石蜡堵塞的可行性,并分析超临界CO_2解堵石蜡的作用机制及驱替参数对解堵效果的影响规律。结果表明:超临界态CO_2对石蜡具有溶胀和冲刷双重作用,其解堵效果远好于气态和液态CO_2;随着驱替时间延长,解堵效果逐渐变好,超过一定时间后,岩心渗透率不再增加;解堵效果随着温度和驱替速度的增大而变好;随着压力的升高,解堵效果先增强后减弱,存在一个最佳解堵压力。     

超临界CO2萃取天然维生素E的工艺研究

以甲酯化的大豆油脱臭馏出物为原料,设计了单塔超临界二氧化碳萃取天然维生素E的工艺路线,讨论了温度、压力、填料高度等因素对萃取过程的影响。结果表明,原料进料量0.02kg/h,萃取塔压力20MPa,萃取塔温度梯度40-45-50-60-70℃,气液比在80kg/h左右,塔内填料为三角填料的实验条件下,萃取效果较好,萃取后维生素的质量分数和收率分别可达24.3%和81.5%。并与双塔、三塔连续逆流操作的超临界萃取天然维生素E的工艺进行了比较,结果为双塔连续逆流萃取工艺为最佳方案。     

页岩气钻水平井段岩屑床破坏及岩屑运移机理研究

针对页岩气开采成本高,以及清水钻井在垂直井段具有成本低和机械钻速快的优点,且页岩气清水钻井岩屑运移规律尚认识不清。基于流体力学基本控制方程和湍流输运方程,建立了三维井眼环空岩屑运移模型。使用全隐式多网格耦合求解技术进行数值计算。利用该模型开展清水钻水平井段岩屑运移可行性研究,以及钻井液排量、岩屑床高度、岩屑粒径、清水黏度和钻柱转速对岩屑运移规律的影响研究。研究表明,在水平井段清水钻井液携岩是可行的,数值计算结果对比,得出钻井液排量、岩屑床高度和岩屑粒径是影响清水携岩能力的敏感参数。建议钻井过程岩屑床厚度不要超过井眼直径的10%,岩屑颗粒直径为5 mm左右,根据钻井需要选用合适的钻井液排量、钻井液黏度和钻柱转速。清水钻井岩屑运移机理研究可为页岩气安全高效开采提供技术支撑,同时将加快页岩气工程的开发进程。     

水平井段超临界CO_2携岩数值模拟

超临界CO2是一种极具潜力的钻完井介质,研究其携岩机制是超临界CO2钻井技术的重要发展方向。以实测数据设置环空入口岩屑粒径分布,考虑流场中CO2密度和黏度与温度、压力条件的耦合关系及钻杆转动的影响,对温度、压力、排量、转速、岩屑直径、岩屑体积分数及偏心度对携岩效率的影响进行数值模拟分析。结果表明:岩屑床中小颗粒的体积分数下降,大颗粒体积分数的增幅随直径增大而减小;CO2携岩能力随温度的降低和压力的升高而增强,影响规律与室内试验结果相符;增大排量、降低机械钻速可提高CO2携岩效率,而钻杆转速对携岩效率影响甚微;偏心度为0.8时携岩最为困难;水平井钻进时应添加增黏剂以改善CO2携岩效果。     

布洛芬在超临界CO_2中的溶解度测定

用动态法测定了布洛芬在SC CO2 的溶解度 .结果表明 ,布洛芬在SC CO2 中的溶解度较大 ,其溶解度摩尔分率为 10 -3 ～ 10 -2 ,而且随着温度的升高其溶解度降低 ,随着压力的升高其溶解度增大     

深部咸水层二氧化碳沿断层泄漏的运移规律研究

以深部咸水层二氧化碳地质封存为背景,基于多组分多相流运移理论,对咸水层储存二氧化碳沿断层泄漏的运移规律进行研究。建立二维多岩相结构模型,通过数值方法分析二氧化碳在断层通道和上覆岩层中的运移规律,以及运移过程中二氧化碳相态的变化特征,并对断层的渗透率进行敏感性分析。结果表明,深部咸水层二氧化碳在浓度差和压力差作用下沿断层通道向上覆岩层运移。二氧化碳的密度比水小,重力差使二氧化碳受到向上的浮力,因此在岩层中二氧化碳的分布特征整体上呈类似漏斗的形态。随着泄漏的进行,二氧化碳不断驱替断层通道中的水分,密度减小;随着两相流变成单相流,断层通道逐渐被蒸干。此外,断层渗透率是整个泄露过程中流体运移的重要影响因素。     

Experimental study of n-heptane ignition delay with carbon dioxide addition in a rapid compression machine under low-temperature conditions

The ignition delay of n-heptane homogeneous charge compression ignition(HCCI) combustion under high levels of carbon dioxide addition was quantitatively measured at elevated pressure from low to intermediate temperatures in a rapid compression machine.The experiments were conducted in the compressed temperature range 613-750 K.Both the compression ratio and fuel/air equivalence ratio were varied to investigate their effects on the ignition delay of n-heptane.Carbon dioxide was subsequently added to study the influence of the carbon dioxide level on the ignition delay of n-heptane under low-temperature conditions.It was found that carbon dioxide had different effects on the two-stages of ignition delay of n-heptane under low-temperature conditions:the concentration of carbon dioxide had little effect on the first-stage ignition time;a certain concentration of carbon dioxide accelerated the first-stage ignition but had a significantly larger impact on the second-stage ignition delay,thus increasing the overall ignition delay time.The results also showed that the first-stage ignition delay of n-heptane is only a function of temperature under low-temperature conditions.The mass of n-heptane in the combustible mixture,the equivalence ratio,and the pressure at the top dead center had little effect on the first-stage ignition time of n-heptane.