郑408块火烧油层物理模拟研究

为了准确认识郑408块先导试验区的火驱动态,并深入研究敏感性稠油油藏火烧驱油机理,研制了新型一维火烧驱油物理模拟实验装置。采用郑408块地层岩心和地层原油进行了室内火烧油层物理模拟实验。结果表明,郑408块油藏点火温度为365~375℃,火烧前缘推进速度与注气强度呈正相关,在充分注气燃烧条件下,地层不会出现结焦现象;火烧之后岩石矿物组分改变有利于储层渗透性能的改善,但变化不大。实验证据显示,在燃烧带前缘存在高含油饱和度带,在该区域压降较其他区域集中。     

郑408块火烧油层物理模拟研究

为了准确认识郑408块先导试验区的火驱动态，并深入研究敏感性稠油油藏火烧驱油机理，研制了新型一维火烧驱油物理模拟实验装置。采用郑408块地层岩心和地层原油进行了室内火烧油层物理模拟实验。结果表明，郑408块油藏点火温度为365～375℃，火烧前缘推进速度与注气强度呈正相关，在充分注气燃烧条件下，地层不会出现结焦现象；火烧之后岩石矿物组分改变有利于储层渗透性能的改善，但变化不大。实验证据显示，在燃烧带前缘存在高含油饱和度带，在该区域压降较其他区域集中。     

草南95-2井组火烧油层矿场试验

介绍了乐安油田南区草南 95 2井组火烧油层室内研究和现场试验 .室内研究确定了现场试验主要参数 (包括油层点燃温度、空气需用量及注气速度、燃料含量、点燃时间等 )及动态监测方法 .现场试验表明 ,草南 95 2井组成功实现了通电点火 ,燃烧过程参数的正确确定 ,保证了油层的持续燃烧 ,使火烧试验得以顺利进行 .同时对火烧油层的效果进行了初步分析 ,得到了该区火烧采油的一些规律性认识 ,用以指导油田下一步开发     

火烧油层注气加热过程的模拟计算研究

在火烧油层的注气加热过程中,需要根据点火需求优化注气参数。考虑了空气在井筒、油层的流动及换热过程,包括空气进入油层的混合过程、水蒸发进入空气和湿空气降温后凝结为水的组分及相态变化、油层之间的导热过程,建立了相应的瞬态模型,提出了基于龙格库塔法的求解方法。利用该模型及求解方法进行了模拟注气验证,并用于油田的实际火烧油层点火过程的监测系统。研究表明：点火过程中加热带扩展速度非常有限（6 d 后加热带半径仍小于0.6 m）,并且受油层中含水率影响较大,加热带温度主要受电加热器功率和注气速度影响,受注气时间长短影响较小。点火过程中应保持电加热器功率和注气速度稳定。     

基于差异置信分析的火驱油藏适应性及评价方法

我国稠油油藏蒸汽吞吐为主要开发方式,目前其多数区块已进入开发后期,亟需进行开发方式转换。火烧油层是蒸汽吞吐后的重要接替技术,但由于其技术要求高,对区块实施火烧油层的潜在适应性进行研究至关重要。由于原有的火驱筛选标准已产生滞后,且未形成系统的筛选方法,不足以适用于当前火驱油藏的筛选。因此需建立适应性更好、可靠性更强的火驱油藏筛选方法。对此,本文在大量调研的基础上总结国内外火烧油层矿场实例及其油藏参数,首先从油藏类型、开发历史对火驱候选油藏进行初步筛选,然后利用差异置信法及灰色关联法对油藏参数进行分析评价以建立油藏参数筛选标准,最后对于火驱预期效果的预测选用支持向量机方法。由此形成一套火驱油藏筛选评价方法,并将该方法应用于辽河油田多个区块以确定适宜火驱的候选区块,实现火驱油藏筛选的完善评价。     

海上稠油火烧油层物理模拟实验研究

为探索海上稠油火烧油层开发的可行性,针对渤海稠油油藏开展了火烧油层物理模拟实验。根据石油沥青组分测定法,分析渤海稠油原油组分;通过热失重与扫描量热同步热分析仪测试活化能等高温氧化反应动力学参数;采用一维燃烧管实验模拟评价燃烧稳定性及驱油效果。研究结果表明,渤海稠油组分特征与国内陆上油田相似;稠油高温氧化活化能为157 kJ/mol,与陆上油田相近;油藏火驱前缘推进稳定,燃烧前缘最高温度773 K左右,出口CO₂浓度长期稳定在12%以上,高温氧化燃烧状态良好;火烧驱油效率95.1%,空气油比548 m³/t,驱油效果较好。研究成果为海上稠油油藏火烧油层开发提供技术支持。     

基于多孔介质燃烧的火烧油层模拟实验

通过原油黏度测量实验和热重实验,确定了原油黏度特性和氧化反应动力学参数.在此基础上,搭建了多孔介质稠油燃烧实验系统,实现了原油在多孔介质模拟油层内的稳定燃烧,并分析燃烧过程温度变化规律.结果表明:随温度升高,原油黏度明显降低;原油氧化过程分为轻质蒸发、低温氧化反应、燃料沉积和燃烧4个阶段;预热到1 000K以后,原油在多孔介质内发生点火燃烧,最高温度可达1 210K,燃烧区温度稳定在750K左右,持续大约4h,燃烧在低供气量下无法向前推进;为保证火烧油层的燃烧波能持续传播,热源位置与空气入口应尽量布置在油层底部.     

热采井口装置在稠油热采中的应用

稠油亦称重质原油或高粘度原油,在油田的开采过程中,稠油具有特殊的高粘度和高凝固点特性,在开发和应用的很多方面都会遇到一些技术难题,针对稠油粘度大等特征和各油藏的构造可采取不同的采油工艺。稠油油藏热采技术主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧油层、SAGD以及与稠油热采配套的其他工艺技术等,本文针对稠油热采中热采井口装置的应用进行分析和探讨。     

基于模糊评判的氮气泡沫调剖选井选层研究

针对稠油油藏氮气泡沫调剖技术选井选层困难的问题,结合已实施氮气泡沫调剖井的生产效果和油藏数值模拟计算结果,基于模糊综合评判理论,建立了氮气泡沫调剖效果预测模型,并在此基础上分析了油藏非均质性、原油黏度、油层厚度、可采储量的采出率、距油水边界距离等因素对氮气泡沫调剖效果的影响规律,总结出了适合氮气泡沫调剖的油藏条件:渗透率级差小于4,原油黏度小于40 000 mPa·s,油层厚度在4～12 m,措施时机为多轮次吞吐中后期,距离油水边界300～500 m.现场实施效果表明,该方法提高了氮气泡沫调剖技术的针对性和有效性,有效地改善了稠油油藏中高轮次蒸汽吞吐的效果.     

浅论裂缝性稠油油藏热采方式驱油机理

本文分析了裂缝性稠油油藏的开采难度,对热水驱、蒸汽吞吐、蒸汽驱和火烧油层等4种不同热采方式对驱油机理进行了比较优选,分析了各种热采方式的适用范围。最后认为稠油的粘度对温度很敏感,随着温度的升高,粘度快速递减,流动性变好。降低地层原油粘度的最好办法就是把热量带进地层,给地层原油加热。进一步为裂缝性稠油油藏热采提供了理论指导。     

关于煤水浆点火与稳定燃烧的研究

本文分析了煤水浆着火和燃烧特性,提出了水在煤水浆着火过程中的扩散屏蔽效应及打破该屏蔽的措施。根据着火热力分析,探讨了煤水浆着火和稳定燃烧的条件,并通过实验室点火试验提出了几种点火方法。     

煤炭自燃危险性评价与预测研究

针对采空区自然发火进行了危险性评价.从发火条件入手,建立了采空区自然发火事故模型,确定了采空区发火现状危险等级;并利用采空区已有的自然发火预测指标建立BP神经网络的时间序列预测模型,对未来该采空区有无发火危险进行了预测,确定了未来采空区发火可能性大小,为采空区做好防火工作提供了理论依据.     

粮食粉尘爆炸过程的研究

研究了5种市售粮食的粉尘爆炸,并利用录相对它们的点火过程进行了初步定量分析,得到点火持续时间和点火初期火焰扩展速度;观察到过100目筛的粮食细粉尘悬浮在空中时,在合适的条件下,遇火柴头大小的能源,极易引起快速燃烧,导致粉尘爆炸。     

压燃式纯甲醇发动机的试验研究

对双缸柴油机上直喷压燃方式燃烧纯甲醇的燃烧特性进行了研究。根据甲醇燃料 汽化潜热大、自燃温度高、直接田燃困难等特点，采用提高压缩比进气加热等措施， 成功地使纯甲醇在直喷田燃方式下获得了稳定运转。结果表明，这种甲醇燃烧方式能 有效地降低柴油机的ＮＯｘ排放量，其能耗率与现有柴油机基本相等，并就这种新型 甲醇代用方式的燃烧过程示功图、放热率、滞燃期及热效率等特点与柴抽相比较，进 行了较深入的分析探讨。     

伪斜柔性支架工作面通风方式对采空区自然发火影响

在水模拟实验及示踪显影实验的基础上,研究了上、下行通风方式对急倾斜煤层伪斜柔性支架工作面采空区自然发火的不同影响,得出结论:下行通风对防止急倾斜伪斜柔性支架工作面采空区自然发火极为有利;另外,上行通风在坡道与工作面汇交处存在增加自然发火危险性的“气动闸阀”效应,而下行通风不存在.     

高温下正十二烷喷雾及燃烧数值模拟研究

耦合RANS湍流模型、KH-RT破碎模型及SAGE燃烧模型,运用CFD数值模拟平台,对正十二烷在高温定容状态下的喷雾及燃烧现象进行研究。首先进行喷雾模型的标定与验证,确定了适合模拟的最小网格尺寸,然后分析若干边界条件对于正十二烷喷雾着火的影响规律。结果表明,环境压力对正十二烷喷雾尖端平均推进速率的影响程度不大;随着环境温度的升高,正十二烷喷雾的气相贯穿距不断增大,液相贯穿距呈现下降趋势,但变化并不明显;随着环境温度、环境氧浓度的升高,正十二烷喷雾滞燃期在不断地缩短,着火位置越来越靠近喷嘴。     

单头部模型燃烧室滑动弧等离子体点火数值仿真研究

针对航空发动机燃烧室内滑动弧等离子体点火的特性,采用数值模拟的方法对航空发动机单头部模型燃烧室进行滑动弧等离子体点火研究,将滑动弧等离子体简化为动态热源,并将滑动弧等离子体点火与电火花点火对比,归纳2种点火方式下燃烧室点火过程中温度分布与火焰演化的规律,总结滑动弧等离子体点火的特性。计算结果表明,电火花点火和滑动弧等离子体点火2种点火方式所能达到的平均温度峰值基本相同。在滑动弧等离子体点火过程中,放电功率为200 W、空气流量为25 m3/h条件下,余气系数为1时,着火延迟时间为224.6 ms;余气系数为2时,着火延迟时间为324.9 ms;余气系数为4时,着火延迟时间为878.7 ms。另外,在放电功率为200 W、余气系数为1的条件下,当空气流量为15 m3/h时,着火延迟时间为194.8 ms;空气流量为35 m3/h时,着火延迟时间为298.9 ms。结果表明着火延迟时间随着余气系数、空气流量的增大而增长。     

综放面采空区遗煤自燃危险区域判定方法的研究

根据大型煤自然发火实验测定的松散煤体放热强度和耗氧速率，通过测定采空区氧浓度分布状况，推断出采空区漏风强度分布规律。根据能量守恒原理，结合采空区实际的浮煤厚度、漏风强度和氧浓度的分布，提出了采空区遗煤自燃极限参数的计算方法，构建了煤自燃危险区域判定的必要条件，根据采空区氧化升温区的宽度和遗煤最短自然发火期，提出了能引起自烯的最小推进速度计算方法，从而构建自烯危险区域判定的充分条件，采用煤自然发火二维数学模型，推算出实际生产条件下采空区自燃危险区域的最短自然发火期。     

煤炭自燃火灾的预防

不正确的开拓、开采煤可能引起大量自燃火灾，在既定的生产条件下，矿井通风网路中漏风的数量与方向往往是煤炭自燃发展过程转化的决定性因素。为防止煤炭自燃火灾的发生，可采取防止漏风、预防性灌浆、封闭火区等有效措施。     

电控天然气发动机燃料喷射和点火的控制方法

结合天然气发动机的具体参数和特性,确定了控制喷射提前角和喷射脉宽以及点火提前角与点火能量的方法,提出了一种统一的控制点火线圈通电时刻的方法,消除了点火分段控制带来的不利影响.按参考点的不同,提出了两种确定点火提前角的方法,并分析了两种方法产生差别的原因.对用一个微控制器来同时控制6缸发动机喷射和点火的可能性和方法进行了研究,提出了实现这一目标的方法,并对这一方法进行了静态试验和台架试验,证实了该方法是可行性的.