水力割缝提高低渗透煤层渗透性实验研究

叙述了在固－气耦合作用下,通过水力割缝释放低渗透煤层的部分有效体积应力,增加煤层内的裂缝裂隙数量,增大裂缝、裂隙的长度和张开度,从而提高低渗透煤层的渗透率的实验研究过程及其结论。     

超临界CO_2提高煤层渗透性的实验

利用自制的三轴渗透装置,在低渗透煤层中注入CO2,测定不同孔隙压力下非超临界和超临界CO2的流速,通过显微CT成像观察超临界CO2作用前后煤层微观截面孔隙裂隙的变化.结果表明:超临界CO2作用后,流速较非超临界CO2作用时明显提高;随着孔隙压力的增加,CO2的流速呈指数递增的关系;煤层微观截面CT图显示,超临界CO2作用后,孔隙、裂隙较非超临界CO2作用时明显发育、尺寸增大、密度增加、连通性提高,说明由于超临界CO2的作用进一步促进了煤层微观孔隙、裂隙的充分发育,增加了渗流通道,有效提高了煤层的渗透性.     

超临界二氧化碳萃取鄂西烤烟挥发油的研究

采用正交实验法对超临界CO2萃取鄂西烤烟挥发油的条件进行了研究.考察了萃取温度、压力、CO2流量等因素对鄂西烤烟挥发油提取率的影响.得到了超临界CO2萃取鄂西烤烟挥发油的最佳实验条件:萃取压力15MPa、温度40℃、CO2流量45kg·h-1和时间80min,得率为2 86%.水蒸汽蒸馏提取率为0 96%.超临界CO2萃取的收率高,萃取时间短.     

低渗透介质注浆浆液扩散机理试验研究

为研究注浆浆液在低渗透介质中扩散力学机理,以井工一矿4^#煤层中X5陷落柱中填充物为研究对象,设计了能够进行观察浆液微观扩散过程的可视化高应力注浆试验系统,设计了间歇式注浆实验方案,得出泥砂注浆固结体的几何模型。分析实验结果可知,浆液的扩散过程包括形成裂隙内流动和孔隙渗透两部分。浆液在流动过程中,注浆压力随着沿程距离的增大而减小,渗流通道周边的浆液渗透到泥沙孔隙中,浆液在孔隙中的活动包括渗入、絮凝、破坏絮凝层等循环过程。     

低渗透油田水/CO2交替驱注入参数优选

在模拟低渗透油藏条件下,利用长岩心进行水/CO2交替驱室内实验研究。结果表明：水/CO2交替驱注入量增加,采收率、注入压力增加。.在同样注入量下,水气比增加,采收率、注入压力增加;水突破时间加快,气体突破时间减慢。水气比达到1:1后,采收率随着水气比增加而降低;水气交替段塞增大,采收率、注入压力增大,气体、水突破时间减小。水气段塞达到0.2PV后,采收率降低。对于低渗透油田,建议水/CO2交替驱的水气比为1:1、段塞为0.2PV。     

低渗透性煤层注液态CO2置换驱替CH4试验

针对低渗透性煤层瓦斯难以抽采的问题,结合液态CO_2低温、低黏、渗流阻力小、相变增压等特性,提出低渗透性煤层注液态CO_2置换驱替CH_4技术。在韩城矿区桑树坪二号井开展煤层注液态CO_2置换驱替CH_4工业性试验,开发了压注工艺系统,确定了压注关键性参数,判定了CO_2置换驱替CH_4技术效果。试验结果表明:液态CO_2压注时压力呈现波动特性,起始升压速率较快,达到2.5MPa左右时趋于稳定;压注管路瞬时流量为0.6~1.4m~3/h,累计压注液态CO_2为6.0m~3;以压注过程中检验孔内CO_2体积分数为指标,判定试验有效影响半径达到18m。试验区域瓦斯抽采体积分数是原始体积分数的2.5倍,抽采纯量是原始纯量的3.5倍,相比瓦斯抽采效率提高。     

地层条件下低渗透介质的渗透性与孔隙性特征

采用岩石物性参数测试系统,对地层条件下低渗透介质的渗透性与孔隙性进行了实验研究,获得了低渗透介质的渗透性和孔隙性与地层条件的关系.采用显微照相方法,研究了低渗透介质的微观结构.结果表明在地层条件下低渗透率介质渗透率随围压及温度增加成指数规律衰减,孔隙度相对变化随围压增加成指数规律衰减;低渗透介质中存在微细裂缝,对介质的孔渗特性尤其是渗透性产生一定的影响.     

低渗透多孔介质变渗透率数值模拟方法

 根据流体在低渗透多孔介质中的渗流特征,建立了低渗透多孔介质数学模型,通过引入无因次渗透率变化系数描述低速非达西渗流规律,并基于黑油模型数值模拟系统,开发了低渗透多孔介质变渗透率数值模拟软件。采用矿场实际数据,分别使用达西渗流、考虑启动压力梯度为常数的拟线性渗流和变渗透率渗流模型,对五点井网进行模拟计算,对比分析了不同渗流规律下的油井产油量、含水率、含油饱和度及不同时间的地层渗透率分布。结果表明,变渗透率渗流模型计算的油井产油量、含水率和含油饱和度分布介于达西渗流和拟启动压力梯度渗流模拟结果之间,油水井附近地层渗流能力强,远离主流线地层渗流能力弱;井距越小,地层渗流能力越强;流体在低渗透多孔介质的渗流过程中,达西渗流仅发生在井筒附近小面积区域内,地层大部分区域发生变渗透率渗流,且占据了地层渗流的主导地位,变渗透率数值模拟方法弥补了其他方法未考虑渗透率变化因素的不足,变渗透率数值模拟软件能够更准确地预测流体在低渗透多孔介质中的流动特征。     

低渗透油藏二氧化碳同步埋存量计算

埋存潜力评价是二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)潜力评价的重要内容。在区分二氧化碳驱油项目评价期内的埋存量(同步埋存量)和油藏废弃后的埋存量(深度埋存量)基础上,提出了"三参量法"同步埋存量计算方法;在辨析气驱换油率概念基础上,依据物质平衡原理,考虑压敏效应、溶解膨胀、干层吸气和裂缝疏导等,首次得到二氧化碳换油率理论计算公式;联合油气渗流分流方程、Corey模型和Stone方程等相对渗透率计算公式,给出了自由气相形成的生产气油比确定油藏工程方法;根据气驱增产倍数概念,结合水驱递减规律,预测低渗透油藏气驱产量变化情况。总结提出二氧化碳驱油与埋存项目评价期内埋存量"3步评价法",即"油藏筛选→三参量预测→同步埋存量计算",完善了二氧化碳驱油与埋存潜力评价油藏工程理论方法体系。     

低渗透油藏超临界二氧化碳泡沫封堵实验研究

针对腰英台油田某区块微裂缝发育,前期CO2驱试验区气窜严重的特点,通过实验对超临界CO2泡沫封堵注入方式、注入速度、气液比以及发泡剂浓度进行优化。实验结果表明:不同注入方式下的超临界CO2泡沫阻力因子变化较大,气液同时注入更有利于提高超临界CO2泡沫封堵效果;同时,气液比、注入速度与发泡剂浓度对超临界CO2泡沫封堵效果均有显著影响,优选注入速度为0.7 mL/min,气液比为1∶1,发泡剂浓度为0.5%。     

超临界水抽提改造低渗透煤的实验研究

介绍了煤体的超临界水抽提实验,对超临界抽提后的煤样进行了孔隙率的测定,得到了超临界抽提后煤的孔隙率的变化规律。     

二氧化碳置换甲烷试验中渗透率变化研究

为研究煤层注CO2置换CH4过程中煤样对气体的吸附特性及渗透率变化特征,利用沁水盆地圆柱体原煤试样,在恒定体积应力(36 MPa)及不同注入压力(1~5 MPa)条件下,进行CO2置换CH4试验。结果表明:煤体对CO2的渗透率高于CH4气体;置换试验中,随注入压力的降低,煤体中CO2吸附相浓度逐渐升高,而CH4气体吸附相浓度呈相反变化趋势;在试验压降范围内,煤体对CO2、CH4气体的吸附量分别降低了48.73%、68.04%,煤体解吸CH4能力强于CO2气体。同时,在置换过程中,煤样置换渗透率受有效应力效应、基质收缩效应及滑脱效应等作用影响,其随注入压力的降低呈现先降低再增大的变化关系,且渗透率最低值出现在压力3.25 MPa时;在体积应力36 MPa条件下,注入压力下降后期渗透率相对于初期提高了17.03%。     

水平圆管超临界二氧化碳摩阻试验研究

结合超临界二氧化碳流体性质,研制了一套超临界二氧化碳在水平圆管摩阻测试装置;并进行了超临界二氧化碳摩阻变化规律实验。实验结果表明:随着剪切速率的增大,SC-CO_2的摩阻逐渐升高;随着温度的升高,同一剪切速率下,SC-CO_2的摩阻逐渐降低;SC-CO_2的管内摩阻明显低于清水;且温度越高、剪切速率越大,摩阻差值越大;在SC-CO_2中加入添加剂可提高SC-CO_2的黏度,其摩阻比纯SC-CO_2高。     

煤层透气性系数的测定及其分析

以平煤集团公司一矿为例，探讨了煤巷中以透气性系数一矿为例研究结果表明：在煤巷中采用单向流量法测定煤层透气性系民采用径向工层透气性九两 在。     

低压二氧化碳水合物技术实验研究

利用水合物实验装置研究了低压二氧化碳水合物的相变过程。实验结果表明在二氧化碳体系中加入四丁基溴化铵可大幅度降低二氧化碳水合物形成压力,而且随着四丁基溴化铵含量的增加,水合物的相变温度升高。二氧化碳水合物形成过程包含水合物结晶成核和水合物生长过程,在水合物生长过程中,体系出现一个明显的温度升高过程。     

超临界二氧化碳对辣椒红色素和辣素萃取分离的初步研究

以纯ＣＯ_２及以水、乙醇、丙酮作夹带剂的ＣＯ_２为溶剂对红辣椒进行超临界萃取，用循环法测定了辣红色素及辣素在超临界流体中的溶解度。在相同实验条件下，以水、乙醇、丙酮为夹带剂的萃取均使辣红色素、辣素溶解度比纯ＣＯ_２萃取的增大，且选择性显著增强。夹带剂对辣素溶解度增大效应及选择性作用顺序为水、乙醇、丙酮，色素则反之。     

超临界CO2在有机化学中的应用

基于资源利用和环境方面的考虑 ,超临界流体二氧化碳作为有机化学反应和萃取天然产物替代溶剂的研究已受到广泛关注 ,若超临界二氧化碳既作为反应溶剂又作为反应底物参反应与则其优势就更加明显 ,本文就这三个方面作了一些简要的综述     

超临界二氧化碳在土体中脱水的效果研究

基于土体的固结排水和超临界二氧化碳脱水的性能,结合两者的特性,研究超临界二氧化碳在土体中脱水的规律。试验采用不同压力、温度条件下通过二氧化碳的处理,对比试验前后土体中自由水和结合水含量变化,研究超临界二氧化碳在土体中的脱水规律。试验结果显示:二氧化碳在超临界状态处理后的高岭土含水率由30.9%下降到14.17%,其中结合水由20.06%下降到8.46%。得出结论:二氧化碳在超临界状态下比非超临界下的脱水效果更好,特别是结合水的去除效果更好,也就是加速了土体的固结排水。由于超临界二氧化碳对于结合水的良好脱水效果,也可用于膨润土这样的高结合水含量的土体。     

低渗和特低渗油层CO2-N2复合驱研究

针对低渗-特低渗油层CO₂-N₂复合驱提高采收率,以大庆外围YS油田的特低渗透油层为背景,进行了数值模拟和物理模拟两方面的研究。利用CMG数值模拟软件GEM模块,建立了一维长细管、均质、非均质理想模型及五点法井网单元模型,分别对CO₂-N₂复合驱的驱油方式、影响因素、五点法井网单元模型下的段塞组成进行了模拟计算及分析。与此同时,在室内分别选用30 cm长的低渗透、特低渗透天然岩心,各进行了5种不同驱替方案的实验研究,确定了CO₂-N₂复合中CO₂合理段塞尺寸及驱油效果,并验证了数值模拟计算的可靠性。研究结果表明,低渗-特低渗透油层CO₂-N₂复合驱不宜采用CO₂与N₂混合驱方式,而应采用一次注入合理的CO₂段塞(约0.3PV)＋N₂的段塞组合驱方式,这样不仅可以减少CO₂用量,而且可以充分发挥CO₂与N₂各自的优势,获得优于全部注CO₂驱的驱油效果;且油层渗透率越低、渗透率级差越小或长厚比越大,越有利于提高CO₂-N₂复合驱采收率;厚度小于井距1%的油层也有利于CO₂-N₂复合驱提高采收率。