深部含水层二氧化碳运移的热流固耦合模型研究

应用混合物连续介质理论,考虑二氧化碳溶解建立了深部含水层二氧化碳运移的热流固耦合数学模型,利用该模型计算了深部含水层二氧化碳运移过程中二氧化碳饱和度、溶解质量分数和孔隙压力随时间的演化和扩散规律,对比了热流固耦合模型与传统渗流模型的计算精度。计算结果表明：二氧化碳在深部含水层运移过程中耦合效应十分明显且考虑二氧化碳溶解的热流固耦合数学模型具有较高的计算精度,可以满足实际工程需求。     

地下储气库天然气运移的等效渗流模型

考虑含水层型地下储气库水平尺寸远大于垂向尺寸的特点,建立含水层型地下储气库天然气运移的等效渗流模型.所建模型通过垂向积分并沿储层垂向高度平均将复杂的含水层型地下储气库三维渗流问题简化为二维平面问题.利用所建模型计算中国某拟建封闭含水层型地下储气库注气后储层含气饱和度和储层压力的变化,对比所建模型与传统三维渗流数学模型的...     

采动作用下煤矿地下水流场的演变规律

采动条件下含水层结构变化对地下水流场和地下水资源分布具有显著影响.以梨园河煤矿为例,在分析研究区水文地质条件的基础上,结合采动裂隙对含水层结构的破坏程度,采用数值模拟方法,预测分析了该矿采煤20年后研究区不同含水层地下水流场动态特征.结果表明:松散岩类孔隙含水层流场基本保持不变,仅井田北部的导通区地下水位有所下降,局部...     

基于环空带压的地下储气库老井泄露量预测研究?

针对老井渗透率难以获得的难题,建立了求解老井渗透率的环空带压数学模型,并给出其解析解。在此基础上,根据渗流力学理论,建立了真实描述天然气沿老井泄露的气水两相渗流模型,并采用全隐式解法进行求解。基于该模型研究了储气库运行压力、井筒渗透率、天然气黏度和井眼尺寸等参数,对储气库天然气沿老井泄漏的影响。计算结果表明,天然气沿老井的泄漏量随着储气库运行压力、老井渗透率和井眼尺寸的增加近似线性增加,随着天然气黏度的增加而逐渐减小。     

油藏改建储气库注采速度敏感性实验研究

针对长岩芯试验研究注采速度敏感性中存在的可重复性差、围压与系统压力高、误差较大、注入速度与实际地层气水界面运动速度偏大等问题,提出了采用短岩芯进行物理实验的研究方案与技术思路,完成了注气速度敏感性实验和采气速度敏感性实验,取得了油藏改建成储气库时有关注气速度与库容能力、采气速度与水驱气效率的一般性认识。对我国的能源战略规划、西气东输工程等具有重大意义。     

盐穴地下储气库在我国的发展动力和趋势

本文从天然气产业发展的角度，分析了天然气生产、运输和市场对大型地下储气库存储设施的需求动力，根据不同类型地下储气库的运行特点，分析了未来10至20年盐穴地下储气库在我国的发展趋势。通过分析，我们能很清楚的看到大容量和高注采速率的盐穴地下储气库在我国南方地区的需求将会持续增加，但由于其建设周期较长，与当地盐化工产业的发展紧密相关，一般应提前3至5年先于管道工程建设，才能与管道系统的投产和运行紧密衔接，保证管道系统的调峰和安全运行，提高管道系统的运行效率和经济效益。     

复杂类型储气库多周期注采相渗变化规律

为了明确复杂油藏型储气库建库及多周期注采运行过程中气水、气油相渗曲线变化规律,采用非稳态测试方法开展了储气库天然岩心多周期相渗实验,分析了多周期注采对油、气、水相对渗透率的影响,并建立了多周期气水、气油相渗曲线模型。研究表明：在多周期相渗实验中,气相和油相呈现出周期性滞后效应,其中气相相对渗透率逐渐降低,油相相对渗透率逐渐升高,而水相相对渗透率变化较小;此外,伴随注采周期增加,束缚水饱和度降低,残余气饱和度增加,残余油饱和度逐渐降低,因此多周期注采有利于储气库排液扩容,但是同时伴随气体损失,其可动用库存量会减少。在此实验数据基础上,建立了储气库多周期注采气水、气油相渗曲线模型,并绘制了相应图版,可为储气库数值模拟和库容参数计算提供参考。     

储气库注采井井筒温度场预测与影响因素分析

随着冬季对天然气需求的持续增加,对储气库的调峰能力提出了严峻的考验,注采井作为连接地面与地下的通道,井筒温度受注采周期的影响发生变化,如何准确地预测井筒内温度变化,对于预测环空压力、保证油管和套管安全、水泥环密封性和储气库运行安全至关重要。根据流体力学中质量守恒定律、能量守恒定律和动量定理,将气体的压强、温度、密度和流速进行耦合分析,利用显式四阶Runge-Kutta数值求解方法,输出油管内气体不同深度的流动参数,并对影响油管内气体温度的敏感性因素进行分析,得到了储气库注气过程、采气过程、关井阶段温度分布规律。结果表明：注气过程井底处温度受注气量影响较大,注气时间和注气压力对井底温度影响较小;在采气过程,井口处气体温度随采气量的增加而增大,油管内气体压力由井底到井口逐渐减小,并且随着采气量的增加,减小趋势越明显;在关井初期,油管内气体温度变化速率较大,随着关井时间的持续增加,油管内气体温度逐渐趋于地层温度,并且越接近于井口气体温度变化速率越明显。     

采煤工作面硫化氢涌出运移规律研究

为了解硫化氢在采煤工作面的运移规律,采用数值模拟方法,构建采煤工作面硫化氢运移扩散数学模型,分析从滚筒周围涌出的硫化氢流场。结合现场数据,研究表明:从滚筒周围涌出的H_2S在下风流随着巷道长度的增加而逐渐减小。忽略硫化氢受其他因素引起的二次扰动,在采煤机下风流沿程垂直煤壁的断面上,硫化氢浓度的分布规律为距煤壁距离的增加而逐渐减小;随距底板距离的增加逐渐减小。涌出的硫化氢易积聚在滚筒下风流0～2 m处。逆风割顶煤时从滚筒周围涌出的硫化氢有扩散到采煤机司机位置的趋势。     

衰竭气藏型地下储气库库存量动态预测研究?

基于有限元法和最优化方法建立了衰竭气藏型地下储气库库存量动态预测的多井约束优化反分析模型。该模型根据研究区域观察井实测压力资料进行反演,通过反复调整注采量使得观察井模拟压力值与实测压力值达到最优拟合,得到衰竭气藏型地下储气库真实库存量。最后以国内某拟建水驱气藏型地下储气库为例,以各时刻动态正分析计算结果作为“假想”的实测压力数据进行地下储气库库存量动态反演。计算结果表明：反演值与实测值吻合较好,算例证明了的多井约束优化反分析模型的计算精度和可靠性。     

华北S区碳酸盐岩气藏型储气库储渗特征

 华北S 区气藏为裂缝性碳酸盐岩超深底水凝析气藏,储层发育特征及建库渗流机理极为复杂,导致建库库容参数评价难度较大。通过对比分析毛细管压力曲线与核磁共振T₂谱分布的相关性,研究了碳酸盐储集空间孔喉发育特征;基于非稳态法多轮次气水相对渗率测试曲线,分析了碳酸盐微裂缝储层气水两相渗流特征。研究结果表明,华北S 区碳酸盐储层微裂缝发育、孔喉细小且分布集中,不同层位气相渗流特征差异较大,影响了碳酸盐气藏型储气库运行效率,是建库方案制定及注采运行优化首先应考虑的因素。     

我国地下储气库地质约束因素分析

根据我国能源结构构成及天然气这种清洁能源的消费不均衡性，导致天然气供应与调峰的矛盾，这些因素促使地下储气库在我国的发展迫在眉睫，本通过分析目前国内外地下储气库的发展现状，针对地下储气库特有的用途，从储层物性、构造圈闭、断层封闭性、力学性质、盖层封闭性等因素入手，总结在我国独特的地质背景下发展地下储气库所需条件。     

含水层储能地下温度场模拟

采用Kipp K L推出的地下水流动和热运移方程,对热泵耦合含水层储能系统连续运行3年的储能井温及地下温度场进行了模拟计算．根据地下温度场的分布,对该系统的储能效果进行了分析研究．结果表明,该系统能够在供热和供冷的同时分别向地下储存冷量和热量,起到反季节储能的作用,提高热泵效率;但由于系统的冷、热负荷不均匀,造成了储能井周围区域温度的逐年降低,这对地下生态是不利的．因此,在设计热泵耦合含水层储能系统时,应保证系统的冷热负荷均衡,这样才能既提高热泵的效率又避免对地下生态平衡的破坏．     

盐穴地下储气库库址地质评价与建库区优选

盐穴地下储气库具有注采率高、短期吞吐量大、垫层气量低并可完全回收等优点。随着中国天然气工业的不
断发展,更多的盐穴地下储气库将建成并投入运行,在天然气储备与调峰中发挥重要作用。中国天然气地下储气库建
设相对滞后,目前已建成投产的盐穴储气库只有1 座,尚未形成系统的盐穴储气库库址评价优选及方法,严重制约了
中国盐穴储气库的发展建设。以金坛储气库为例,从构造特征、盐层发育情况、盐层埋深、盐层厚度、盐岩品位、盖层
性质及厚度、密封性等方面,系统、定量的阐述盐穴地下储气库库址的优选评价指标,旨在为中国盐穴储气库库址的优
选和评价提供可行方法和理论依据,对中国盐穴储气库的建设和发展具有深远的战略意义。     

盐穴储气库回溶造腔技术研究

为提高地下盐穴储气库的经济性,在确保运行安全前提下,开发企业要求盐穴储气库地下净体积尽可能大,而在造腔过程中由于地质情况、工程故障以及认识不到位等原因导致腔体部分盐层未得到充分溶蚀,体积没有达到最优,为充分利用日渐匮乏的适合建库盐层,有必要进行回溶造腔,提高单腔有效体积。利用注气排卤管柱,在注气排卤后,回注淡水,驱顶天然气使卤水界面至设计深度,对界面下盐层进行回溶扩腔。为此,建立了回溶造腔数学模型,并针对金坛储气库L井进行回溶造腔模拟研究。结果表明,L井回溶造腔一个轮次可有效提高腔体有效体积13.04%,效果显著。研究结果对提高盐层利用率和已有腔体有效体积等具有重要意义。     

枯竭气藏地下储气库运行敏感因素研究

文96储气库中石化第一座利用濒临枯竭的砂岩气藏改建的地下储气库。由凝析气藏改建而来,储气库注入气体是干气,不同运行周期和注采方式对凝析油采收率影响十分明显,弱边水的存在方式也对气库的运行有着直接的影响,二者是影响储气库运行的敏感因素。本文通过对凝析油采收率影响因素和水体对储气库的影响进行分析,为储气库的安全、可靠运行提供科学指导作用。     

盐岩地下储气库稳定性分析

采用数值模拟的方法,运用FLAC3D分析软件对盐岩地下储气库运行过程中的长期稳定性进行了研究.结果表明:提高内压可以有效减小储库围岩的位移和抑制洞周塑性区的扩展.因此,在储气库运行期间应在储库允许的范围内适当提高其运行压力,尽量缩短其在低压下的运行时间.