凝析气藏的经济开采模式

液态凝析油是凝析气藏的重要产品，它的开采应该是有效而经济的。介绍了国外近20 a来在凝析气藏开采技术领域的各种经济模式，包括回注φd=75%干气、自流回注、注N2、注水、水气交替注和注CO2等开采模式。研究结果表明，这些开采模式同传统的降压开采方法相比，能够有效地适应地面-地下的各种复杂情况。     

超临界压力蒸汽发生器注汽方案的研究及应用

为了解决埋深超过 2 0 0 0m的深层稠油开采难的问题 ,提出了一种超临界压力蒸汽发生器的开采方案 ,并与其他注汽方案进行了比较 ,同时研究了超临界压力热流体在地面管线和井筒中流动的规律。结果表明 ,利用超临界压力热流体注入井底后不仅能提高注入压力 ,而且减少了热损失。采用超临界压力蒸汽发生器能解决常规注汽难的问题 ,有利于开发深层稠油。超临界压力水注入井底时 ,井底注入压力比常规注汽井底压力增大 1 5MPa以上 ,且流量越小 ,压力增加越明显     

中国科学院武汉岩土力学研究所地热研究团队简介

正中国科学院武汉岩土力学研究所地热团队面向国家清洁能源需求,针对深部地热资源开发中的关键技术难题,特别是采热相关的深部岩体力学问题开展研究攻关。目前的主要工作包括新型EGS系统、热储性能评价、热储压裂激发技术以及诱发地震评价与防控等方面。在理论方法、实验装置和工程应用三个方面开展了工作,取得了一系列成果。提出了高温岩体裂隙换热系数及其测定方法,开发了井筒注采分析设计方法及软件,开发的地热多场耦合模拟器TOUGH2-WellPC-BIOT3D,可模拟评价地热井筒-储层耦     

油田伴生地热资源评价与高效开发

 在深入了解油田伴生地热能与常规地热能特征的基础上,研究和分析了现有油田伴生地热资源的评价方法及其改进方法,并对中国油田伴生地热资源现状进行了初步探讨,结果表明,中国主要油田区深度5000m以内地热资源总量为6000×10⁸t标准煤。利用数值模拟方法研究了油田热储温度的主要影响因素与变化规律,结果表明,回注温度越高、回注流量越低,利用油田采出液发电时热储的温度下降越慢。分析了油田伴生地热发电方法与化石能源、太阳能、风能发电方法相比的优势,评价了现有国内外油田伴生地热发电示范工程,论证了油田伴生地热发电的可行性,提出了一种既能满足开发油田伴生地热要求又能提高石油产量的高效油热电联产方法。最后,对油田伴生地热的高效开发和利用,尤其是地热发电的前景进行了讨论和分析。     

从银杏叶中高效提取分离银杏黄酮的研究

超临界二氧化碳萃取技术具有生产周期短、安全、环保、分离效果好等优点,已成功用于包括银杏叶在内的多种中草药有效成分的提取分离。为更加高效、经济地提取分离有效成分,中草药在用于超临界萃取工艺前的预处理过程非常重要。采用溶剂热法与超临界CO2萃取技术相结合,可以提高银杏叶中银杏黄酮的提取率;降低CO2的消耗,进而降低生产成本;使生产工艺更加稳定,促进超临界CO2萃取技术在工业生产中的应用。     

深部煤层伴生废热新模式开发及适用性分析

现阶段深部煤层的开发过程中,煤层埋藏深、温度高,开发初期伴生地层水携高温废热开采至地面造成了部分能源浪费.基于资源综合利用角度上,为了使深部煤层开发中携带的废热用于热泵技术热源,提出废井改造地热井以降低钻井成本,以此设立深部煤层地热开发的工艺及热泵技术适用条件,从经济性及安全性两方面去分析深部煤层地热开发的可行性,给出了利用热泵系统进行煤层伴生废热开发的条件,最终建立出相关热泵系统模型,通过具体的示例环境参数进行计算.得出鄂尔多斯东缘神府地区某区块深部煤层伴生废热的单井制热量可达14.8 kW,热泵系统的制热性能系数(COP)可达到4.33～7.31,同时,煤层气井出口混合产物温降将近10℃.表明煤层伴生废热开发在提高了井上采收作业安全性的同时拥有较好的采热开发环境,扩展了废热可利用的经济性,提出一种深部煤层综合性开发的新型模式.     

稠油油藏热力–化学复合驱开发规划研究

在稠油注蒸汽热采过程中添加表面活性物质,可以提高热采的开发效果,在油田现场已得到初步应用。采用理论分析与数值模拟相结合的方式对这种强化采油方法进行研究,通过分析稠油油藏热采添加表面活性剂复合驱过程中主要物理化学现象,建立了比较完整的热力–化学复合驱数学模型。为提高热力–化学复合驱稠油开发的经济效益,利用稠油热采注采关系和油藏数值模拟方法,建立了稠油不同开发阶段生产动态的预测模型;应用非线性规划理论,对稠油前期蒸汽驱、后期复合驱开发进行整体规划研究;运用自适应遗传算法对具体稠油油藏复合驱开发非线性规划模型进行分析计算。结果表明:规划后的稠油复合驱开发可以获得更大的经济效益。     

超临界压力蒸汽发生器注汽方案的研究及应用

为了解决埋深超过2000m的深层稠油开采难的问题,提出了一种超临界压力蒸汽发生器的开采方案,并与其他注汽方案进行了比较,同时研究了超临界压力热流体在地面管线和井筒中流动的规律。结果表明,利用超临界压力热流体注入井底后不仅能提高注入压力,而且减少了热损失。采用超临界压力蒸汽发生器能解决常规注汽难的问题,有利于开发深层稠油。超临界压力水注入井底时,井底注入压力比常规注汽井底压力增大15MPa以上,且流量越小,压力增加越明显。     

注CO2混相驱油藏筛选新方法

注CO2混相驱是一种提高原油采收率的重要手段,实施该方法的关键是筛选出具有开发潜力的油藏.目前,在注CO2混相驱油藏的筛选上,缺乏统一的筛选指标和筛选方法.通过对国内外注CO2混相驱油藏开采情况的分析和对比研究,选取了影响注CO2开采效果的12个筛选指标,利用概率与数理统计方法提出了筛选指标的评价标准,并应用模糊优选理论和模糊层次分析法,建立了区间数注CO2混相驱油藏筛选模型.应用该筛选方法对6个典型的候选油藏进行了筛选排序和综合评价.结果表明,该方法能够客观地评估油藏注CO2开发潜力的大小.     

注CO2混相驱油藏筛选新方法

注CO2混相驱是一种提高原油采收率的重要手段,实施该方法的关键是筛选出具有开发潜力的油藏.目前,在注CO2混相驱油藏的筛选上,缺乏统一的筛选指标和筛选方法.通过对国内外注CO2混相驱油藏开采情况的分析和对比研究,选取了影响注CO2开采效果的12个筛选指标,利用概率与数理统计方法提出了筛选指标的评价标准,并应用模糊优选理论和模糊层次分析法,建立了区间数注CO2混相驱油藏筛选模型.应用该筛选方法对6个典型的候选油藏进行了筛选排序和综合评价.结果表明,该方法能够客观地评估油藏注CO2开发潜力的大小.     

注低温CO2井油层温度场分布研究

注CO2提高采收率过程中,低温CO2与地层岩石、储层流体存在换热过程,井底附近油层温度将明显下降,其温度分布直接影响注入CO2和储层流体性质和油气混相。如果注入参数不合理,将形成低温降黏带,发生固相沉积,以至形成CO2水合物,产生冷伤害,影响生产。通过对油层传热机理的研究,在Lauwerier油层传热模型的基础上建立了综合考虑沿程流体相态以及热物理性质变化的油层温度场数学模型,模拟注气过程中油层温度分布变化规律。研究结果表明,注气初始阶段近井油层温度下降较快;随着时间的增加,低温带的推进速度逐渐变慢,为优化注气参数,提高注气开发效果提供依据。     

超低渗透油藏CO2驱注入参数优化实验研究

CO_2驱是提高超低渗油藏采收率的有效方法之一,然而,目前对CO_2在超低渗油藏中的驱油机理认识还不完善。针对西部某超低渗透油藏开发过程中注水矛盾问题,通过物理模拟实验,研究了CO_2驱对该超低渗透油藏的适应性,并通过对比不同的CO_2注入方式和注入参数对驱油效率的影响规律,优选出超低渗透油藏CO_2驱最佳注入参数。实验结果表明:对该超低渗透裂缝性油藏,周期注气方式下驱油效果最佳,且当注入段塞为0.06 PV,注气与焖井时间比为1∶2时延缓气窜的效果最好,驱油效率达到60%以上。研究结果为该类型超低渗油藏现场注气开发设计提供指导作用。     

地热资源评价的蒙特卡罗方法及其在雄县的应用

地热资源评价是贯穿地热勘查和开发全程的一项工作。不同地热勘查和开发阶段资料的丰富程度不同,评价方法也不同。体积法在地热调查初期或大区域地热资源评价中应用广泛,此时数据较少并呈现较大的空间变化,可结合蒙特卡罗等随机模拟和风险评价方法计算。然而当地质结构较为复杂时,热储温度和体积不易确定。本文基于体积法,通过地质建模求取热储温度和体积,并采用蒙特卡罗法进行模拟,对雄县地区3000 m以浅砂岩和碳酸盐岩热储的地热资源储量进行了评价,可为区域地热资源静态储量的评价提供借鉴。     

超临界CO2/水交替微观驱油特征研究

针对水气交替驱过程中CO_2与水能否接触、对剩余油动用能力等热点问题,利用高温高压微观可视模型,研究了不同密度CO_2驱后剩余油分布类型及挖潜对策,描述了水气交替微观封堵特征及对剩余油动用能力。实验结果表明,超临界CO_2的高密度特性,可扩大CO_2向油藏中下部的扩散运移;CO_2驱后剩余油以油膜类、盲端类、等势点类、未波及区域为主,其中等势点及未波及区域是下步挖潜主要对象;水气交替的注水阶段与注气阶段呈现出不同的贾敏效应,其中注气阶段贾敏效应明显;水气交替可显著改善等势点类剩余油,但未波及区域动用程度不高。     

扭曲椭圆管内超临界CO2冷却换热的数值模拟

为了提高CO₂热泵的传热性能,基于Fluent的数值模拟方法研究了不同质量流量下,扭距为100 mm及无扭曲状态下的水平椭圆管管内超临界CO₂冷却换热特性及二次流的变化规律,并针对竖直椭圆管引入局部换热系数和压降,研究了长短轴比b/a及扭距对扭曲管换热性能的影响。结果表明,低质量流量下扭曲椭圆管内浮升力明显大于椭圆管扭曲结构所产生的浮升力,对于低质量流量G<200 kg/(m²·s²)下的超临界CO₂流体,椭圆管具有更大强度的浮升力所造成的二次流,强化传热更明显;对于高质量流量G>200 kg/(m²·s²)下的超临界CO₂流体时,扭曲椭圆管具有更大强度自身结构所产生的周期性二次流来强化传热;管内的传热系数及压降随着扭曲程度及压扁程度的增大而增大。为扭曲椭圆管在CO₂热泵中的应用提供了重要的理论与数据支持。     

超临界CO_2增黏机制研究进展及展望

研制临界CO2增黏剂,突破超临界CO2压裂技术,是实现页岩气高效开发的一条有效途径。通过文献调研,对超临界CO2增黏剂研制现状、增黏剂在超临界CO2中的溶解机制、增黏剂-CO2相互作用机制、增黏剂的作用机制及其分子设计方法、超临界CO2增黏面临的问题等方面进行分析,总结超临界CO2增黏机制的研究动向。研究认为:具备两亲特性的新型低聚表面活性剂或酯类化合物是值得研究的备选增黏剂;应开发新型低密度支撑剂,与增黏剂共同用于超临界CO2压裂;研究含氟化合物在超临界CO2中的溶解机制及其分子间相互作用规律,有助于开发不含氟超临界CO2增黏剂;选择合适的分子模拟计算方法可以从微观上为超临界CO2增黏剂的分子设计提供理论指导。     

深部咸水层CO2地质封存对地层压力环境的影响

针对深部咸水层CO_2地质封存过程中流体的运移和压力的传递现象,利用美国Frio地区的CO_2咸水层封存试验实测数据,建立二维多岩相结构模型,模拟分析CO_2地质封存中CO_2注入阶段岩石孔渗性能的变化特征、岩层压力增加的变化特征以及CO_2羽流的演化规律。结果表明,超临界CO_2在驱替咸水溶液的过程中形成类似漏斗状的扩散晕,蒸发作用产生的盐沉淀主要位于井附近的单气相区,随着盐沉淀的增加,井周围的渗透率降低、压力积聚;盖层渗透性提高避免了储层内部出现过大压力,但却增加了泄漏的可能性。     

超临界CO_2强化深层卤水开采的井群布设方法

超临界CO_2强化深层卤水开采可显著地提高卤水的开采效率,同时增强CO_2的封存安全也是一种实现卤水高效开发和减缓温室效应的双赢选择.本文通过数值模拟的方法对比研究了不同井群布设方法下超临界CO_2强化深层卤水开采的效果,得到的结论如下:无论是矩形井网法还是三角形井网法,超临界CO_2强化深层卤水开采的效果都是非常显著的.基于提出的4种布井方法,从卤水开采总量、卤水越流风险、CO_2注入总量、CO_2泄漏比和区域压力调控这几个方面对比分析:7B6C与9B4C相当、6B7C次之、4B9C效果略差,整体上集中式的三角形井网法略优于矩形井网法,但这两种布井方法没有明显的优势差别.因此,在实际的超临界CO_2强化卤水开采项目中,可根据现场地形和工程条件选择比较合适的布井方法.     

挥发性油藏酸气回注的最小混相压力与组分优化

高含H_2S和CO_2酸性气体的低渗透挥发性油藏在开发过程中,H_2S和CO_2会以溶解气的形式被采出,并占有较高的摩尔分数。分离器条件下的气态轻烃通过回注地层,在油藏压力高于最小混相压力(MMP)时达到混相驱动,一方面可以显著提高驱油效率,另一方面可以起到减缓压力衰竭的目的。H_2S和CO_2作为污染气体,分离和回收成本较高;而与烃气一同回注地层势必会对MMP产生影响。因此,需要研究酸性气体对溶解气回注MMP的影响规律并且合理地优化回注气组分。在对目标区块原油组分拟合重组的基础上,通过混合单元格法预测MMP,研究了溶解气主要组分的混相能力以及H_2S和CO_2对烃气驱MMP的影响规律,通过正交试验方法优化了注入气比例。结果表明:作为酸性杂质气体H_2S和CO_2具有较强的混相能力,可以降低注气MMP;最优注气形式为溶解气直接回注地层。     

天然气水合物藏开采数值模拟技术研究进展

中国天然气水合物资源丰富,实现天然气水合物商业化开采,对于缓解中国能源短缺压力具有战略意义。数值模拟是指导天然气水合物藏安全有效开采的重要技术手段,通过对水合物藏产能预测与动态分析,可以实现对开采方法的优选、可采资源评价和开发方案优化。天然气水合物藏开采过程涉及水合物分解相变与气水在地层内渗流传热等多个物理化学过程之间的复杂耦合机理。重点介绍了水合物藏开采现状、水合物藏开采数学模型优化研究、天然气水合物开采数值模拟应用进展,分析了数值模拟研究的核心问题、取得的进展以及当前亟需解决的瓶颈问题,并指出水合物藏开采数值模拟发展趋势,对于开展天然气水合物数值模拟研究具有较好的指导意义。