火烧油层干式燃烧数值模拟及参数敏感性分析

利用数值模拟技术对室内燃烧管干式燃烧实验进行了拟合，研究了燃烧管内干式燃烧的动态查化特征，并且进行了参数敏感性分析。以辽河油田欢127块为例，初步设计了该块25—33井组的注气速度。结果表明，网格尺寸的选取应与燃烧带尺寸相当；增加燃烧反应的频率因子、降低活化能、增大注气速度，会加快燃烧反应，增加产液量；油藏初始温度对火烧油层驱油效果影响较大，而油藏初始压力则影响较小。初步设计25—33井组的注气速度为70000m^3／d。     

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。     

低渗透油藏气驱产量预测新方法

注气开发油藏产量预测油藏工程理论方法报道极少。为增加注气方案可靠性,提高注气效益,从气驱采收率计算公式入手,利用采出程度、采油速度和递减率之间相互关系,推导出气驱产量变化规律;结合岩芯驱替实验成果和油田开发实际经验,提出了气驱增产倍数严格定义及其工程计算方法;发现低渗油藏气驱增产倍数由气和水的初始驱油效率之比以及转驱时广义可采储量采出程度决定;统计得到国内外18个注气项目气驱增产倍数理论值和实际值平均相对误差6.90%;绘制了气驱增产倍数查询图板,以便于从事注气开发人员使用。研究成果为气驱产量预测提供了油藏工程理论依据,从而对控制和优化低渗油藏注气项目投资有重要意义。     

火烧油层湿式燃烧的室内研究

在干式模型管燃烧试验的基础上 ,进行湿式燃烧的实验室研究 .与干式燃烧对比后发现 ,即使在较低的水 /空气比率条件下 ,湿式燃烧的燃烧前缘速度大于干式燃烧 ;随着水 /空气比率的增加 ,燃烧前缘速度也增加 .对湿式燃烧的注水时机进行了优选 ,得出最佳注水时间 .试验研究还发现 ,湿式向前燃烧较干式燃烧可以更有效地回收留在已燃区的热量 ,提高燃烧反应生成热量的利用率 ,显著地降低了燃料消耗与空气需要量 ,提高了采收率     

泡沫油注气吞吐参数影响规律实验分析

冷采后期稠油油藏泡沫油现象逐渐消失,开发效果变差。从注气形成二次泡沫油的角度出发,以非常规实验与压力衰竭实验为依据,揭示泡沫油特性,分析各类泡沫油油藏模拟模型的适用性,系统评价注气吞吐提高该类油藏采收率的可行性,研究注采工艺等参数的影响规律。研究表明,泡沫油存在拟泡点压力,且随静止时间的减小而减小,泡沫油压缩系数在10～0.012 MPa -1之间,高于常规原油。6组分泡沫油模型的拟合精度最高,对该类油藏的适用性最强。泡沫油油藏注气吞吐开发存在最佳的注气时机及焖井时间;增加注气速度、注气压力和采液速度有利于改善注气吞吐开发效果;出砂冷采及注气吞吐开发过程中应尽可能加快溶解气及注入气向分散气的转化速度。     

缝洞型油藏井组注气体示踪剂解释模型研究

针对常规砂岩油藏注气体示踪剂解释方法基于储层连续介质假设,不适用于大尺度缝洞离散组合的缝洞型油藏问题,考虑了气体示踪剂在大尺度溶洞区中径向迁移扩散及裂缝中一维迁移二维扩散的传输方式,引入了井间分配系数、相间分配系数及裂缝分配系数,建立起缝洞型油藏注采井间气体示踪剂解释物理和数学模型,求解模型并绘制了气体示踪剂浓度理论采出曲线。对该模型进行了参数敏感性分析,探索了溶洞大小、裂缝条数与长度、扩散系数、注气速度及示踪剂注入量对产出曲线的影响规律。研究表明,溶洞越大,浓度曲线峰值出现时间越迟;裂缝长度增加,峰值滞后,条数增多,峰值越多。对塔河油田TK425井组注气体示踪剂实测响应曲线进行了拟合解释,计算了溶洞区体积及注采井间裂缝流道。缝洞型油藏注气体示踪剂解释模型能够有效判断井间连通性,计算地层参数,认识储集体分布情况,为井组注气提高采收率提供理论支撑。     

低渗油藏中高含水期CO2驱替封注参数优化

针对S-95块低渗油藏存在的长期“注水难、采油难”,水驱效果差的现象,评价水驱后转注二氧化碳续驱效果。为寻找适合工区的最佳注气方式,结合室内实验及数值模拟技术,探讨了不同含水及不同续驱手段下的驱替效果,进而结合正交试验设计原理,将采出程度、二氧化碳滞留率、换油率及地层压力作为综合指标,对水气交替驱续驱过程中的注气时间、注气周期、注气速度、气水比及井底流压等5个因素进行了主控评价及优化研究。结果表明,水气交替驱续驱更加适应区块的低渗开发条件,注气速度、注气周期及井底流压是影响续驱进程的主要因素。优化得到的最佳封注参数为注气年限25 a,注气周期4 mon,注气速度1×10⁴ m³/d,气水比1:1,井底流压13 MPa。     

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。     

火烧油层湿式燃烧的室内研究

在干式模型管燃烧试验的基础上，进行湿式燃烧的实验室研究，与干式燃烧对比后发现，即使在较低的水／空气比率条件下，湿式燃烧的燃烧前缘速度大于干式燃烧；随着水／空气比率的增加，燃烧前缘速度也增加，对湿式燃烧的注水时机进行了优选，得出最佳注水时间，试验研究还发现，湿式向前燃烧较干式燃烧可以更有效地回收留在已燃区的热量，提高燃烧反应生成热量的利用率，显著地降低了燃料消耗与空气需要量，提高了采收率。     

考虑启动压力梯度的断块油藏CO2/N2复合气体吞吐注采参数优化

冀东油田高12断块油藏砂体规模小、渗透率较低、难以建立有效驱替关系,注入压力高,注水困难,水驱开发效果较差,但油藏温度和压力较高,适宜通过注气来提高油藏采收率。低渗油藏普遍存在启动压力梯度,对实际油藏开发造成影响,针对高12断块油藏,建立高12断块注气开发的三维地质模型,在室内启动压力梯度实验的基础上,得到启动压力梯度与渗透率的公式,在数值模拟软件考虑启动压力梯度与渗透率的变化关系。但长期注入CO2导致的管线腐蚀问题日益突出,N2作为良好的增能气体,将二者结合形成复合气体进行吞吐,可缓解对管线的损害。利用数值模拟方法,进行了衰竭阶段单井产量、段塞比、转注时机、注入量、焖井时间、注气阶段采油速度优化。最终得到该区块最优吞吐注采参数：衰竭阶段单井产量为15m3/d;段塞比为7：3;转注时机为衰竭阶段的日产油速度降为4m3/d时;注入量为60 000 m3;焖井时间为15天;注气阶段采油速度为25m3/d,为高12断块油藏提高采收率提供了方法技术借鉴。     

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。     

火烧开发现场动态跟踪分析

通过数值模拟对胜利油田郑408-20井组的火驱现状进行分析,并预测未来5 a开发动态指标。计算结果表明:郑408-20试1油层较厚,注气量偏小,顶部油层由于气体的上浮作用气蹿现象更严重,造成了单井产量较低;通过增加注气量、转湿、控制水气比等开发方案的调整,水气比为1.3 kg/m3时,预测5 a后地层压力约为9 MPa,地层温度有所降低,水蒸气把已燃区内的热量带到了燃烧前缘,火烧前缘已经接近生产井,累积产油量为30.86 kt,采出程度达到14.59%。     

多层火驱过程中火线位置预测与调控方法

多层火驱技术在辽河油田薄互层油藏实现规模应用,取得较好的开发效果,但由于注入空气易沿单向、单层突进,火线波及规律认识难度大,火线位置的预测与调控成为提高火驱开发效果的关键。以杜66块为例,分析了多层火驱开发过程中存在的问题,针对其井段长、油层多、平面非均质性强等特点,在物质平衡法的基础上,结合生产动态和吸气剖面监测,建立了预测多层火驱火线位置的方法。以该方法作为矿场火驱开发中火线调控的理论依据,分析了生产井关井控气、气窜封堵和注气井分层注气等措施的实际应用效果。结果表明,通过控制突进区生产井的尾气排量,可抑制火线单向突进,调整火线形状,提高平面波及程度;采用分层注气技术,可改善注气井吸气状况,实现对注入空气在各油层中合理分配,提高油藏纵向动用程度,控制各层火线推进速度保持一致。     

高炉喷吹配煤催化燃烧特性的研究

为进一步提高高炉喷吹配煤的燃烧效率,通过在配煤中干法混合不同比率的催化助燃剂轻烧白云石、冷轧酸洗氧化铁粉和锰矿粉,采用热重分析和半工业化沉降炉试验方法,探讨催化助燃剂种类及其添加量对煤粉着火点和燃尽率的影响,以确定匹配的催化助燃剂种类和最佳添加量。结果表明,轻烧白云石、氧化铁粉、锰矿粉及三者的复合催化助燃剂都对煤粉的燃烧反应具有较好的助燃作用;最适宜的催化助燃剂为冷轧酸洗氧化铁粉和复合催化剂,其最佳添加量分别为3.0%和4.5%。     

火驱物质动态平衡分析及应用

火驱过程中空气的注入起到氧化燃烧和增压驱替的作用,运用注采物质平衡的原理,对火驱发开中油田合理注气量、合理产气、产液量和合理注采比进行系统研究,对注入气在火驱过程中的燃烧、增压作用进行了分解,进而建立了整个火驱区块规模的注采比表达式。在对某实验区典型地质开发参数分析的基础上,确定了该油田的合理的注采平衡参数,为该试验区块开发提供了参考依据。     

Effects of Medium temperature on lean burn combustion duration of n-butanol

In this study,we did exploratory tests on the combustion duration of n-butanol,of which the object was lean mixture whose excess air ratio is 1.6,the independent variable was the initial temperature of combustion bomb.We did combustion tests on constant volume combustion bomb by changing the boundary conditions of the medium temperature.And we got its influence rules on the combustion duration of n-butanol,analyzing the combustion characteristic parameters about cylinder pressure,pressure rise rate,the combustion temperature,temperature rise rate,heat release and heat release rate.The results show that: With the increasing of medium temperature,the combustion duration is shortened significantly.     

不同挥发分煤在循环床中燃烧时NOx排放的实验研究

在循环流化床实验台上，以地东北地区两种典型煤，彩屯煤和俊德煤分别进行了燃烧时ＮＯｘ排放的实验研究。考察了不同的流化床温度、一次风率、二次风口位置及比例和循环倍率对ＮＯｘ排放浓度的影响。表明：在循环床温度范围，温度对ＮＯｘ排放浓度影响不显著；     

基于过渡金属氧化物载氧体的煤矿通风瓦斯处理性能

采用反应管对基于过渡金属氧化物载氧体的煤矿通风瓦斯(VAM)处理性能展开了研究.结果表明,经活化后的三种载氧体均能将CH4完全转化为CO2,其活性顺序为CuO60/γ-Al2 O3>NiO60/γ-Al2 O3>Fe2 O360/γ-Al2 O3;基于CuO60/γ-Al2 O3的CH4转化率随空速的增加而减小,随CuO负载量和床层温度的升高而增大;煤矿通风瓦斯中的CH4浓度越低,CH4转化率达到90%所需的床层温度就越低;对活性物质低分散高负载的CuO60/γ-Al2 O3和活性物质高分散低负载的CuO5.5/γ-Al2 O3两种CuO/γ-Al2 O3系载氧体进行了比较,发现两种载氧体的CH4转化机理均包含有化学链燃烧和催化燃烧两种机理,基于催化燃烧机理的CH4转化率在一定温度下存在极大值,当床层温度高于该极大值温度时,化学链燃烧对CH4转化率的贡献明显大于催化燃烧对CH4转化率的贡献;相同条件下,CuO5.5/γ-Al2 O3的初期活性优于Cu60/γ-Al2 O3,但CuO60/γ-Al2 O3的活性稳定性优于CuO5.5/γ-Al2 O3.