火烧油层的室内实验研究

在一维燃烧管室内模拟实验装置平台上分别对火烧油层热力采油过程的干式向前和湿式向前燃烧工艺进行了研究，确定了在这两种工艺条件下油样的燃烧特性参数(燃料消耗量、视氢碳原于比和空气需要量等)、燃烧前线推进速度和原油采收率等，计算了空气源油比、氧气利用率等指标。将两种工艺结果进行对比，研究了注入水和空气的体积比(WAR)对火烧油层性能的影响，确定了合适的注水时机与WAR值。实验结果表明，采用湿式向前燃烧法能够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。湿式燃烧工艺能显著地降低燃料消耗量与空气需要量，加快了燃烧前线推进速度，提高了采收率。湿式燃烧的水与空气的比例不应小于0．003m^3／m^3。湿式燃烧的注水时机选择在稳定燃烧建立后、燃烧前线推进到燃烧管长的25％左右时较为适宜。     

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。     

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     

乐安油田注汽后火烧油层开发参数敏感性研究

火烧油层开发效果的影响因素很多 ,但在油藏条件一定的情况下 ,可通过分析开发参数的敏感性并设计其合理值来提高火驱的经济效益。以乐安油田火烧试验区为例 ,在注蒸汽热采历史拟合及蒸汽驱预测的基础上 ,利用工程计算及数值模拟方法 ,研究了射孔层位、射开厚度、注气速度、燃烧方式、转湿烧时机、湿烧水气比等参数对火烧效果的影响 ,分析了火烧前缘推进速度 ,优选了开发参数。结果表明 ,底层射孔可减轻火线超覆 ,射开厚度大可提高地层吸气能力。由空气油比和采收率来确定分阶段变速率注气开采效果较好 ,最大注气速度为 80 0 0 0m3 /d。湿式燃烧能提高采收率 ,降低空气油比 ,其合理的转湿时机为燃烧距离达到 2 5 % ,水气比为 2 .0kg/m3 。预测结果与实际结果吻合较好 ,为火驱试验的现场实施提供了理论依据。     

乐安油田注汽后火烧油层开发参数敏感性研究

火烧油层开发效果的影响因素很多，但在油藏条件一定的情况下，可通过分折开发参数的敏感性并设计其合理值来提高火驱的经济效益。以乐安油田火烧试验区为例，在注蒸汽热采历史拟合及蒸汽驱预测的基础上，利用工程计算及数值模拟方法，研究了射孔层位、射开厚度、注气速度、燃烧方式、转湿烧时机、湿烧水气比等参数对火烧效果的影响，分析了火烧前线推进速度，优选了开发参数。结果表明，底层射孔可减轻火线超覆，射开厚度大可提高地层吸气能力。由空气油比和采收率来确定分阶段变速率注气开采效果较好，最大注气速度为80000m^3／d。湿式燃烧能提高采收率，降低空气油比，其合理的转湿时机为燃烧距离达到25％，水气比为2．0kg／m^3。预测结果与实际结果吻合较好，为火驱试验的现场实施提供了理论依据。     

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.     

含油饱和度对火驱开发影响的实验研究

在室内利用火烧油层物理模拟实验装置,开展了稠油油藏不同含油饱和度条件下燃烧基础参数测试和火驱开发效果评价实验研究。实验结果表明,同一油品条件下,含油饱和度对门槛温度、燃料消耗量和空气耗量等燃烧基础参数影响较小,但对火线推进速率有较大影响,火线前缘推进速率随含油饱和度增加而降低;实验条件下能够实现高温燃烧的最低含油饱和度界限值为15%,低于该含油饱和度无法形成持续稳定的火驱前缘。从驱油效率和空气油比指标评价了不同含油饱和度条件下火驱的驱油效果,综合分析认为火驱开发含油饱和度下限值为30%。     

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。     

轻质油藏注空气燃烧管试验

燃烧管试验是注空气评价过程中的重要试验,其目的是研究注空气过程中原油在地层条件下的燃烧情况.在Calgary大学长1 m、渗透率为1.457 μm2的填砂管中,对鄯善轻质油藏原油进行注空气燃烧管试验.分析了提高原油采收率和维持燃烧所需要的燃料、产出气的组成、产出油和水的量以及注空气温度前沿推进速度.对脱气油注氮气,驱油效率可达到64%,在此基础上注空气,驱油效率可再提高23%,同时燃烧消耗10%的原油,但注空气时不能持续燃烧,进行二次点火后才可完成试验.     

中介尺度活塞式内燃机氢氧燃烧过程的数值模拟

中介尺度条件下的氢氧预混燃烧,其燃烧速率主要由化学反应速度决定。于是采用层流有限速率模型,运用详细氢氧19步基元反应化学动力学机理和动态网格数值方法,对中介尺度准气体动力循环活塞式热力发动机超高燃烧负荷率氢氧预混燃烧过程进行了模拟。研究表明:中介尺度移动边界微小封闭空间的氢氧预混燃烧具有稳定性;采用表面炽热点火形式的中介尺度准气体动力循环的活塞式内燃机,能够实现工质高温吸热、内能增加和对外做功的完整热力学过程;而循环周期、初始压力、相对燃空比等运行参数对移动边界微小封闭空间的氢氧燃烧过程具有复杂的影响。     

燃烧室参数对某柴油机高功率密度_快速燃烧性能的研究

为了研究燃烧室参数对某高功率密度单缸机快速燃烧的影响,保证压缩比不变的前提下,建立了三种不同径深比的燃烧室方案,采用AVL FIRE软件对该单缸机燃烧过程进行了模拟计算;分析了径深比对气流分布、喷雾特性以及燃烧性能的影响,仿真结果表明:径深比由3.49变化到5.73的过程中,湍流混合速率先增大后减少,湍动能下降,挤流区域处的速度值降低,喷雾贯穿距增加,油束向凹坑壁面发展,剩余液态燃油量增加;径深比为4.40的Ⅱ型燃烧室动力性能较好,更有利于扩散燃烧。     

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%。     

电站机组使用柴油/甲醇双燃料发动机试验

文章在不改变柴油电站机组原动机结构参数的情况下,设计了柴油/甲醇双燃料喷醇控制系统,采用组合燃烧方式,即低负荷时发动机仅燃用柴油,中等以上负荷燃用柴油与预混甲醇,试验了发动机的动力和排放性能。试验表明,在额定转速下,双燃料发动机与柴油机相比动力性有所提高,NOx和碳烟排放大为改善,调速性能也可满足机组要求。     

喷油时刻对缸内直喷汽油机性能的影响

通过对某涡轮增压缸内直喷汽油机缸内流动、混合气形成及燃烧过程的数值模拟,并借助发动机台架试验中获得的油耗、排放及燃烧数据,研究了喷油开始时刻对发动机性能的影响.结果显示,对于5 000r.min-1工况,喷油开始时刻为400°曲轴转角是混合气雾化混合的最佳方案,此时混合气分布比较均匀且点火时刻火花塞附近具有较高的湍动能,10%～90%燃烧持续期最短且HC排放较低,从而使其具有最佳的燃油经济性与燃烧稳定性.而2 000r.min-1工况的最佳喷油开始时刻推迟了30°曲轴转角.喷油提前,壁面油膜量增加,混合气当量比下降及火花塞附近较低的湍动能使得燃烧速率降低,因此HC排放、燃油经济性及燃烧稳定性均会变差.同样的情况也出现在推迟喷油中,由于混合不充分使得点火时刻混合气均匀度下降,从而使发动机性能恶化.     

发动机压缩空气再生制动理想热力循环分析

车辆制动能量的回收利用有利于改善整车的经济性,而基于传统内燃机的气动-内燃混合动力技术有望实现制动能量的高效、低成本回收利用.以城市路况运行车辆为应用对象,基于传统四冲程发动机提出了3种发动机压缩空气再生制动能量回收方案.通过建立3种方案共同的理想热力学循环,以可回收气体的最大压力、单位排量每循环回收气体质量、循环性能系数(COP)和循环平均指示压力为评价指标,对制动循环进行了分析.结果表明:增大压缩比、减小排气管缓冲腔容积与排量比或者减小排气门开启提前角均可以提高回收气体的最大压力,在机械结构允许的条件下,应尽可能减小排气管缓冲腔的容积;在制动过程中,减小排气门开启提前角可获得较高的循环平均指示压力和气体回收质量;随着气罐背压的增加,控制排气门开启提前角由大变小,可获得最佳的制动循环性能;理论上,二冲程制动循环COP与四冲程制动循环相同,但二冲程制动循环气体回收质量流量和制动功率为四冲程制动的2倍.     

高温低氧燃烧炉内等温流场特性的数值分析

应用自行开发出的计算程序对高温低氧燃烧模型实验炉进行了三维等温流场的数值模拟·在燃料和空气的射流速度比分别取 3种不同值时 ,预报了炉内 3种典型的等温流场结构 ,分析了炉内多股射流间的相互作用及回流流动等流场特性·模拟结果表明 :在几何参数一定时 ,选择燃料和空气的射流速度比为同一数量级时 ,炉内的回流流动可以实现燃烧所需的低氧气氛 ,燃气射流能够利用这一低氧气氛实现高温低氧燃烧·数值预报结果与相关的实验观测基本符合·     

生物质燃料催化氧化燃烧机理

定性实验验证了两种固态催化氧化剂MnO2和KMnO4的催化氧化性能.选取有代表性的生物质燃料秸秆和锯末,探讨了MnO2固相催化氧化燃烧生物质燃料机理.采用热重分析法,对锯末这种生物质燃料在空气氛围中以MnO2为催化剂的燃烧过程进行了对比研究,结果表明,添加MnO2能显著改善生物质燃料的燃烧性能,降低燃料的着火温度,提高燃料的燃烧速度,使燃料的燃烧过程更集中.采用X射线衍射分析法, 证明了燃烧过程中氧化还原反应的发生.