同井回灌地下水源热泵热力特性分析

同井回灌地下水源热泵抽水和回灌在含水层同一径向位置不同深度处同时发生,增加了热贯通的可能性,其热力特性分析尤为重要.文章首次建立了单一介质承压含水层中定流量同井回灌地下水源热泵冬季运行地下水换热数学模型,并针对典型的细沙含水层进行了数值求解.经过一个冬季的制热运行,抽水平均温度降低了3.6℃.由于对流和热弥散的存在,同井回灌地下水源热泵热影响范围达到了74 m.因此对于地下水初始温度在13℃以上的地区,同井回灌地下水源热泵是适宜的,较大的热影响范围也使得单口抽灌同井具有承担大负荷的能力.     

地下水源热泵含水层水头分布及温度场的模拟分析

为使地下含水层能量更好为实际工程所用,进一步保护地下水空间,通过对地下水源热泵系统地下含水层中渗流场的分析,建立一抽一灌(对井抽灌)系统和一抽两灌系统地下水渗流数值模型,应用数值模拟方法对地下含水层渗流场水头分布及温度场进行模拟分析。结果表明:在相同的运行周期内,一抽两灌系统温度场的影响半径相对较小,并且抽灌井周围的等水头线分布较疏,水头变化缓慢,更利于地下水的回灌。尽量使回水井远离取水井,可以有效避免热贯通现象的发生。     

抽灌同井季节性储能分析

为了探究抽灌同井季节性储能的可能性和潜力,采用经过现场试验验证过的数学模型对抽灌同井常年运行工况进行了数值模拟,并以抽回水温度为基础建立了季节性储能的定量分析模型.结果表明,由于热贯通的存在,前一个运行周期会对后面运行周期的抽水温度产生重大的影响,证实抽灌同井出现了明显的季节性储能现象.当负荷基本平衡时,逐年的抽水平均温度和储能比基本保持不变.对于北京地区夏冬运行模式,此时季节性储能提供了约73%的低位热量和24%的热汇.而当累积负荷不平衡时,热源井的抽水温度出现明显升高或降低,严重时使热源井失效.     

关于开发利用中深层地热取热不取水技术的思考

本次研究主要以中深层地埋管换热系统、异井抽灌换热系统和同井抽灌换热系统为基础,提出中深层地埋管"d"型井换热系统、异井抽灌换热系统双层热储开发模式和同井抽灌换热系统双层热储开发模式,并对三种换热系统的经济可行性进行对比分析。结果表明:异井抽灌系统经济性最好,同井抽灌系统次之,中深层地埋管换热系统最差;取热不取水系统不同于抽采取热系统,其不但会降低地层温度,存在井距、开采强度及冷堆积问题,而且在径流条件好的地区还可能存在冷迁移问题;为降低系统全寿命周期成本、提高系统能效和系统可持续性,可考虑系统分层取热模式。     

非饱和多孔介质回灌过程中热弥散度特性试验

目的 为了解非饱和多孔介质热弥散度变化特性,掌握不同多孔介质的热弥散度,为地下水源热泵工程的模拟预测的参数选择提供科学依据,解决凭经验进行水源热泵工程布井的不足.方法 通过建立水平土柱模型,应用一维非饱和砂土热量运移定解方程,在室内测取不同回灌温度条件下不同多孔介质的热弥散度.结果 相同温度回灌条件下,中砂热弥散度最大,粗砂次之,细砂最小;同种多孔介质回灌条件下,热弥散度随回灌水温升高呈现上升趋势.结论 对热泵工程进行模拟预测时,应充分考虑热弥散度变化的影响,根据不同地质的实测数据对经验热弥散度值加以修正,使得模拟预测更加准确,以免造成抽灌井间的“热贯通”,影响地下水环境.     

氮气泡沫调剖技术在富拉尔基油田的应用

富拉尔基油田储层埋藏浅,岩石胶结疏松,具有大孔隙、高渗透、非均质性强等特征。受油藏非均质性的影响,各单层吸汽不均匀,蒸汽沿高渗透带突进,为了探索提高热采井蒸汽吞吐后期开发效果的方法,以富拉尔基油田高轮次且高含水的热采井进行氮气泡沫调剖技术应用试验。     

回灌技术在基坑工程中的应用研究

研究了潜水抽-注水井(群)耦合作用下浸润线的求解方法,利用势流理论和镜像原理,在假定含水层水平、土层渗透系数各向同性的条件下,推导了完整抽-注水井(群)耦合作用时浸润线的计算公式及非完整抽-注水井(群)耦合作用时浸润线的计算公式,还对潜水单个非完整抽水井及非完整抽-注水井(群)耦合作用时的解析解和数值解作了比较,结果表明两者吻合得较好.同时还给出了该理论用于回灌技术中求解抽水量和注水量的方法,对工程设计有实用价值.     

井点布置对采能区地下水温度场的影响

针对目前地源热泵会对采能区地下水热量运移造成一定影响的问题,通过数值模拟的方式,对地源热泵工程含水介质水-热耦合运移进行模拟,并对井群进行优化处理.通过比较不同井距、加设帷幕、水流影响等情况下地源热泵运行的水-热运移结果,讨论热贯穿问题.综合考虑避免热贯穿的多方面因素对井点布设进行优化,得出最合理的井距、抽注水轴线与地下水流的角度、是否设置帷幕以及抽注层面选择等方案.对合理指导地源热泵的井点以及井群布设具有很好的意义.     

注氮气控制底水锥进实验研究

针对底水油藏直井开采过程中底水锥进造成生产井含水不断升高的问题,建立了三维底水油藏直井开采物理模拟装置,对注入氮气控制底水入侵进行了研究,主要考察了氮气注入时机、注入速度、注入量以及关井时间对控制底水入侵的影响规律。研究表明,从生产井向底水油藏中注入氮气能够有效地降低采出液含水率,延长有效生产时间,从而达到控水稳油的效果。实施注氮气时,氮气的注入速度对控水的效果影响较小,而氮气的注入量和注气后的关井时间对于控水的效果影响较大。     

基于LBM-DEM耦合计算模型的含水层内悬浮颗粒运动特性

基于格子Boltzmann法(LBM)与离散单元法(DEM)的基本理论,通过对格子单松弛模型演化方程进行修正,建立LBM-DEM耦合计算模型。引入浸没移动边界方法(IMB),利用MATLAB开发LBM-IMB-DEM耦合求解程序,对悬浮颗粒在含水介质中的运动过程进行模拟计算。通过开展层析柱强制渗流试验,验证计算模型与求解方法的正确性,从孔隙尺度分析地下水动力、颗粒形貌和尺寸效应对含水层渗透性能的影响。结果表明,进口流速为5×10_^-5m/s时,含水层各区域的渗流速度均呈现下降、回升、稳定的三个连续阶段。将悬浮颗粒由球形硅微粉替换为非球形硅微粉后,各断面的平均流速最大降幅升高,恢复率降低。基于颗粒受力平衡分析,由于球形硅微粉转动惯量较低,易于脱离含水介质表面；非球形硅微粉多絮凝成团,迁移过程中出现沉积或被孔喉捕获的机率提高,并且沉积后难以发生再释放过程。随着渗流速度的降低与含水介质计算区域的增加,悬浮颗粒形貌的变化对于含水层水动力场演化过程的影响程度增强。     

渗流井合理竖井降深确定

通过采用单位面积河流在单位水头差作用下的渗漏量来表征河流渗漏能力,建立渗流井取水理想模型,分别计算了在不同河流渗漏能力和含水层渗透性能条件下,竖井降深对渗流井出水量的影响。建立渗流井取水非稳定流模型,计算了在前期稳定竖井降深不同条件下,河流断流后渗流井出水量衰减过程及竖井降深发展过程。提出渗流井合理竖井降深应根据河流与地下水是否脱节以及含水层渗透性能,在岸边渗流井中部及一侧各布设一个观测孔,根据观测孔水位进行确定。对于含水层渗透性能较强地区,渗流井竖井降深应使得渗流井范围内地下水位与河流脱节,但高于辐射孔顶面;对于含水层渗透性能较差地区,渗流井竖井降深应使得侧部观测孔水位接近河床底面或刚出现脱节。     

织物吸湿量与热阻的变化

研究了织物的热阻随吸湿量变化的情况.测定了织物在润湿状态下、吸湿膨胀状态下以及水分存在状态下热阻的变化,对不同织物的热阻变化原因进行了分析.实验结果表明:1)棉和粘胶织物,其热阻会随吸湿量的增加而有所增大,并随着吸湿量的进一步增加,热阻呈下降趋势;2)涤纶等纤维织物吸湿后,热阻随吸湿量的增加而单调递减;3)毛和毛涤混纺织物,其热阻随吸湿量的增加单调递减.     

Water coning mechanism in Tarim fractured sandstone gas reservoirs

The problem of water coning into the Tarim fractured sandstone gas reservoirs becomes one of the major concerns in terms of productivity, increased operating costs and environmental effects. Water coning is a phenomenon caused by the imbalance between gravity and viscous forces around the completion interval. There are several controllable and uncontrollable parameters influencing this problem. In order to simulate the key parameters affecting the water coning phenomenon, a model was developed to represent a single well with an underlying aquifer using the fractured sandstone gas reservoir data of the A-Well in Dina gas fields.The parametric study was performed by varying six properties individually over a representative range. The results show that matrix permeability, well penetration(especially fracture permeability), vertical-to-horizontal permeability ratio, aquifer size and gas production rate have considerable effect on water coning in the fractured gas reservoirs. Thus, investigation of the effective parameters is necessary to understand the mechanism of water coning phenomenon. Simulation of the problem helps to optimize the conditions in which the breakthrough of water coning is delayed.     

边水驱气藏中气井量变化规律分析

在边水驱气藏中,气井的产量受到边水能量大小的影响,研究边水能量大小对气井产量的影响在气田开发中具有重要的意义。用水驱强度来表示将边水能量的大小,定义水驱强度为侵量与气井产量之比,建立了考虑水驱强度影响情形下,气井定井底压力生产时,边水驱气藏中水驱气瞬时渗流的数学模型,在获得数学模型的解后,作出了边水驱气藏中气 井产量变化关系曲线,研究了水驱强度及气水流度比对产量变化关系曲线的影响,研究表明,气井产量受到水驱强度及水流度比的影响,为分析边水驱气藏中气井的产量变化规律提供了理论基础。     

裂缝型底水油气藏开发模式研究

裂缝型底水油气藏的一个重要特点就是底水供给充足,储油岩层裂缝系统极其发育,造成油气藏极易在开发过程中发生水窜,而裂缝发育的不均质及产状类型的多样化,使水窜进入油气藏后的油气水关系变得十分复杂."水窜式"的活动更多地表现为降低了油气藏的有效厚度和单井泄油范围,在油气层和井筒中消耗油气藏的能量,降低油藏的采收率.针对裂缝型底水油藏水窜特点,在建立基岩-裂缝超双重介质模型基础上,通过全隐式数值模拟研究方法,分析比较了两向裂缝对油气藏动态开发指标的影响.     

各向异性双重介质两相非达西椭圆渗流

建立了各向异性双重介质油藏中垂直裂缝井两相非达西椭圆渗流数学模型，用有限差分法术得了解，并进行实例分析。结果表明：吸渗使前缘推进速度减慢，使油井见水晚；非达西流使前缘推进速度加快，使油井见水早；注入率越大，前缘推进速度越快，油井见水越早，注水开发这种油藏时，见水前注入率不能太大以充分发挥吸渗作用，见水后可适当增大注入率以减弱非达西流的影响。这对水力压裂垂直裂缝井注水开发致密碳酸盐岩裂缝性油藏有重要指导意义。     

潜水失水带延迟给水理论模型及应用

为揭示潜水延迟给水的机理,本文建立了考虑毛管滞水和弹性储量影响的潜水三维非稳定井流理论模型,并经实例验证。用本模式的“失水带迟后反应”原理,能确切地解释延迟给水情况下水位过程的“三阶段”演变规律和NS博尔顿经验滞后指数的物理实质。S.P纽曼模型仅是本法未计滞后疏干的特例,其水位解不符合实测“三阶段”型式,文中图示了降深曲线随各参变量的演变规律,并从弹性给水度(μ_e)、滞后指数与岩性的关系,论证了毛管和边界层滞水较弹性给水度影响的重要性。由于考虑了实际的水文地质环境,应用本模型于潜水井流试验,可推得比现行模型较为确切、可靠的含水层参数值。     

基于水化学特征的聚类法判别矿井突水水源

以新阳煤矿为例,通过对不同含水层水样进行取样化验,研究各含水层特征离子组成,应用聚类分析方法,采用SPSS统计软件中的聚类分析进行计算,判断井下涌(突)水层位及补给水源。分析得知,未知层位出水点水源为奥陶系峰峰组岩溶裂隙水;该地下水化学聚类分析模型简单易学,投资少,效果好。     

低渗透复杂裂缝系统油藏见水原因及调整方法

大庆外围低渗透裂缝性油藏储层发育天然缝、人工缝及注水诱发动态缝,受复杂裂缝体系影响,采油井见水类型多样,见水规律及原因复杂,加剧了措施调整难度。为了改善低渗透裂缝性油藏水驱效果,以CYG油田C45Z区块为研究对象,基于区块储层裂缝发育特征,划分单井见水类型,结合动静态数据,系统剖析见水规律及原因,为措施调整指明方向。通过措施调整,截至2021年3月,措施井组日增油1.0 t,含水率下降12.0%,阶段累计增油2 051.6 t,初步形成分类治理措施调整模式。     

循环单井在不同水文地质条件下的运行特性

为研究含水层水文地质条件对循环单井的影响,通过大量算例模拟分析了循环单井在不同水文地质参数下的运行特性.结果表明:水平渗透系数较大的含水层提高了原水交换比,减轻了抽水温度的变化;对于渗透性能较好的含水层,含水层滞止导热系数对循环单井的影响不大,而对于渗透性能较差的含水层,抽水温度随着含水层滞止导热系数的增大而迅速提高....