管道砂沉积与流体携砂临界速度研究进展及展望北大核心CSCD

本文系统阐述了国内外管道砂沉积的研究成果,总结了基于管道砂砾运动状态及分布、细颗粒表面物理化学作用及临界速度对颗粒运动状态的转变等的砂沉积机理;介绍了颗粒属性、流体介质及管道结构等因素对单相流体携砂及多相流体携砂的影响,重点分析了颗粒尺寸、液相黏度及多相流流型等因素的影响;介绍了国内外现有的管道流体携砂临界速度建模方法,重点分析了由单相流体携砂临界速度模型扩展至多相流的方法。最后指出未来多相流管道砂沉积问题的研究应从砂沉积机理入手,探索多相流管道砂沉积及运输的影响机制,确定关键影响因素,并结合多相流动机理建立准确性高、适用性强的预测模型。     

管道砂沉积与流体携砂临界速度研究进展及展望

本文系统阐述了国内外管道砂沉积的研究成果,总结了基于管道砂砾运动状态及分布、细颗粒表面物理化学作用及临界速度对颗粒运动状态的转变等的砂沉积机理;介绍了颗粒属性、流体介质及管道结构等因素对单相流体携砂及多相流体携砂的影响,重点分析了颗粒尺寸、液相黏度及多相流流型等因素的影响;介绍了国内外现有的管道流体携砂临界速度建模方法,重点分析了由单相流体携砂临界速度模型扩展至多相流的方法。最后指出未来多相流管道砂沉积问题的研究应从砂沉积机理入手,探索多相流管道砂沉积及运输的影响机制,确定关键影响因素,并结合多相流动机理建立准确性高、适用性强的预测模型。     

旋风单管排尘锥内颗粒沉积黏附的数值研究

采用数值模拟与理论分析的方法,建立了旋风单管内的颗粒壁面沉积黏附模型,在此基础上考察了吃力量、操作温度、进料浓度、进料粒度等因素对排尘锥颗粒沉积的影响规律。结果表明：边壁气流剪切速度是影响颗粒沉积的关键,处理量增加,边壁处被分离颗粒浓度升高,且近壁气流剪切速度增大,排尘锥颗粒沉积黏附增加;操作参数及进料参数均影响颗粒壁面沉积,其中操作温度主要通过影响颗粒杨氏模量对颗粒壁面沉积黏附产生影响,温度升高导致颗粒杨氏模量降低,颗粒壁面沉积增加;进料浓度增加,颗粒与壁面碰撞几率增加,使得排尘锥段颗粒沉积加剧;1~10 μm的微颗粒在排尘锥内滞留时间较长,易于沉积黏附。     

石蜡沉积动力学的测量和预测

讨论了在模拟运行流动条件下测量蜡沉积速度的试验技术，介绍了改进后的试验室试验方法和计算模型，以此来预测管道中的蜡沉积速度和长期积蜡对管道压降与温度分布的影响。该计算模型除了适用于计算沿管道的瞬时沉积速度外，还能模拟管道运行中结蜡的长期影响。计算结果表明，结蜡厚度和温度是位置、沉积量和压降的函数，而这些又都是时间的函数。文章还对海洋管道的蜡沉积进行了实例研究。研究结果表明，以该计算模型预计的大部分蜡     

原油中蜡的沉积和影响沉积的因素及防蜡原理

该文是关于原油中蜡沉积过程，影响蜡沉积的因素与应用的综述。在蜡沉积过程中讨论了溶解蜡分子的径向扩散，蜡晶粒子的横向迁移，原油中蜡的沉积总速度，侧重于原理分析，阐述了原油中蜡的沉积与温度，压力，流速，水和沥青质的关系及防蜡机理，以期对清防蜡提供一些理论依据。     

关于 Ｈ２Ｓ对储层伤害及对策的研究与应用

含 Ｈ２Ｓ天然气藏在全球分布广泛,我国含 Ｈ２Ｓ天然气井分布也十分广泛。在四川、新疆、长庆气田等相当一部分气井的天然气中都含有对储层存在严重伤害的 Ｈ２Ｓ等酸性气体。目前,国内外对气藏 Ｈ２Ｓ气体对储层伤害影响因素及对策的研究还相对较弱,文章针对含 Ｈ２Ｓ气藏性质,开展了 Ｈ２Ｓ对储层的伤害机理、影响因素及对策的研究,采用了合理开采制度、监控元素硫在储层中沉积的速度及沉积量、实施增产技术措施、加注硫溶剂等方法,有效地防治了元素硫导致的硫元素沉积对储层的伤害,从而达到了保护储层与提高气藏采气速度的目的,这对于含 Ｈ２Ｓ气藏的安全、科学、有效开发具有一定的指导意义与重要参考价值。     

关于H_2S对储层伤害及对策的研究与应用

含H_2S天然气藏在全球分布广泛,我国含H_2S天然气井分布也十分广泛。在四川、新疆、长庆气田等相当一部分气井的天然气中都含有对储层存在严重伤害的H_2S等酸性气体。目前,国内外对气藏H_2S气体对储层伤害影响因素及对策的研究还相对较弱,文章针对含H_2S气藏性质,开展了H_2S对储层的伤害机理、影响因素及对策的研究,采用了合理开采制度、监控元素硫在储层中沉积的速度及沉积量、实施增产技术措施、加注硫溶剂等方法,有效地防治了元素硫导致的硫元素沉积对储层的伤害,从而达到了保护储层与提高气藏采气速度的目的,这对于含H_2S气藏的安全、科学、有效开发具有一定的指导意义与重要参考价值。     

探测电池法研究海洋大气腐蚀行为

采用探测电池在室内模拟环境研究大气相对湿度、温度及含盐量对碳钢腐蚀性的影响,经数据回归分析发现,碳钢腐蚀速度和相对湿度及温度均成线性关系,碳钢表面海盐沉积量是影响大气腐蚀性的主要因素,微量盐沉积使碳钢腐蚀增大1～2个数量级,并且临界相对湿度从65%降到40%左右.     

渤海B油田胶质沥青沉积规律研究

胶质沥青质沉积对储层渗透率造成伤害,严重制约油田产能释放,及时判断是否存在沉积及其对产能的影响程度对油田生产开发具有重要意义。采用气-液-固三相平衡热力学模型,结合原油组分组成实验数据,判别渤海B油田容易发生胶质沥青质沉积。利用实际油田参数建立单井径向流模型,分析了胶质沥青质沉积与地层压力的关系,模拟了胶质沥青质沉积对产量的影响及储层伤害程度。研究发现:随着油田开发时间增加,地层压力逐渐下降,当压力下降到36～40 MPa时,胶质沥青质开始析出,当压力下降至28～33 MPa时,胶质沥青沉积速度加快,对储层渗透率伤害增大,产量大幅下降,胶质沥青沉积可使产量降低80%以上。     

高压和轻组分油存在情况下的蜡沉积机理

本文较系统地研究了原油组分，温度和压力对蜡沉积速度的影响。试验研究显示了分子扩散是蜡沉积的主要原因。此外，本文对确定蜡晶显现点（ＷＡＰ）的不同方法进行了比较。     

砂岩底水油藏开采机理及开发策略

利用数值模拟方法研究分析了采油速度、油层沉积韵律、垂直水平渗透率比、夹层大小及位置、边底水能量、不同油水粘度比、井距、射开程度、毛管压力等对砂岩底水油藏开采效果的影响,同时对有夹层存在时K_v/K_h值对底水上升速度及形态的影响进行了精细模拟研究.研究表明：影响底水锥进的主要因素是采油速度、垂直水平渗透率比、油水流度比、夹层;砂岩底水油藏底水推进一般以平托为主.文中提出了相应的开发策略.     

含砂稠油卧式分离器数值模拟

目前对分离器的数值研究较广泛,但多是对不同构件下的流场模拟研究,缺少分析含砂稠油卧式分离器中颗粒的沉积率对分离器分离效率的影响。鉴于此,针对含砂稠油卧式分离器中油、水、砂的分离情况,建立卧式分离器的三维流场模型,数值模拟得到了分离器内的砂粒运动轨迹、油水分布情况及不同粒径的砂粒质量分数变化;分析了不同入口速度、稠油黏度、含砂质量分数对分离器分离效率及砂沉积率的影响。数值模拟结果表明：卧式分离器可以在内部挡板周围形成中等强度的旋转流场;稠油被砂粒吸附在周围,形成聚合团状物,可降低油滴的上浮速度,增大油滴上浮剪切力和摩擦阻力,从而降低分离效率;分离器内砂粒粒径小于110μm,砂粒不会沉积在分离器内,反之砂粒发生沉积的可能性逐渐增大;分离器入口速度大于1 m/s时,分离器的油水分离效率显著下降,砂分离效率逐渐降低;稠油的动力黏度越大,分离效率越低;随着含砂质量分数的增大,分离效率逐渐降低,砂粒的沉积率逐渐增大。研究结果可为稠油除砂分析中砂粒尺寸控制和分离器现场作业提供理论支撑。     

天然气水合物浆在管道中的流动沉积特性

随着海底天然气水合物开采及开发技术研究的不断发展,水合物浆的宏观流动特性研究成为保证天然气水合物浆顺利输送的必要条件。为此,对天然气水合物浆液在管道中的稳定流动状态及临界堵塞条件进行了研究,以传统的固液双层流动模型为基础,结合天然气水合物在水平管道中的流动特点,提出了天然气水合物浆稳定流动的判定标准——临界流动速度和临界床层高度,即管道内出现固定床层的临界速度和该速度对应的床层高度;并提出了计算天然气水合物浆流型及流动参数的方法。在此基础上,对天然气水合物浆在管道中流动的沉积特性进行了研究,设计正交方案,对比了不同因素对临界沉积速度的影响因子。实验验证结果表明:该方法可以较为准确地描述天然气水合物浆的流动状态及其特征参数,对判断其安全流动具有一定的指导意义。     

浅析沉积微相与热采稠油油藏开发效果的关系

以辽河油田杜148断块为例,论述了湖成扇三角洲前缘亚相沉积中,水下分流河道,河口砂坝,前缘薄层砂,远砂坝和分流间泥等多种沉积微相及其组合与薄互层稠油油藏热采开发效果之间的关系,证明了不同沉积微相对储平面和纵向动用程度,断块地层压降速度及油井注汽质量产生了多方面影响。     

高家河地区盒_8段地层地震-沉积响应特征研究

针对鄂尔多斯盆地延长探区高家河地区上古生界盒_8段地层沉积体系平面分布特征复杂的问题,利用岩石物性、90°相位地震数据体、时频分析技术及地震沉积学等方法,在地震剖面上建立高频等时地层格架,将地质、测井及地震相结合,对不同主频的地层切片进行沉积学解释,研究盒_8段地层地震-沉积响应特征,确定目的层沉积相带平面分布规律。研究表明:盒_8段地层砂岩、泥岩声波速度范围重叠较大,砂岩声波速度整体上略高于泥岩声波速度,孔隙度对纵波速度有较大的影响;盒_8段地层受山西组煤层地震反射波干涉作用影响强烈,地震有效频带为40~100 Hz;研究区盒_8段地层沉积时期主要发育三角洲前缘亚相,较大规模的2条水下分流河道为其主要微相,一条水下分流河道沿S228—S232—S204—S205—Yq2—S216井呈南东—北西向展布,另一条水下分流河道沿Y218—S222—Y120—S226井近东西向展布。研究结果对研究区下步油气勘探具有指导意义。     

底水稠油油藏人工隔层形态及影响因素研究

应用室内实验与数值模拟两种方法,系统地研究了底水稠油油藏人工隔层形态展布及其影响因素。室内物理模拟实验利用人造岩心,定性、定量地分析了不同沉积特征、不同注入隔层介质速度、体积和黏度下隔层形态特征,并应用数值模拟方法,对比验证了室内研究结果。结果表明:不同沉积特征形成的隔层形态有明显区别,针对不同沉积特征地层应采取不同的堵水措施;注入速度越小越好,但考虑到凝胶固结的时间和施工作业可以适当提高注入速度;改变注入凝胶浓度,对隔层形态的影响较大,注入凝胶的浓度越高、黏度越大,纵向上隔层厚度也越大;注入体积越大形成的隔层半径和厚度越大,但整体形态相似。     

水驱油田开发指标技术界限研究

研究不同沉积单元采油速度和注水强度开发界限,然后对生产井做了不同降压方案,研究了不同降压方案对生产井产液、产油、含水以及动用层数的影响。     

岩石沉积学特征与岩石弹性参数的关系

岩石物理基础研究结果表明,岩石的弹性特征是由岩石内在的矿物成分及含量、孔隙和孔隙流体等物理参数所决定的,而这些物理参数又受岩石的沉积环境、沉积过程和后续成岩作用等因素控制。研究岩石的物理参数与其物性和弹性参数之间的关系,对利用地震弹性参数预测油气储层具有一定的指导意义。通过岩石物理分析技术,系统地分析某扇三角洲成因砂砾岩储层的岩性和孔隙流体等物理参数对岩石密度以及速度和模量等弹性参数的影响,结果表明,纵横波速度比、横波波阻抗、剪切模量和剪切模量与密度乘积等参数对砂砾岩与泥质岩比较敏感,可用于砂砾岩的分布预测;纵横波速度比、拉梅常数与密度乘积能够较好地区分含油和含水砂砾岩,可用于油层预测。进一步研究发现,当地层沉积序列由多沉积旋回细分至单个沉积旋回时,岩石孔隙度与纵波速度和纵波波阻抗的相关性呈现逐步变好的趋势,但它们之间并非简单的线性关系,且受泥质含量影响较明显。     

沥青在多孔介质中沉积过程数值模拟

结合相关研究成果建立气-液-固三相多孔介质一维沉积模型,同时为了验证该模型的正确性,考虑到流体输运的物理特性,进行仿真计算模拟实际实验,并与实验结果对比.研究表明,该模型计算结果与实验吻合得较好;在同一渗流速度条件下,孔隙度、渗透率越低的岩心中,多孔介质对沥青沉积的影响越大;渗流速度与沥青沉积量呈反比.     

储层砂岩沉积特征变化对地震弹性属性的影响

为使从地震数据中所提取的属性参数具有一定的地质意义,需要建立岩石物理性质与储层岩石沉积学特征之间的定性或定量关系.利用储层砂岩样品试验测试结果并根据胶结砂岩模型等有效介质理论分析了成岩作用及岩石结构变化对地震弹性属性的影响及其在弹性属性(速度、模量)-孔隙度交会图中的表现形式.成岩作用(胶结物含量)控制了砂岩弹性属性在交会图中的相对位置.结构变化对弹性属性的影响弱于成岩作用的影响,在弹性属性-孔隙度交会图中因结构变化而表现出的整体变化趋势斜率小于成岩作用差异所表现出的趋势,为利用地震弹性属性解释岩石沉积特征提供了一种方法.利用等效弹性模量理论分别给出了定量模拟流体饱和储层砂岩成岩作用变化(胶结物含量差异)、结构变化(定胶结物含量)对弹性波速度及模量影响的理论计算方法.