调整井钻遇异常高压定量控制方法

对于调整井异常地层压力，其控制过程中会受到诸如注水井合理配注、生产井合理配产等条件的限制，通常做法只能凭借经验进行压力控制，不够精确。考虑到油气田高效、安全钻井的需要，依据不同的压力异常类型，建立了定量控制异常压力的计算模型，确定了注水井合理关井停注时间、最大放溢量和最佳放溢时机以及生产井合理井底流压、增产量和增产时机等参数，给出了计算公式，推导出了注水最佳关井停注时间、注水井最佳放溢量和生产井合理的增产量的定量计算方式，并通过某油气田的一口待钻调整井（T1井）对3种方法进行了验证，实现了对调整井异常高压的定量控制。但3种方法对异常压力的控制力度和速度存在差距，应结合油气田生产实际选择应用。     

地源热泵竖直埋管的有限长线热源模型

对地热换热器竖直埋管的非稳态传热模型进行了分析讨论。采用虚拟热源和格林函数法给出了半无限大介质中有限长线热源产生的非稳态温度场的解析解表达式。与稳态温度场的解进行比较,讨论了温度场达到名义上的“稳态”所需的时间,同时对于达到稳态时的温度场也进行了分析,指出了现行教科书中关于该问题的错误,提出了稳态时两个地热换热器孔壁代表性温度的定义,并对两者进行了比较,进而给出了可供工程应用的简化计算公式,并对两者进行了比较,进而给出了可供工程应用的简化计算公式。基于以上分析,进一步讨论了全年冷热负荷不平衡对地热换热器长期性能的影响。     

注采井间裂缝对地热回灌的影响研究

天然裂缝和压裂诱导裂缝是地热储层主要的储集空间和流体渗流通道,是影响含裂缝热储资源可持续利用的关键因素。文章考虑渗流对地热储层传热过程的影响,建立了含裂缝地热储层的渗流-传热弱耦合模型,并结合"一采一灌"的对井注采模式,分析了裂缝的倾角、长度、宽度等特征参数对地热储层渗流场、温度场的影响。分析结果表明:裂缝的倾角、长度、宽度等特征参数对生产井热突破现象影响较大,裂缝的倾角越小,长度、宽度越大,生产井越容易产生热突破,且当裂缝处于注、采井连线上时,热突破的速度最快;当裂缝的各特征参数一定时,通过优化注、采井与裂缝之间的方位关系,可以延缓生产井的热突破进程。     

地热开采的裂隙渗透T-H-M耦合模型及模拟研究

地热开采是典型的热流固耦合问题。文章以裂隙岩体地热开采为背景,推导出含热储温度变量的孔隙率、渗透率方程,由此建立含裂隙热储的温度、渗流和变形场全耦合数学模型。利用上述模型求解了含简化裂隙热储的地热开采问题,得出裂隙开度等参数对热储温度场和地热产能的影响规律。研究结果表明:注入井和生产井之间的裂隙岩体是地热资源的主要供给区域;天然裂隙开度或人工裂隙开度是控制热储温度,提高地热开采效率的主要因素,裂隙开度扩大1倍,地热产能增加近6倍。     

地热井修井工艺与实践

西安某地热井自交井投产3年后因某种原因的影响导致水层套管发生变形,形成两个内径约5-6cm的破洞。造成该地热水井严重漏砂,迫使该地热水井无法正常生产。该井出现的问题,在西安地区多数病井中都能遇到,具有一定的普遍性。本文总结了该井历时近5个月的修井工程及技术要点,旨在与同行共同探讨为今后西安地区乃至全国地热井修井而提供参考依据。     

常温注水井对含水层热贯通的影响机理分析

为探究常温注水井对水源热泵热贯通现象的影响,利用FlowHeat1.0软件模拟了3组情景下含水层渗流场、温度场时空分布特征,并分析了常温注水井对含水层热贯通的影响机理和抽水井水温变化规律。结果表明,常温注水井通过减小回灌井、常温注水井之间的水力坡度和延长地下水渗透途径的方式达到缓解热贯通的效果;回灌井、常温注水井流量比相同时,常温注水井在抽灌井连线的位置对含水层热贯通的影响小;抽灌量不变时,常温注水井与回灌井的流量比越大,常温注水井缓解热贯通的效果越明显;在有利地下水回灌的水源热泵系统中,布设常温注水井能有效地降低含水层热贯通程度。     

高含水油藏注水井调剖选井方法研究

注水开发油田在开发中后期,由于注入水的长期冲刷,油藏孔隙结构和物理参数将发生变化,导致在注水井与生产井间可能产生高渗流通道,造成注入水的无效循环。孤南油田131块经过20多年的注水开发,含水率达到97%以上,为了提高水驱油效率,对该区块进行堵水调剖试验。首先利用PI值、FD值对该区块中4个井组进行初选;然后依据灰色关联理论及现场生产实际情况,对比分析了邓氏关联度模型与B型关联度模型,得出B型关联度模型在计算油水井间的动态关联度方面具有显著优势;最后利用B型关联度模型及历史生产数据,计算得出131-2井组关联度最高,选择该井组进行堵水调剖先导试验。试验后该井组累计增油1600t,取得了显著的经济效益,同时该区块的水驱开发效果得到明显改善,并为后期区块整体调剖提供了借鉴和指导。     

奈曼油田油水井解堵工艺技术研究及应用

为了解决奈曼油田开发中后期油层堵塞、产量下降、注水压力增高等问题,需要研制高效能的解堵剂和施工工艺。根据岩心溶解实验结果,确定油井解堵剂主体酸液为有机酸,注水井解堵剂主体酸液为多氢酸。通过对大量室内实验数据的分析,优选出黏土稳定剂、缓蚀剂、铁离子稳定剂、防乳化剂、助排剂等助剂的组成成分和配比,形成了油井高效解堵剂和注水井多氢酸解堵剂的基本配方和施工工艺。根据实验优选得到的高效解堵剂配方和多氢酸解堵剂配方,对2口油井和1口注水井进行了现场试验,2口油井有效期内分别累计增油636.7t和356t,注水井由日注17.91m3/d增至24.7m3/d,注入压力由16.8MPa下降至12.5MPa,基本达到了配注要求。试验结果表明,新研制的油、水井解堵剂较好地解决了地层污染和堵塞问题,显著提高了油井产量,注水井达到了降压增注的目的。     

萨尔图油田南二区东部基础井网分压注水节能方式探讨

萨尔图油田南二区东部基础井网具有较好的代表性。区块内有萨葡、高台子、过渡带基础等多个层系,其中高台子平均油压最高,过渡带基础平均油压次之,萨葡纯油区平均油压最低,具有分压注水节能潜力。根据理论计算,注水站消除泵管压差、提高泵效及管网消除管井压差的节能潜力每年合计约1732×10^4kW·h,其中井口压差的节能潜力最大,占79.4%。区块内注水压力高于区块平均注水压力10%以上的注水井共计89口,注水压力低于区块平均注水压力10%以上的注水井共计91口。由于注水量较高、注水支线管径较细、管线较长等原因,导致注水支线阻力偏大;还有部分管线由于腐蚀结垢,沿程阻力增大。建议对注水系统的注水井、管网、注水站均进行改造,综合调整,降低井口压差。开发中暂不考虑开发调压措施对注水井节能效果的影响。根据各区块推荐工作压力采取节能措施,南二区东部基础井网节能优化总投资1405万元,预计年节电1268×10^4kW·h,年节约电费695万元。     

低渗砂岩酸压增注技术研究与应用

辽河油田ZQ区块储层物性差,平均孔隙度为12%,渗透率分布在0~1mD之间,属于典型的中孔-低渗透油藏。长期以来,该区块约有30%的注水井存在注水压力上升快、长期注水高压、注不进等现象,采用常规酸化增注措施后,平均有效期只有61d,注水状况无法彻底改变。借鉴国内类似储层的注水井增注经验,提出了ZQ区块酸压增注措施。通过建立油藏和压裂裂缝的二维渗流模型,对比了酸压增注与常规注水的压力扩散和增注量,证实酸压增注的理论可行性;通过室内岩心柱刻蚀实验,证实砂岩岩面酸蚀后能够形成导流裂缝;同时对酸液进行优化,采用有机酸体系减缓酸岩反应时间,增大酸蚀处理半径。在现场应用了5井次酸压增注施工,措施后平均日注量24.3m~3/d,同时邻近油井平均动液面上升120m。酸压增注为低渗透砂岩油藏改善注水效果提供了一项有效技术手段。     

两相流与溶液化学平衡相结合的地热井结垢模拟研究

水热型地热系统和干热岩增强型地热系统在运行一段时间后都有可能出现井筒和管道设备结垢现象,困扰和阻碍着地热资源的高效低成本开发.由于温度和压力变化导致CO2从地热水中逸出,进而使得CaCO3析出结垢,是地热生产井堵塞的主要原因.将两相流动换热计算与水溶液物理化学模拟相结合,针对地热井内CaCO3垢进行流动换热与化学组分变...     

增强型地热系统中液-岩化学作用数值模拟研究

增强型地热系统（Enhanced Geothermal System, EGS）利用深层岩石中连通的裂隙网络进行流体工质循环,从而实现地热能的持续开采。EGS运行时循环流体工质会与深层岩石产生化学反应,引起岩石中矿物的溶解/沉积,使热储中的裂隙网络形貌产生动态变化,对地下流动与传热过程造成影响。本文分析了EGS中液–岩化学作用特点,详细阐述了在多孔介质热流动模型中耦合入液–岩化学反应的方法,基于已开发成功的EGS传热传质数值模型初步建立了传热–流动–化学（Thermal-Hydraulic-Chemical, THC）多场耦合数值模型,并使用该模型对五井布局EGS的长期运行过程进行了模拟分析,模拟时仅考虑方解石在水流体中溶解和沉积。模拟结果显示,循环流体的注入温度以及注入流体中的矿物离子浓度的设定十分重要。如果二者没有达到较为合适的“平衡”,就会导致注入井附近渗透率和孔隙率的持续变化,对EGS的导流能力造成极大影响。     

青海省共和县地下热水水文地球化学特征研究

以青海省共和县地下热水为研究对象,对所取得的水样进行水化学以及氢氧同位素测试,并分析测试结果。结果表明：共和地区地下热水水化学类型以Cl-Na型为主;地下热水受到浅表层氧化作用的影响较大,所处环境的封闭性较差,有浅层地下水或地表水的混合;地下热水受大气降雨补给;地下热水热源和水源不是同一来源;地下热水未达到水岩平衡状态,估算出地下热水热储温度在37.59~108.22 ℃之间,循环深度为500~2000 m,属于中低温地热系统。     

单井地热采暖系统岩石温度特性模拟研究

建立了单井地热采暖取热及热恢复过程的数学模型,利用该模型重点分析了岩石温度的恢复特征。结果表明：在同一深度条件下,距离井壁越近,岩石温度恢复率越大,温度恢复程度越高;岩石温度恢复并不是一个均匀平稳的过程,在开始恢复后60 d左右,距井中心0.1 m处温度恢复率就已经达到85%,100 d左右达到90%;随着换热进行,岩石温度逐年降低,出口温度和取热功率也随之逐年降低。第一个采暖季平均采出水温度为295.87 K,取热功率为724.80 kW,第二个采暖季平均采出均温度为295.18 K,取热功率为696.49 kW。     

Characteristics and management of the Sumikawa geothermal reservoir, northeastern Japan

The subsurface temperature gradually increases southward in the Sumikawa geothermal field and decreases sharply toward the north. The geothermal reservoir contains a two-phase zone between the cap rock and hot water zone. The target for production was designated in the deep zone, in the high temperature southern area. The production and reinjection areas have been separated to recover thermal energy efficiently during the recycling of reinjection fluid; the wells have been spaced as far apart as possible to reduce well interference. To improve productivity and injectivity, cold-water well stimulation was applied, and this experiment reduced the number of wells required for 50 MW_e power generation.     

中深层地热地埋管实际运行影响因素研究

为研究中深层地热地埋管运行的影响因素,分析西咸新区中深层地热地埋管供暖系统的长期运行结果,并结合关中地区地质数据,建立深度为2510 m的中深层地埋管换热器全尺寸模型,采用数值模拟法研究实际岩层分布下地埋管的运行、结构和材料因素对其取热能力的影响。结果表明,西咸新区某项目1号地埋管和2号地埋管两个地埋管,其平均取热功率均在310 kW以上,具有优良的取热能力。地埋管进水温度随季节变化明显,并引起用户侧负荷及热泵回水温度的波动。在结构方面,随内管径由63 mm增至125 mm,平均出口水温和换热功率分别降低1.9%和4.8%,但内管径过小将影响内管运行的安全性,综合安全和换热两方面因素,最佳内管径应选取ϕ110 × 10mm规格;随外管径由168.3 mm增至244.5 mm,平均出口水温和换热功率分别增加3.5%和9%,综合成本和换热两方面因素,最佳外管径应选取ϕ 177.8 × 19 mm规格;在运行方面,地埋管出口水温随着流量的增加而减小,换热功率随着流量增加而增加;出口水温随着进水温度的升高而上升,换热功率也随之减小。在材料方面,减小内管导热系数和增加固井材料导热系数均能增加地埋管出口水温和换热功率,考虑换热功率变化和成本因素,在工程中导热系数为0.42 W/（m∙K）的内管和导热系数为3 W/（m∙K）左右的固井材料。     

增强型地热系统水力压裂与声发射监测室内实验研究

增强型地热系统（enhanced geothermal system, EGS）以干热岩热能的开采和利用为目的,正逐渐成为世界各国的重点研究对象。除了建立EGS野外试验场开展实际场地研究和技术示范外,亦有必要开展相关的室内实验研究,研究或验证相关关键技术,为野外场地建设提供理论基础和技术支持。本课题组自主研发了模拟地下真实环境的实验系统,开展了尺寸为400 mm × 400 mm × 400 mm的花岗岩水力压裂实验,通过声发射事件监测到的声发射数据,分析了裂缝的扩展规律,并进行了初步的水力连通实验,探讨了各采出井的流量分配,研究了从注入井到生产井的水力连通特性。结果可为数值模拟提供基础数据,为野外试验场地的建设提供参考。     

资源评价与数值模拟在对井回灌系统中的应用

主要针对低焓热水型地热热储，分析了对井系统种类参数依赖的因素，关系以及相关程度，回灌率的选取，渗透率在含水层中三维分布情况对开采区域的影响，回灌对维持热储压力的水平范围和回灌冷水的影响程度，对井的合理井间距等，并针对兰庄地热田地热地质的非均质，各向异性特点，研究了该区的地热地质构造特性，地下资源储量，水资源补给可能性，评价了该地区地热资源的开发潜力。     

冰岛Laugaland地热田热储回灌中水化学动态特征

水化学动态观测是地热田动态监测工作中一个重要组成部分。在热储回灌过程中,通过地热田水化学动态观测,能够及时发现和预见不利问题的发生。冰岛Laugaland地热田的示踪试验分析结果表明,开采井与回灌井之间水力联系密切。根据开采井的水化学动态资料,可以发现开采井中呈现明显的回灌水与“亲水”的混合迹象。基于水化学浓度质量平衡的计算结果表明,开采井中回灌水的平均回采率约为88.5%。     

冰岛低温地热水供热系统碳酸钙沉积的成因

借助化学模型ＷＡＴＣＨ及ＶＤＡＴＡ程序，研究了冰岛低温地热水供热系统的碳酸钙沉积现象。结果表明，在地热水中允许存在一定的碳酸钙过饱和度，而不发生碳酸钙垢的沉积。饱和指数０．２７为冰岛低温地热水中允许的碳酸钙过饱和度。即地热水中可以含有１．９倍理论量的碳酸钙。研究还发现，深层地热水与地表水的共混是导致本研究工作中Ｈｒｉｓｅｙ５号地热井碳酸钙高度过饱和，进一步引起碳酸钙沉积发生的主要原因