某原地浸出铀矿井型及井距优化数值模拟

为了研究某铀矿原地浸出采矿井型及井距选择及优化方法,对原地浸出采矿选择井型及井距的基本原理进行深入分析,论述了选择井型及井距时需要考虑的影响因素。运用Visual Modflow软件对行列式井型与七点型井型及不同井距下的井型进行数值模拟,结合矿山井型选择原则、矿山实际条件和技术经济条件,对水头剖面图、溶质浓度分布图及溶质运移路线图进行分析。结果表明:适合该矿山的合理井型为七点型,该矿山的最优井距为25 m。研究成果可为类似矿山提供参考。     

U形井注气加热原位裂解油页岩工艺及其数值模拟

针对油页岩地下原位裂解技术,提出了U形井注高温氮气加热油页岩的工艺方法并介绍了其优势。结合吉林省农安县油页岩的地层条件,建立原位裂解的物理模型,应用计算机软件进行了模拟,得出了U形井水平段长度与原位裂解效率之间的关系,优化了U形井水平段的长度以获得最高的加热效率,当水平段长度为150 m时,原位裂解的效率最高,加热效率因子为35.51℃/(m·d)。     

近井储层改造对天然气水合物藏降压开采特性影响的数值模拟研究

本文基于我国第一轮海域天然气水合物试采地质模型,利用Tough+Hydrate对近井储层改造后的水合物藏进行降压开采模拟研究.探究了多孔骨架渗流通道对气/水输送、压降传播、水合物分解等的影响机制,评估了近井储层改造在不同开采层位和整个开采过程中对产能提高的贡献大小.模拟结果表明:多孔骨架渗流通道内气/水流速高,可以起到导流、防砂的作用;近井储层改造可促进压降传播,加快水合物分解,但骨架通道的增产作用随开采时间增加逐渐减弱;近井储层改造在不同开采层位起到的增产效果不同,三相层中的增产效果最明显,但由于模拟改造范围较小、形成的多孔骨架渗流通道渗透性较低,增产效果不明显,多孔骨架渗流通道高度为50 cm时,2年产气量仅提高11.7%.     

基于原位开采工艺的油页岩热解特性研究

基于煤炭地下气化原位开采油页岩的工艺特征,采用热重分析仪对桦甸油页岩进行了热解特性的实验研究,研究了桦甸油页岩有机质大幅热解的温度范围、热解产物及不同升温速率对热解特性的影响,分析了热解特性对原位开采油页岩工艺的指导作用。研究结果表明:桦甸油页岩热解失重可以分为3个阶段,其中第2阶段(300℃～550℃)为有机质热解的集中阶段,析出物主要为CO、CO2、CH4同系物及不饱和烃类等油气;随着升温速率的提高,最大失重速率升高,失重峰值温度后移,有机质初始及终止热解温度呈现出规律性,升温速率从5℃/min提高到20℃/min,最大失重速率提高近5倍,失重峰值温度提高28℃,但第2阶段的失重比例受升温速率影响不大。     

分选油页岩用重介质旋流器数值模拟研究

以双锥重介质旋流器为研究对象,通过计算流体力学数值模拟,分析不同锥角组合旋流器内流体的速度分布规律,进而找到最适合分选高密度油页岩的锥角组合。研究结果表明:不同锥角组合旋流器的内部流场具有相似的分布规律,其中当上锥角为70°、下锥角为30°时流体切向速度最大,零速包络面位置最靠近器壁,旋流器的实际分选密度最高,因此最终选择锥角组合为70°～30°。     

某地浸矿床抽注液井距研究:Visual-MODFLOW在某地浸矿山井距确定中的应用

对某地浸矿山水文地质条件进行详细分析、整理,分析了影响地浸矿山抽注液井距的主要因素,从理论上计算出适宜矿山抽注液井距的范围,同时给出推荐的井距。运用Visual-Modflow建立三维地下水流数值模型,运用模型模拟抽注液井距,对三种不同井距23m、27m、30m进行了模拟,模型计算结果表明,23m、27m井距从技术上更为合理,能够较大的覆盖矿体范围,减少溶浸死角。运用经济分析对23m、27m井距进行优化,结果表明27m井距综合效益最优,从而确定了矿山抽注液井距采用27m。     

大型油页岩矿井井工开采工艺设计

随着世界高油价时代来临,以前高成本的油页岩生产变得经济。如何提高油页岩井工开采方式的效率和降低开采成本,是目前油页岩开采规模化发展的一个需要迫切解决的问题。论文针对国内一大型油页岩矿井实况,结合开采工艺和采掘设备发展现状,创新和优化了新型的油页岩井工开采工艺设计。     

农安油页岩水力压裂模拟及实验研究

裂隙的数量和尺寸会影响油页岩原位开采的成本与效率,开采前需对油页岩进行水力压裂来建立或扩展裂隙,而压裂过程中的破裂压力是一个重要的参数。以农安矿区油页岩为研究对象,数值计算了其射孔完井下的水力压裂的破裂压力并采用真实破裂过程分析软件(二维渗流分析版)对水力压裂过程进行数值模拟,得到油页岩破裂压力。同时对该矿区油页岩压裂进行了实验对比,验证了数值模拟的有效性。对比结果表明模拟值、实验值较计算值均偏大。     

松河井田煤层气井产能数值模拟

为研究煤储层压力特性对煤层气井排采及产能的影响,针对松河井田煤层气GP井组,采用COMET3数值模拟软件进行产能模拟及预测,在此基础上分析煤储层压力特性。结果表明:孔隙度和渗透率对产气量的参数敏感性较强,对产能影响较大,应注重储层改造工作。     

坚硬顶板液压支架最优化推进步距数值模拟研究

为了确定坚硬顶板液压支架最优化的推进步距,以布尔台煤矿42106工作面为工程背景,采用FLAC3D和UDEC数值模拟软件对不同推进距离顶、底板破坏范围和超前支撑压力峰值进行了对比分析。研究结果表明,随着推进步距的增大,顶、底板破坏范围和超前支撑压力峰值均逐渐增大。     

基于试验和分子模拟的页岩油用于浮选褐煤的可行性研究

为探究页岩油对褐煤浮选的可行性,利用气相色谱质谱测试、煤泥浮选试验、X射线光电子能谱和分子模拟方法,分别测试了页岩油的化学成分,考察了褐煤浮选行为和页岩油、煤油预处理对煤粒表面官能团的影响,探究了分子尺度的煤-油-水体系结构特征。结果表明:烷烃、烯烃是页岩油的主要化学成分,烷烃多以碳数12—22的形式存在;页岩油可通过覆盖褐煤表面的亲水性含氧官能团,提高C—C/C—H的相对含量;无论采用何种浓度,页岩油对褐煤的浮选效果始终显著强于煤油。分析认为,页岩油的吸附覆盖了褐煤表面部分孔隙,可降低褐煤表面粗糙度,抑制水分子在煤表面的布展,因此页岩油可作为褐煤浮选的高效捕收剂。     

松辽盆地三肇坳陷肇州油田水平井区剩余油分析

为了直观科学地指导大庆外围葡萄花油层低丰度、超薄油层水平井注水开发,以及高含水水平井剩余油分布,开展了水平井区数值模拟研究及剩余油分布分析.本文论述了利用薄差层三维地质建模数据开展水平井区数值模拟及剩余油分析.采用Mepo软件对油藏敏感性参数进行分析,应用局部网格加密技术模拟水平井开发情况提高模拟精度,根据数值模拟及剩余油研究成果制定措施方案,指导水平井高效注水开发.     

基于数值模拟的预裂爆破参数优化研究

为了解决预裂爆破中预裂效果难以保证,爆破参数难以选取的问题,采用数值模拟技术对不耦合系数、孔间距等参数进行模拟分析。首先选取了RHT模型作为岩石材料模型,该模型能够较好地描述岩石在爆炸荷载下的拉伸和压缩力学响应行为。进而设计多个方案分别对不耦合系数和孔间距进行模拟,并分析其结果。模拟结果表明:不耦合系数越大,围岩受到的损伤破坏越小,而孔间距则对爆破损伤范围基本没有影响,但是其取值越大则不能形成有效的预裂缝,本次模拟确定最佳的爆破参数为不耦合系数k=3.5,孔间距L=700mm,为实际工程中预裂爆破中参数的确定提供了参考依据。     

Hydrogeologic impacts in the Estonian oil shale deposit

The article describes the hydrogeological problems related to water influx to the mine and water sulphate content association with underground oil shale mining in an environmentally sensitive area of Estonia. The water balance method was used to calculate the ratio of mine water outflow/inflow. Water balance calculations are needed for estimating the groundwater transversal flow into closed mines. Before oil shale mining groundwater geochemical processes are characterised by low sulphate content. Dewatering of oil shale mines lowered groundwater level in the Keila–Kukruse aquifer, and caused an about 50-fold increase in sulphate by intensive oxidation of pyrite of natural origin. The mobile sulphate ion may serve as an indicator of changes occurring in the sulphate content of groundwater stored in the Keila–Kukruse and Lasnamäe–Kunda aquifers of the Ordovician system in the area of closed and working mines. Using the method of inverse mixing, sulphate ion distribution is a possibility to study the movement of groundwater in lateral and transversal directions.     

边底水稠油油藏蒸汽吞吐开采特征及开发优化数值模拟研究

研究区属于典型的边底水稠油油藏，采用蒸汽吞吐开采，目前处于开发的初期阶段。该油藏生产中出现了蒸汽吞吐产能较低、含水上升较快、采出程度较低的问题。对此研究了蒸汽吞吐的开采特征及边底水对开发的影响，并通过数值模拟开展了蒸汽吞吐开发优化研究。边底水对油藏蒸汽吞吐生产有较大影响，其吞吐开采既有稠油油藏蒸汽吞吐弹性降压开采特点，又具有特有的水驱开采特点。根据油藏地质特征，建立典型数值模拟模型，对蒸汽吞吐开发井型、井距、避水高度、注采参数（注汽速度、注汽强度、干度、焖井时间）进行了优化，为下一步改善蒸汽吞吐开发效果提供了技术支撑。     

岳城矿预抽地面井采动影响数值模拟研究

为提高地面井抽采效率及优化地面井井位选择,基于岳城矿1301_下工作面概况、岩层参数及综合柱状图,采用FLAC^3D构建岳城矿综采工作面数值计算模型,对采场覆岩运移规律进行模拟计算分析。通过模拟1301_下综采工作面回采情况,分析了采动过程顶底板塑性区变化及覆岩应力变化规律,得到了综采工作面推进至预抽井附近时的应力演化特征,并进一步分析了综采工作面推进至预抽井附近时的应力演化特征,为预抽井井位优选提供了理论依据。     

GY5-1-4H页岩油水平井提高固井质量关键技术研究与实践

针对页岩油水平井水平段长、井眼条件复杂、套管居中难度大、顶替效率低、水泥体系性能要求高等制约固井质量提高的难题,开展钻井参数与钻具组合协同优化技术研究,优化钻具组合,满足提高固井质量对井眼清洁的要求,通过顶替效率模拟研究设计了理想套管居中度,并以此优选了整体冲压螺旋半刚性扶正器和清水顶替预应力固井技术,基于韧性化改造技术提高水泥石强度,降低杨氏模量,改性水泥石可以满足页岩油井水力压裂要求。使用上述页岩油水平井固井工艺配套技术,确保了GY5-1-4H井固井质量合格,为长水平段水平井固井提供了一套可借鉴的固井关键技术。     

基于生产潜力的致密油藏井网形式优化研究

致密油藏具有低孔低渗、裂缝发育以及强非均质性等地质特征,因此致密油藏注采井网形式的优化设计显得尤为重要。本文改进了传统油藏生产潜力方法,得到了适合致密油藏开发的油藏生产潜力方法,并对改进型油藏生产潜力、传统油藏生产潜力及油藏储量丰度三种计算方法进行了对比分析,在基于生产潜力计算方法得到优势布井区域后,采用正交设计法,通过油藏数值模拟方法对五点法、反七点法、反九点法和平行井网的生产效果进行模拟预测,对天然裂缝展布方向与井网方位的关系进行研究,完成致密油藏井网形式的优选。结果表明：改进的生产潜力方法是可靠的,比原有的油藏生产潜力方法和储量丰度更能反映致密油藏不同地区的开发潜力, 可以作为致密油藏优势布井区域优选的依据。在致密油藏天然裂缝发育的情况下,采用五点法井网,将压裂水平井平行于天然裂缝布置,采出程度最高,见水时间最晚,含水率上升最慢,开发效果最好。     

沁南东区块煤储层特征及煤层气开发井网间距优化

煤层气井网优化与部署是煤层气开发方案的重要组成部分,合理的井网布置可大幅度提高煤层气井产量,降低开发成本。针对这一问题,以沁水盆地沁南东区块为依托,系统分析了研究区煤层条件、煤层含气量和渗透性分布特征;通过数值模拟计算不同井网方案下的生产动态,提出了综合考虑累积现金流和采收率等经济评价参数确定合理井网井距的优化方法。研究结果表明,研究区山西组3号煤层厚度4～6 m,平均5. 61 m,煤层埋藏深度在417. 93～1 527. 49 m。煤层含气量2. 87～24. 63 m3/t,平均为13. 78 m3/t,且随着煤层埋藏深度的增加,煤层含气量按对数函数规律增高。煤层渗透率较低,试井渗透率为0. 01×10-15～0. 2×10-15m2,平均为0. 06×10-15m2,且随着埋藏深度的增加煤储层渗透性呈指数函数降低。根据研究区煤储层条件,对不同埋藏深度煤层气井的井网间距进行了产能模拟计算,并综合考虑累积现金流和采收率等经济评价参数,确定了不同煤层埋藏深度煤层气井合理井网间距,500 m以浅的区域为350 m×300 m,在500～1 000 m的区域为300 m×250 m,在1 000 m以深的区域为250 m×250 m,实际井网部署实施时应根据实际地质条件适当调整,这些认识为本区煤层气开发制定合理的井网间距提供了参考。     

射孔对页岩水力裂缝形态影响的物理模拟实验

通过XRD、扫描电镜及力学强度测试等实验对龙马溪组页岩的物理力学性质进行分析,并采用真三轴压裂改造模拟器开展水平井水力压裂物理模拟实验,探究射孔参数及页岩物理力学性质对裂缝形态的影响规律。实验结果表明:(1)具有3种不同射孔类型的试样,在压裂后主要形成4种水力裂缝的形态模式,其中组合型射孔对于复杂裂缝的形成具有一定的促进作用。当射孔间相位角和间距过小时,缝间应力干扰增大,不利于扩大裂缝规模。(2)试样在压裂过程中的泵压-时间曲线,会因射孔类型的不同而呈现出明显的差异,曲线的波动程度和裂缝的复杂程度呈一定的正相关。(3)水力裂缝在延伸过程中与结构面相交时出现的穿透、分叉等现象是形成裂缝网络的前提。各向异性、微裂缝和微孔隙、脆性指数等页岩的物理力学性质会影响裂缝的扩展路径和迂曲度。