超临界CO_2增稠剂研究进展

CO2驱是目前国内外提高油藏采收率的重要方法之一,但由于存在不利的流度比、地层非均质性、天然或人工裂缝等因素,易造成注入CO2流体发生气窜。常用的提高CO2驱波及效率的方法有气水交替驱、CO2泡沫驱和聚合物冻胶驱等,通过在超临界CO2中加入增稠剂,也可提高CO2驱波及系数,提高原油采收率。文中对国内外研究的各种CO2增稠剂进行了综述与评价,重点介绍了常见聚合物、小分子、含氟聚合物以及不含氟表面活性剂等各种类型增稠剂,同时从相行为、相对黏度测定方面介绍了CO2增稠评价方法,对提高CO2驱波及效率的超临界CO2增稠剂的发展方向提出了建议。     

超临界CO2钻井水平井段携岩能力数值模拟

超临界CO2流体的密度较大,与液体接近;其黏度较低,接近干气体.为了研究水平段钻井过程中超临界CO2的携岩能力;建立了描述超临界CO2流体在水平偏心环空中携带岩屑过程的数学模型,同时根据水平偏心环空的特点建立了物理模型.利用CFD数值模拟软件,对不同黏度、不同密度超临界CO2流体在水平井段的携岩规律进行了模拟.计算结果...     

超临界CO_2萃取啤酒花溶解度研究

研究了啤酒花在超临界ＣＯ２中的平衡溶解度随介质温度和压力的变化规律，以及溶解特性。选择适宜的模型，用实验数据对模型进行验算，结果令人满意     

交替注CO_2/N_2驱油机理数值模拟研究

针对江苏油田已投入开发断块油藏,开展交替注CO2/N2段塞驱提高采收率可行性研究。在地层复合流体相态特征实验数据拟合计算基础上,采用数值模拟技术开展均质剖面、正韵律剖面、反韵律剖面、含夹层剖面、层间非均质剖面模型注N2、注CO2、交替注注CO2/N2气驱开发效果敏感性分析,阐述交替注CO2/N2段塞驱替机理。     

低渗透油藏CO_2驱井网模式数值模拟

文中介绍了几种CO2驱常用井网模式的特点及适用范围,根据大庆油田外围某低渗区块地质与流体物性参数建立地质模型,在相态拟合的基础上对CO2驱不同井网模式进行了数值模拟研究。结果表明：该区五点井网的采出程度和地层压力保持程度要高于正方形反九点井网;五点井网中,排距与井距之比处于0.20~0.33和0.90~1.12范围内时采出程度较高,正方形井网的采出程度最低;储层中渗透率的各向异性、层内非均质性及天然裂缝的发育,使得同一井网密度下不同井排距方案的采出程度差异变大,并且会造成CO2的不均匀推进,影响采出程度。     

超临界CO_2萃取沙棘油的研究

简要概括了超临界流体的性质及应用 ,并利用超临界CO2 萃取装置从沙棘籽中萃取沙棘油 ,考察了原料粒度、含水量、CO2 流量以及萃取压力、温度对萃取率的影响 ,获得了最佳工艺条件 :原料粒度 6 0～ 10 0目 ,含水量w(H2 O) <5 % ,萃取压力 2 0～ 2 5MPa ,萃取温度 35～ 5 0℃ ,CO2 流量 2 5～ 35kg/h。萃取的沙棘油产品经检测 ,其质量好于行业标准的要求。     

考虑分子扩散作用的裂缝性油藏CO_2混相驱数值模拟

与常规油藏不同,在裂缝性油藏注气开采中,分子扩散作用是提高基岩原油采出程度的主要机理之一,然而这一机理常被忽略或者认识不足。为了研究分子扩散作用对裂缝性油藏CO2混相驱的影响,文中建立并推导了考虑分子扩散作用的多相、多组分双重介质数学模型,并应用有限差分方法和Matlab软件编程进行模型的求解,同时与基于国外某裂缝性碳酸盐岩油藏建立的常规Eclipse双重介质组分数值模型进行了验证对比。计算结果表明,所建模型比Eclipse常规数值模型模拟结果可比性强、实用性好,能够准确描述分子扩散对注气开发的影响,为提高裂缝性油藏注气动态预测技术的准确性提供一定帮助。     

超临界CO_2萃取含油钻屑的数值模拟与响应面分析

含油钻屑是页岩油气钻井过程中的难处理的污染物,本文结合中心复合实验设计,研究利用超临界二氧化碳(SCCO_2)萃取含油钻屑,响应曲面分析了各独立变量和变量之间相互作用对萃取固相物中残油率的影响,得出最佳萃取条件为萃取温度35℃,萃取压力30MPa,溶剂流率3.71L/h,萃取时间90min,固相物中残油率最小值为0.398%。萃取数据良好地拟合了简化二次多项式模型,简化二次多项式模型的相关系数R~2,预测R~2和校正R~2分别为0.9550,0.9313和0.9156。利用红外光谱将萃取产物和市售0#柴油进行对比分析,两者官能团结构基本一致,实现了能源资源回收和含油钻屑的无害化。     

超临界CO_2连续油管钻井可行性分析

超临界CO2流体具有接近于气体的低黏度和高扩散系数,同时具有接近于液体的高密度。与氮气、空气、液体、充气液、泡沫等钻井流体相比,超临界CO2流体的密度变化范围较宽,这一特性使得超临界CO2为井下马达提供足够扭矩的同时,还能保证井底的欠平衡状态。即使超临界CO2流体侵入储集层,也不会对其造成伤害,相反还能进一步增大储集层孔隙度和渗透率,降低流动阻力,提高采收率。同时超临界CO2射流破岩速度较水射流快得多,而且破岩门限压力也非常低,在利用连续油管进行超临界CO2喷射钻井时,可大大降低连续油管钻井系统的压力,扩大连续油管的作业范围,更适合小井眼、微小井眼、超短半径水平井、复杂结构井等钻井。超临界CO2连续油管钻井将为钻井带来一次全新的技术创新,也将成为特殊油气藏开发的高效钻井技术。图10表1参15     

超临界氮射流流场数值模拟研究

常规水力压裂技术在改造干热岩储层时面临起裂压力高、封隔器坐封困难等问题.超临界氮喷射压裂技术利用流体压能与冷冲击共同作用,有望实现对干热岩储层的有效压裂.为研究超临界氮射流流场的分布规律,采用计算流体力学方法,考虑超临界氮物性变化,计算得到了超临界氮射流流场的速度、压力和温度分布,并与液氮射流、超临界CO2射流和水射流...     

环管喷射反应器气相流动数值模拟

利用三维k -ε湍流模型 ,建立了数值解法和计算程序 ,对环管喷射反应器混合室流动场进行了冷态数值模拟研究。模型成功地预报了混合室流动特性以及气流平均速度和压力的分布。为环管喷射反应器的设计、放大提供了理论依据。     

超临界CO_2处理对破乳剂作用效果的影响研究

为掌握CO_2驱技术应用后,超临界CO_2处理对长庆原油乳状液加剂破乳过程的影响,本文以超临界CO_2处理前后长庆原油W/O型乳状液为研究对象,利用界面流变仪、电导率仪、乳液脱水率测定装置,测试超临界CO_2处理前后乳状液稳定性及界面特性变化并分析AP 125型、XL型、JL型破乳剂在超临界CO_2处理前后对乳状液破乳脱水特性及界面特性的作用变化情况,结果表明,长庆原油W/O型乳状液体系较为稳定,不加破乳剂情况下难以脱出游离水,且超临界CO_2处理会使得长庆原油乳状液界面膜强度更高,乳液稳定性更好,同时,超临界CO_2处理会明显恶化三种破乳剂的破乳脱水效果,并使得界面弹性模量更早出现拐点。     

泡沫流体层流射流的数值模拟

泡沫流体是石油工程上广泛应用的一种幂律非牛顿流体，在泡沫流体冲砂解堵、泡沫钻井等作业中都要求解泡沫射流的问题。利用流体力学数值模拟软件FLUENT对泡沫流体轴对称层流淹没射流进行了数值计算，得到了射流区域的速度场和表观黏度场的分布，以及幂律指数和稠度系数对射流的影响。从计算结果可以得出，非牛顿流体层流射流的轴心无量纲速度分布具有相似性，但与牛顿流体的湍流射流轴心无量纲速度分布相比具有较大的差别，射流轴心的速度在射流出口处发生骤降；无量纲轴向距离小于3时，不同的K和n对轴心速度分布影响很小，无量纲轴向距离大干3时，K和n越大，轴心速度衰减越慢。这些结论与前人得出的一致，证明用流体力学数值模拟软件FLUENT对非牛顿流体层流射流进行数值模拟是可行的。建议应加强适用于非牛顿流体湍流模型的研究，实验的方法是研究非牛顿流体湍流射流的最直接方法。     

用数值模拟研究低渗透油藏CO2 驱影响因素

低渗透油藏具有低丰度、低含油饱和度、低产等特点,经济有效开发难度较大。目前,“注气开发”是国内外针对低渗透油藏较为有效的开采方法。运用数值模拟器,确定了影响CO₂ 驱替效果的主要因素,用组分的劈分与拟合、状态方程的选取、实验数据回归等方法分析了CO₂驱替的影响因素及影响程度。研究结果表明：选用气水交替开发方式,并适度增加注入压力,选取合适的井底流压对增油和提高采收率效果明显。数模结果表明,不同井网井距、非均质性、裂缝方向、注气介质等是CO₂驱替的敏感控制因素,直接影响油藏开发指标和开发效果。     

超临界CO2开发页岩气技术

页岩气藏具有低孔隙压力、低孔隙度、低渗透率和高含黏土等特点,开发难度较大。为了降低页岩气藏开发成本,提高页岩气经济技术可采储量,需要一种新的高效页岩气开发技术。通过分析页岩气成藏、页岩储层、页岩气和超临界CO2流体的特性,结合超临界CO2喷射破岩试验结果和CO2、CH4与岩层吸附特性可知:超临界CO2喷射钻井能够在页岩层中获得较高的机械钻速,同时不会使页岩层产生黏土膨胀、水锁等效应;利用超临界CO2流体进行储层压裂改造,能使储层产生更多微小裂缝,有助于页岩气生产,最重要的是CO2与页岩的吸附强度高于CH4,CO2能置换吸附在页岩上的CH4,在提高产量和生产速率的同时,实现CO2永久埋存。因此,超临界CO2开发页岩气无论从技术上和经济上均具有较大优势,将成为未来页岩气高效开发的新技术。      

受限湍流冲击射流的数值模拟

海洋石油工程中,拆除废弃平台和报废井口的方法主要有机械切割、炸药爆破和高速射流切割等.机械切割的效率较低,费用高;炸药爆破方法对周边的海洋环境造成不良影响,于是人们开始利用高压射流切割技术.为了加速高压射流切割技术在海洋石油工程中的应用,采用有限体积法,结合标准κ-ε湍流模型和雷诺应力模型对切割过程中所遇到的稳态、不可压缩的轴对称受限湍流冲击射流进行了数值模拟,并将计算结果同试验数据进行了对比.结果表明:预测结果同试验数据吻合良好,雷诺应力模型由于采用了湍流的各向异性假设条件,在对时均流动参数的预测方面要优于采用湍流各向同性假设条件的标准κ-ε模型.     

高压射流中的戊烷闪蒸过程数值模拟

戊烷闪蒸是沥青喷雾造粒过程中的一个重要因素。根据戊烷减压相变中的传质传热规律,基于计算流体力学软件Fluent中的混合模型,采用UDF建立了戊烷瞬态闪蒸模型,并对戊烷的射流闪蒸过程进行了数值模拟计算,模拟结果与理论计算值较为吻合。通过对采用不同结构喷嘴的戊烷闪蒸相变过程分析发现,在原有喷嘴上加入渐缩段后,可以避免喷嘴中的压力突变,有效减少喷嘴中戊烷的气化率,防止沥青颗粒过多析出阻塞喷嘴,有利于喷雾造粒过程的持续进行。     

脉冲水射流破岩的数值模拟研究

根据连续介质力学理论 ,导出了脉冲水射流破岩系统的控制方程。并运用瞬时最小势能原理 ,建立了脉冲水射流破岩的有限元基本列式和离散方程。数值计算的结果较为真实地反映了脉冲射流破岩过程中岩石的动态响应的演化过程 ,揭示了射流破岩过程中的机理。所得结论与相关试验规律吻合良好 ,探索了一种研究水射流破岩规律的有效方法 ,对脉冲水射流破岩的深入研究和应用具有重要的意义。     

管输超临界CO_2泄漏过程管内瞬变特性研究

CO2输送是整个CCUS技术中重要的中间环节,而管道输送则是超临界CO2最高效和最经济的输送方式。为了研究超临界CO2泄压过程中管内节点温度、压力和相态的变化,针对管道泄漏工况,利用OLGA软件对不同初始压力、温度和流量对泄放过程中管段内不同节点的温度、压力等参数和CO2的相态变化的影响进行模拟和分析。分析结果表明:泄漏发生时,输送压力越低,管道泄漏口处的温度越低,应在设计时考虑管道的耐低温能力;初始输送温度对管输压降和流量变化影响不大,主要影响管内温度,进而影响CO2的相态变化。初始温度过高,CO2易在泄漏过程中转为气态,对管道造成冲击;初始温度过低,管道温降加快,更易产生干冰,两种情况均会对管道造成损伤。针对超临界CO2管道输送系统,应考虑泄漏过程中减压波的传递对泄漏口裂纹扩展的影响。所得结果可为我国CCUS技术的发展提供理论支持。     

水射流射孔对套管冲击压力的数值模拟

为了进一步认识水力喷砂射孔过程及射孔成孔的形态,分析了靶距、砂粒体积分数和喷射速度对套管射孔压力的影响。采用射流理论、材料冲蚀理论和计算流体力学,利用计算机仿真软件,对不同靶距、砂粒体积分数和射流速度下的喷砂射孔进行数值研究。研究结果表明,随着靶距的减少,套管壁上的射孔压力增加; 随着靶距的增加,套管壁上产生的射孔压力面积增加; 射孔压力随着砂粒浓度和喷射速度的增加而增加。该研究结果可为水力喷砂射孔及套管射开孔型的优化研究提供参考。