均质地层中地下煤气贮库渗漏问题的研究

本文从煤气地下贮库渗流运动方程出发,求出了地下煤气贮库渗透压强以及渗流边界的解析表达式,同时还给出了渗漏量的计算公式。     

Simulation research on carbon dioxide as cushion gas in gas underground reservoirs

Aimed at the problem of mixing working gas and cushion gas in carbon sequestration technology, the feasibility of using carbon dioxide as the cushion gas in reservoirs is discussed firstly. At the usual condition of reservoirs, carbon dioxide is a kind of supercritical fluid with high condensability, high viscosity and high density. Secondly, this article studies the laws of formation and development of mixing zone by numerical simulation and analyses the impact on mixing zone brought by different injection modes and rational ratios of cushion gas in reservoirs. It is proposed that the appropriate injection ratio of cushion gas is 20%-30%. Using carbon dioxide as cushion gas in gas reservoirs is able to make the running of natural gas reservoirs economical and efficient.     

分子扩散对枯竭油藏型地下储气库动态的影响

针对枯竭裂缝性油藏型储气库渗流特性非常复杂,许多矿场在应用和理论研究中往往忽略气体分子扩散对枯竭裂缝性油藏型地下储气库动态的影响.引入了Fick第一定律,对多孔介质中的扩散系数进行了修正,计算了气体扩散流量;并将气体分子扩散流量代到Warren-Root双孔模型中,建立了考虑气体分子扩散的枯竭裂缝性油藏型地下储气库的数学模型,应用该模型进行了实例计算.算例分析表明:储气库运行18年后,考虑分子扩散比不考虑分子扩散自由气量多损失6%,累积产油量增加1.35倍;证明了气体分子扩散是储气库气体损失的一个重要原因,同时也是注气提高原油采收率的重要机理.     

基于层次分析法和熵权法的地下储气库注气方案优选

针对地下储气库注气方案综合评价涉及因素较多的问题,提出基于改进的层次分析法(AHP)和熵权法相结合的综合评价模型,确定包括注气井数量、注气井层位、注气井注气能力、系统单位电耗、机组效率等9个评价指标的综合权重,采用模糊隶属函数法对评价指标进行无量纲化处理得到各指标的标准评价值,并用线性加权法计算各方案总评分,确定出最优注气方案。笔者以国内某枯竭油气藏型地下储气库为例,对同一注气量工况下的各注气方案进行综合评价,实现储气库注气方案的优选。优选结果与现场使用方案一致。结果表明:层次分析法与熵权法结合使用兼具主观性和客观性,使得注气方案评价更加客观、准确、可靠,对地下储气库最优注气方案的确立提供了一定的借鉴作用。     

千米桥潜山凝析气藏开发数值模拟研究

千米桥古潜山凝析气藏是新近发现的一个复杂凝析气藏。选用三维线份模拟器，进行相态拟合、历史拟合，结合地质分析油藏工程测试结果，消除早期数值模拟的多解性，对开采方式、采气速度、井型优选等关键问题及地质参数进行了模拟对比研究。采用方案的技术优选结合经济优选，为气田的实施方案提供可行性依据。     

含水层型地下储库惰性气体作垫层气数值模拟

以廉价的惰性气体代替天然气作为含水层型地下储气库垫层气时,不同气体之间的相互掺混会影响回采气的质量,因此,确定储库内气体浓度动态分布情况非常重要.通过建立气水渗流模型及气体扩散模型,采用有限元法,对封闭边界条件储库的建库及工业运行过程进行模拟,分别对单井注氮单井注采天然气及从边缘井注氮中心井注采天然气这两种情况下,储库压力、含水饱和度、气体浓度的动态变化情况进行分析.单井情况下,停止回采时,回采气中氮气浓度达9.665%,说明由于对流及扩散作用,氮气与天然气存在一定程度的混合.多井情况下,停止回采时,氮气浓度只有0.094%,说明多井注采可以有效抑制天然气与氮气的混合.     

低透气煤层预裂瓦斯运移数值模拟及抽采试验

针对高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽采难问题,利用数值模拟软件RFPA^2D—Flow再现了采取煤层深孔爆破预裂后,瓦斯在煤层及爆生裂隙中的流动规律。研究结果表明,预裂圈内煤和岩石的孔隙率大大提高,煤层透气性显著增加,但当裂隙圈之间不相交时,瓦斯同样很难在完整的低透气性煤体中运移,因此只有当抽采瓦斯钻孔处在裂隙圈中才能高效抽采瓦斯。现场试验证实,低透气性煤层预裂后,有效导通裂隙增加,布置在裂隙圈内抽采瓦斯钻孔可以获得高效抽采瓦斯效果,从而降低煤与瓦斯突出危险性。     

基于DFTB法的碳纳米管(CNT)储氢机理的探讨

碳纳米结构材料(C60,CNT)被认为是氢能的主要载体而备受关注,但近几年来的报道不尽一致.基于DFTB分析法,结合相关的研究成果,从氢与碳纳米结构的原子相互作用入手,探讨CNT储氢的可行性,并介绍了氢化的C60-H 和CNT-H 结构和电化学特性.理论分析表明,H2分子直接穿透碳结构网进入内部(C60笼,碳纳米管)的趋势受到来自碳纳米结构本身势垒的抑制,而通过转换极性,利用电化学的方式储存与释放氢气是可行的.     

合成氨常解气在碳酸钡生产中的应用

阐述了用合成氨常解气生产BaCO3的过程和控制,及其对生产过程的影响,并提出了解决这些问题的对策．     

变形介质气藏渗流理论研究的发展及研究意义

变形介质气藏的开采过程是流固藕合渗流过程。常规气藏渗流理论由于没有考虑气藏开采过程中岩石骨架的变形，因此不能准确分析气藏中流体的运动状态。变形介质气藏渗流力学理论正为了解决这一问题而发展形成的。早期主要以研究储层岩石的孔隙度、渗透率与压力之间的关系为主要目的，引入有效应力概念后，建立了线弹性变形下的渗流模型，后又发展到考虑非线弹性变形和塑性变形下流固耦合渗流力学模型，到目前为止，已开始综合考虑渗流、应力和温度场三者之间的关系，并建立了相关的耦合模型。我国变形介质渗流力学理论的研究起步较晚，是在国外理论研究的基础上发展起来的，20世纪90年代以来，随着油气田开发理论的发展，许多国内学者开始对变形介质渗流力学理论进行了深入的研究，并取得了一些研究成果，对我国现阶段主要气藏的开发具有重要的指导作用。     

裂缝性气水两相地层井筒组合数值模拟

气水井试井对天然气开发具有重大意义。借助数值模拟方法了解地下气流和水流的变化，对于提高采收率是极为重要的。通常的数值模拟中仅考虑了储层的渗流动态，而把井筒视为线汇处理，这不能准确的反映出井筒和储层之间的相互影响。建立了气水两相组合模型，借助有限体积法导出了组合模型的离散方程，并讨论了求解的边界条件。实算表明了这种方法能更有效地反映出试井过程中的各种现象。     

凝析油气体系流固耦合相平衡计算新方法

在分析了孔隙介质内表面吸附、毛细凝聚、毛细管压力等界面物理化学效应和应力变形对孔隙介质中流体相态影响的现象学特征和影响机制的基础上,通过在大尺度空间常规流体相平衡热力学模型中引入界面物理化学效应的影响,同时通过高才尼-卡尔曼方程将毛细管半径与孔隙介质储渗特性的应力敏感性研究成果相关联,建立了同时考虑储层应力变形和界面物理化学效应影响的微孔隙尺度条件下的低渗特低渗凝析气藏多相流体流固耦合露点压力、p-T相图及定容衰竭相平衡热力学计算模型.该模型的初步应用表明,其相态模拟计算结果能更为合理地解释孔隙介质环境中的凝析油气体系相态特征实验研究结果.     

深部煤层瓦斯赋存规律及钻孔抽采有效半径研究

实测了新庄孜矿深部低透气性煤层的瓦斯压力、煤层透气性系数、瓦斯含量、瓦斯涌出衰减系数和自然排放半径等基础参数;在此基础上,数值模拟计算了钻孔抽采瓦斯的有效半径。研究结果表明,煤层的透气性是决定钻孔有效排采半径的主导因素。为提高低透气性煤层抽采瓦斯钻孔预抽消突效果,应积极采取措施提高煤层透气性系数。     

分子筛运行末期出现微量二氧化碳的原因分析及处理措施

分子筛运行末期出现微量二氧化碳对空分装置的安全运行带来严重的影响,从能够引起分子筛运行末期出现微量二氧化碳的原因入手分析,找出解决该问题的处理措施,为装置的安全运行提供了保障。     

腐殖酸做表面活性剂对加油站油污土壤的修复

对比研究了腐殖酸、生物表面活性剂鼠李糖脂和阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)溶液对加油站地下油污土壤的修复。实验发现,3种表面活性剂溶液去除土壤中污染油的效果与蒸馏水相比都有明显提高。鼠李糖脂的去除效果最好,除油率最高达到了61.4%;腐殖酸与SDS相比,除油率相差不多,最高分别达到56.6%和57.1%。表面活性剂溶液质量浓度和油污土壤性质都影响除油效果,在溶液质量浓度小于或等于临界胶团浓度(CMC)时,除油率随着溶液质量浓度的增加而增加,而当溶液质量浓度大于CMC时,除油率提高并不显著;3种表面活性剂溶液对新鲜土壤的除油效果都好于处理过的土壤。由于腐殖酸与化学合成表面活性剂相比易于生物降解,因此腐殖酸可以作为一种理想的化学表面活性剂的替代品来处理油污染比较严重的土壤。     

气液两相介质时液力透平径向力分析

基于N-S方程和标准κ-ε湍流模型,采用SIMPLE算法,选择Mixture多相流模型,以比转速为41的离心泵反转作透平为研究对象,通过CFD软件对透平在气体体积分数为0%、5%、10%、15%的两相流介质中进行数值模拟,得到透平在不同气体体积分数下的外特性、静压力以及所受径向力的大小和方向,分析径向力对液力透平的影响。结果表明:透平的压头随着流量增大而逐渐增大;两相流时透平的径向力随着流量的增加而逐渐增大,随着气体体积分数的增大而逐渐变小,径向力的方向在沿液流距隔舌80°~130°角之间。       

电化学除盐模型及离子迁移过程的数值分析

建立了电场作用下混凝土内部离子迁移模型;结合混凝土的试验参数和经验常数,确定合适的边界条件,理论分析了电化学除盐过程中混凝土内部Cl-和Na+的迁移规律;将电化学除盐后混凝土内部不同部位Cl-含量和Na+含量与模拟结果进行比较分析。结果显示,模拟结果和实测结果一致,验证了模型的有效性和合理性。其规律为:电场作用一段时间后,氯离子在试件径向呈现上凸曲线分布,即在混凝土内某个部位Cl-含量出现极值;随着电流作用时间的延长,混凝土内部Cl-含量逐渐降低,且Cl-的排除速率逐渐减小,而Na+逐渐在钢筋附近混凝土中聚集。     

空气幕对厨房内PM2.5控制效果的模拟与分析

厨房烹饪是民居室内PM_2.5污染物的重要来源,为对其进行有效控制,提出了空气幕送风方式。建立厨房物理模型,使用Fluent软件对厨房内的气流组织、温度分布和PM_2.5浓度分布进行了数值模拟。研究了空气幕对厨房内PM_2.5和热流的控制效果,并对3种射流速度进行对比分析。研究结果表明：空气幕射流气流对烹饪区域产生了很好的包裹效应,可以阻隔PM_2.5的扩散和热流的蔓延;可使厨房内PM_2.5排除率提高到44%~75%,平均降温1~2℃。当空气幕射流速度为0.6 m/s时,控制效果最佳。研究结论可对厨房PM_2.5污染的防治提供参考,为空气幕送风系统的研究提供模拟数据和理论依据。     

磷酸二铵工艺尾气脱湿过程的数值研究(Ⅰ)--雾状冷凝区传热传质

针对湿含量高达0．604kg（H2O）／kg（Air）的磷酸二铵尾气脱湿过程，提出雾状与膜状冷凝并存的机制。传热传质数值模拟结果表明，雾状冷凝仅发生在靠近冷壁面的气膜层内，气相主体的湿份通过扩散到达气膜内而冷凝。雾状冷凝权重α=0．2时气膜层内蒸汽分子扩散时间尺度与冷凝时间尺度相当，表明湿份的扩散速率是相变脱湿的控制步骤。