水平井热采开发边底水稠油技术研究

稠油油藏受边底水的束缚和制约,开发过程中暴露出直井常规开采出砂严重、含水上升快、储量动用程度低、油藏采收率低等突出问题。针对边底水稠油油藏存在问题,开展边底水稠油油藏水平井热采开发技术研究,进一步改善油藏开发效果。通过深化油藏地质研究,剖析制约油藏开发的主要因素,应用先进的油藏数值模拟手段,研究并优化设计了热采水平井的...     

稠油油藏水平井热采吸汽能力模型

目前在利用水平井进行稠油注蒸汽热采时,都认为蒸汽在注入过程中是均匀扩散到地层中的,简单的利用Max-Langenheim公式计算加热区面积.通过对地层的吸汽能力进行研究,得出了稠油油藏水平井热采的吸汽能力模型,该模型不仅考虑了热传递的影响,还考虑了蒸汽内能和摩擦损失能量的影响,并利用该模型开发了一套稠油油藏水平井热采分析软件(HHTS).用所开发的软件对辽河油田冷42块油藏进行了计算,为稠油热采和水平井热采参数设计提供了理论参考依据.实际研究表明,蒸汽在注入过程中并不是均匀扩散到地层中,而是呈现某种数学分布,注汽速度与油藏参数、地层的吸汽能力和蒸汽的物性参数有关,即蒸汽的注入压力和注入流量并不是相互独立的变量,两者之间存在着一种数学关系.     

热采水平井塑性破坏半径预测方法及应用

有关疏松砂岩油藏水平井塑性破坏半径的研究没有考虑高温交变应力对近井岩石塑性破坏过程的影响.分析热采复杂条件下的水平井近井地层应力分布规律,提出基于不同岩石破坏准则的近井塑性破坏半径预测方法.结果表明,井壁处的塑性屈服函数值越大,井壁破坏程度越大,出砂越严重,塑性屈服函数的零点即为塑性破坏半径.井底温度越高,塑性破坏半径越大.塑性破坏半径受原地主应力顺序、井周角、方位角、井底流压等因素影响.当垂向主应力大于水平主应力时,垂直方向上的塑性破坏半径最大;反之,水平方向上的塑性破坏半径最大.当水平井方位角为0°(或180°)时,井周塑性破坏半径最大;当水平井方位角为90°(或270°)时,井周塑性破坏半径最小.该研究成果对于热采水平井出砂预测有一定的指导意义.     

水平井下套管摩阻分析计算

通过分析带扶正器套管柱的受力与变形，导出了套管柱在水平井中的摩阻计算模型。模型考虑了管柱单元体的刚性效应及套管扶正器的影响，同时对实测井斜数据进行平滑和插值处理。在克拉玛依油田的试验水平井ＨＷ７０１中用该模型开发的软件预测了完井套管柱下入的摩阻力和井口载荷，预测结果与实测结果吻合较好。     

热采井套管损坏力学机理分析

热力法采油是提高稠油采收率的最重要方法.实践表明,稠油热采对井套管损坏十分严重.根据弹性力学厚壁圆筒理论,建立了套管应力计算模型,并通过实例计算了不同注蒸汽温度下生产过程中套管的有效应力强度.计算表明,注蒸汽热采井套管损坏的主要机理是注汽过程中较高的温度在套管柱内产生过大的热应力,导致套管内应力超过了套管屈服极限强度....     

底水稠油油藏水平井热采开发精细数值模拟研究与应用

新海27块为边底水能量充足的稠油油藏,在精细油藏描述成果的基础上,根据测井解释结果、沉积相研究成果,结合实际生产情况,优选建模方法建立新海27块三维地质模型。在此基础上,结合生产动态数据和有关测试资料,开展历史拟合,量化剩余油分布研究,并进行水平井生产参数优化研究。研究成果应用于该块二次开发取得了较好的效果。     

构造应力对煤层顶板稳定性影响的数值分析

煤层顶板垮落是煤矿生产常见的灾害,煤层顶板稳定性预测是防治顶板事故的关键技术措施。构造应力是影响煤层顶板稳定性的重要因素之一。利用FLAC3D软件,分析在构造应力的影响下煤层项板在采动过程中的变形破坏特征,以及不同侧压条件下煤层顶板的移动规律。结果表明,顶板破坏在岩梁中部是由下向上发展的,在一定的条件下,随着水平构造应力的增大,顶板破坏范围逐步减小,顶板岩层的位移逐步减小。     

管道水流速对深层U型地热井采热影响的数值模拟研究

深层采热井是一种新型地热利用方式,其主要特点是"采热不采水",为模拟研究深层采热井的运行状态,以4 000m深U型地热采热井为研究对象,在合理假设的基础上建立了采热井管道内外传热的数学物理模型,模型中考虑了地下深层岩土的温度梯度、岩性变化与地下水的渗流作用等对传热的影响,并编制程序进行了模拟计算.利用实际地热井数据对模型进行验证,结果表明:理论计算温度与实际温度的误差为7.77%,模型合理可靠.模拟计算分析了管道内流速对采热功率、传热半径的影响关系,结果表明:最大采热功率为0.841MW,对应流速为0.75m/s,120d时传热的最大影响半径为15.68m.     

储层应力敏感性对致密气藏压裂水平井试井分析的影响

针对致密气藏储层特征,采用解析解与数值解相结合的半解析法,建立了考虑储层应力敏感性和裂缝导流能力的致密砂岩气藏多段压裂水平井渗流数学模型,提出了一种考虑储层应力敏感效应的致密砂岩气藏压裂水平井试井分析方法.通过模型求解,对比分析了不同压裂规模的水平井试井解释压力动态曲线,并明确了储层应力敏感性对压降、压恢试井分析的影响.     

钢锭模在铸锭过程中热弹塑性应力的数值模拟

采用有限单元法,进行了钢锭模在铸锭过程中的热弹塑性应力的数值模拟,获得了钢模中不同部位的热应力随时间的变化及热应力沿模壁分布的数值,为钢锭模结构改革提供了设计依据。     

砂粒含水层基坑水平井降水模型试验及其数值分析

水平井降水是在原降水竖井中打入水平井,使地下水流通过水平井汇聚到竖井中,快速高效降低地下水位的一种方法.采用自行设计加工的试验模型对砂粒含水层地下水向水平井流动进行模拟,在变水头条件下对不同规格水平井的降水规律进行分析,得出水平单井降水效果的基本规律以及管径、管长等对降水效果的影响.试验结果表明,增大管径的降水效果远大于增加管长的降水效果;水平井降水具有和传统的竖井降水完全不同的降水规律和特征;采用水平井可以极大提高降水效率,且采用管径大,长度长的水平井降水效果明显.     

水平管道过冷沸腾换热的非稳态数值计算

为研究循环式冷却系中涉及的过冷沸腾流动传热特性,基于VOF多相流模型和Lee相变模型对一水平管道中的过冷流动沸腾过程进行非稳态数值计算。考虑到沸腾起始点的影响,在Lee模型的基础上引入Bergles提出的沸腾起始点关联式以对其进行修正。从热边界层发展和沸腾阶段的发展两方面分析水平管道过冷沸腾换热过程中的流动换热特性及其波动规律,总结了不同热流密度工况下相关参数的分布关系以及对流换热系数沿流动方向的分布规律。结果表明：热边界层的发展和沸腾不断加剧使得流场的不稳定性增加,加热区域后部对流换热系数的波动幅值是入口附近的2倍;热流密度的增加使得流动和换热参数沿流动方向的变化速度加快,热流密度为250 kW/m²工况下,热边界层发展所影响区域约为150 kW/m²工况下的60%;热边界层的发展使得加热段前部的对流换热系数呈现前高后低的特点。当受热区域热流密度较大时,换热设备可以通过减小换热通道长度的方式,在提升换热效率同时减小沸腾带来的换热系数波动的影响。     

Thermal performance of heat pipe with different micro-groove structures

Four kinds of micro heat pipe of trapezoidal groove wick structure with different numbers of grooves or aspect ratios were studied and compared about thermal transfer performances in order to optimize the manufacture of micro heat pipe with groove wick structure. The results show that these micro heat pipes have excellent performance in heat transfer; the equivalent thermal conductivity coefficient is two orders of magnitude compared with that of copper; the number and aspect ratio of grooves have a prominent effect on the performance of such thermal transfer. The optimum number of grooves is lower than 60 and the best aspect ratio is near to 1.5. The temperature and thermal transport rate are almost directly proportional relationship, but this relationship will be broken up suddenly when the critical heat flux is reached.     

Optimizing the drilled well patterns for CBM recovery via numerical simulations and data envelopment analysis

Coalbed methane (CBM) commercial development requires choosing the arrangement of the wells. This should be done by considering the corresponding input-output (investment-profit) efficiencies. Simulations were obtained from the computer modeling group (CMG) given the reservoir conditions of the Panzhuang block in the southern part of the Qinshui Basin. This is a demonstration region for CBM development located in Shanxi province of northern China. The sensitivity of gas production from a single vertical well to the primary reservoir parameters was estimated first. Then multi-well gas production from three different well patterns was simulated to estimate the most appropriate well spacing. Combining the investment requirements then gave investment-profit efficiencies for these well patterns. A data envelopment analysis (DEA) model was used to optimize the efficiency. The results show that the permeability, the reservoir pressure, and the gas content have an evident impact on single well gas production. The desorption time has little or no affect on production. The equilateral triangular well pattern (ETWP) in a 400 m well spacing is, for multi-well development, the optimal pattern. It has a better input-output ratio, a longer stable yield time, and provides for greater CBM recovery than does either the rectangular well pattern (RWP) or the five point well pattern (FPWP).     

弯管内的流体应力分析与计算

对弯管内粘性流体的应力进行了分析研究,得出了影响弯管内粘性流体应力的因素.弯管内流体应力不仅与流体性质有关,还与管内流体的速度和弯管的弯曲半径有关,该结论为弯管的应力分析和安全使用提供了理论依据.     

弯管内的流体应力分析与计算

对弯管内粘性流体的应力进行了分析研究，得出了影响弯管内粘性流体应力的因素．弯管内流体应力不仅与流体性质有关，还与管内流体的速度和弯管的弯曲半径有关，该结论为弯管的应力分析和安全使用提供了理论依据。     

Physical modeling of a sidetrack horizontal well production to improve oil recovery

The scaling criteria of physical modeling of a horizontal well production are discussed. A scaled experimental model was designed and realized. The experiments of a sidetrack horizontal well production have been carried out in the system, and the production curve variation is analyzed. The oil recovery of a sidetrack horizontal well production is compared with that of a vertical well, and the effect of factors such as sidetrack drilling time, water driving rate and the length of horizontal section on oil recovery are discussed. The production of a horizontal well changed both the fluid flow direction and pressure distribution in the reservoir; as a result the remaining oil in the dead oil region is recovered, and the ultimate oil output is raised.     

直埋敷设供热管网中井室固定墩受力分析

分析直埋敷设供热管网中井室及固定墩的受力状态及其相互间的位置关系,将井室和固定墩结合为一体进行设计,并给出了井室固定墩的力学方程和设计方法。     

穿孔管曝气效率的三维数值分析

曝气池的设计及运行是影响活性污泥过程工作效率的主要因素之一。运用FLUENT软件对曝气装置为穿孔管的曝气池内气液两相流动进行了三维数值模拟,对比了相同曝气量条件下不同数量孔眼下的曝气效率,在本文所模拟的工况下采用四孔穿孔管曝气时曝气效率最高。