煤层气U形井水力喷砂压裂技术

为了解决煤层气U形井水力喷砂压裂时射孔砂难以由施工井上返、管柱易砂卡的难题,在对比分析水平井水力喷砂压裂工艺的基础上,根据U形井的井身结构特点,对水力喷砂压裂工具进行了改进,将扶正器的直流流道改为螺旋流道;组合式陶瓷喷嘴改为整体式合金喷嘴;对施工工艺进行了改进,射孔砂和返排液由U形井的直井返出;对工艺参数进行了优化,优选得到最佳喷嘴直径为6 mm,油管排量为2.0 m3/min。现场试验表明,采用改进后的工具和优化的工艺参数避免了管柱砂卡。试验井采用优化的工艺参数,顺利压裂4段,注入活性水1 932 m3,加砂90 m3,最高砂比达到23%。试验井排水降压3个月后产气,目前日产气稳定在500 m3左右,累计产气75 000 m3,增产效果良好。这表明,采用改进的水力喷射压裂工具、工艺及优化的工艺参数能够解决煤层气U形井的压裂难题,为后续煤层气U形井的压裂改造提供了一种技术手段。      

反相乳液型减阻剂及滑溜水体系的研发与应用

由于常规压裂液降阻效果差,对储层伤害大,为了大幅度降低施工摩阻,降低施工压力,改善压裂改造效果,采用反相乳液聚合法合成了一种用于压裂的反相乳液型减阻剂,并以其为主剂,与优选出的配伍性能好、协同效应好的黏土稳定剂、助排剂等复配形成了一种新型滑溜水体系。室内试验表明:0.10%~0.15%反相乳液型减阻剂溶液的减阻率达到65%以上;新型滑溜水体系的减阻率达到65%,且具有较高的防膨胀和助排性能,较好的耐温抗盐性能。新型滑溜水体系已在青海、江汉、华北等油田薄互致密储层压裂和页岩油气井分段压裂中进行了应用,表现出了良好的特性,获得了良好的改造效果。该体系能够满足页岩油气储层及致密储层压裂的需要,且能降低大型压裂的施工成本。      

发电机组进相能力挖掘技术研究

近年来电网低负荷运行时,电压偏高问题越来越突出,迫切需要机组具备更强的进相能力。大部分机组进相试验获得的进相能力相对于低负荷期间机组实际进相能力偏保守,具有进相能力挖掘的潜力。文章提出改变试验条件提升试验确定的机组进相能力、通过仿真提升进相能力方法和基于实测数据的进相能力挖掘方法,并分析这几种进相能力挖掘技术的优缺点,为挖掘机组进相潜力、在电网低负荷期间发挥更大的进相潜力提供可行思路。     

考虑储能电站服务的冷热电多微网系统优化经济调度

提出一种考虑储能电站服务的冷热电多微网系统日前优化调度方法。首先提出在多微网系统建立公共储能电站,并给出用户侧储能电站服务模式;然后将储能电站服务应用到冷热电联供型多微网系统优化调度,通过协调微网与储能电站间的交互功率,实现微网内冷热电负荷功率平衡和运行经济成本最优;最后以典型场景为例,对冷热电联供型多微网系统在3种运行方式下进行经济优化调度分析。结果表明,所提冷热电多微网系统优化调度方法可以充分发挥公用储能电站的充放电灵活性,实现微网多余电能的时域转移和可再生能源发电的100%消纳,并降低多微网系统的运行成本。     

特高压和超高压输电对比初探

对特高压输电扣超高压输电通过搭建典型算例进行了分析，通过采用典型参数比较了在长距离、大容量方式下输送相同容量的电力的情况下，利用特高压输电扣超高压输电分别对受端短路电流扣输电损耗等方面的影响，并得出了相关结论，为分析特高压输电扣超高压输电提供了计算依据。     

基于参考输入优化的变速风电机组最大化风能捕获方法

变速风电机组在额定风速以下应用最大功率点跟踪实现最大化风能捕获. 然而, 大惯量风电机组在面对快 速波动的湍流风速时, 因转速调节慢而难以保持运行于最大功率点. 本文研究进一步发现, 平均转速跟踪误差与整 体的风能捕获效率并非单调关系, 这使得当前以减小转速跟踪误差为目标的控制器设计难以有效提升风电机组的 发电效率. 为此, 本文以提升风能捕获效率(而非减小转速跟踪误差)为目标, 提出一种基于参考输入优化的风电机 组最大化风能捕获方法. 考虑到参考转速对风能捕获效率的复杂影响难以准确建模, 本文借助深度确定性策略梯度 (DDPG)强化学习算法实现参考输入优化. 仿真结果表明该方法能够有效提升湍流风下变速风电机组的风能捕获效 率.     

非饱和击实粉土强度特性的试验研究

为研究非饱和土样的强度特性及吸力对非饱和土强度的影响,采用GDS非饱和土三轴仪,对非饱和击实粉土样进行了控制吸力的三轴排水剪切试验.试验结果表明:对于同一土体,吸力对其有效黏聚力和有效内摩擦角影响较小,但对吸力内摩擦角有着显著影响;吸力对土体具有一定的强化作用,相同围压、相同应变土样的偏应力随吸力的增大而增加;吸力对土体应力-应变关系曲线的形式影响不大,曲线形式主要取决于土体自身的性质和其应力历史;吸力和吸附强度之间存在着良好的乘幂关系,据此可将Fredlund提出的抗剪强度公式改写成以吸力为直接变量的抗剪强度公式.     

阴离子聚丙烯酰胺改性压实黄土的力学特性研究

阴离子聚丙烯酰胺(APAM)常作为农业领域的土壤改良剂，关于其改性土体工程力学性能的研究则很少。通过击实、土壤浸出液导电率、无侧限抗压强度和固结试验，并加入无水氯化钙(CaCl2)作为补充钙源，对APAM改性压实黄土进行了工程力学性能评价。试验结果表明：只加APAM能使土体最大干密度(ρdmax)较对照组增大2.19%～3.77%,无侧限抗压强度(qu)增幅为43.3%～61.2%;同时加入APAM和CaCl2能进一步提升改性土的力学性能，qu的增幅达85.3%;导电率试验证明了APAM能增强土体的胶结作用。通过扫描电镜(SEM)能观察到改性土有更大的土团聚体和更小的孔隙，其成因是改良剂和压实功的双重效应使土体的胶结作用增强。掺入APAM能提升湿陷性黄土的力学性能，但改良存在施用阈值，0.03%是一个相对合适的掺入比。同时掺入APAM和CaCl2对土体的改良效果优于单独掺入APAM或CaCl2。     

用于调控多年冻土路基的太阳能压缩式制冷装置现场试验

为了防治多年冻土地区路基下覆多年冻土退化问题,针对已研发的太阳能压缩式制冷装置,在交通运输部青海冻土研究观测基地开展现场制冷性能试验研究。结果表明：该装置在寒季与暖季均能正常运行工作,可以持续为土体降温;制冷方式会影响制冷温度沿深度方向的分布情况,采用自下而上的制冷方式更利于降低多年冻土地温;制冷效果不可避免地受到环境温度影响,平均制冷温度与环境温度呈正相关,寒季的平均制冷温度较低,最低可达-7.97℃,暖季的制冷温度较高,最高约为-3.98℃;当管壁的平均制冷温度低于-6.5℃时,装置的制冷量大于向土体的传冷量,冷量可以在壁侧积累;装置的制冷半径受环境温度影响,制冷半径为1.95～2.61 m,在路基工程中,可按照4～5 m间距进行双侧布置。总之,太阳能压缩式制冷装置可以实现对多年冻土路基的温度调控,保障路基长期的稳定性和安全性。     

水平井体积压裂技术研究与应用

水平井体积压裂技术是有效开发低渗致密油气藏的关键技术。在深层及超深层碳酸盐岩油藏、致密砂岩油气藏和页岩气等领域,持续开展了裂缝与起裂扩展规律描述方法、裂缝参数优化方法、射孔工艺参数优化、多尺度压裂工艺参数优化方法、分段压裂工具、低伤害压裂酸化工作液体系、压后同步破胶及返排优化、体积裂缝诊断及效果评估方法等研究工作。在调研水平井体积压裂技术研究与现场应用最新进展的基础上,形成了以压前储层综合评价、油藏数值模拟、体积压裂优化设计方法、高效压裂液酸液体系、分段压裂工具/裂缝监测与诊断、压后返排优化控制等为主要内容的储层改造技术链,经华北鄂尔多斯致密砂岩气藏、新疆塔河超深层油藏及四川盆地深层页岩气等试验及推广,效果显著,极大地提高了裂缝的有效改造体积和勘探开发效果。对国内类似油气藏的压裂改造和增储上产均具有重要的借鉴和指导意义。