天津滨海地热田北部深部地热资源赋存规律

【研究目的】天津地热资源丰富,目前已开发的深部地热资源大部分位于“隆中凸”构造区域,而位于“坳中凸”构造区域的地热资源勘查和研究程度基本尚属空白,揭示其深部地热赋存规律可为滨海新区及京津冀地区寻找深部地热资源及勘探与开发提供重要参考。【研究方法】本文以黄骅坳陷宁河凸起中的桥沽地区为研究区,以近期新发现的资源禀赋最好的蓟县系雾迷山组热储层为研究对象,通过分析区域地质资料、大地电磁测深(MT)、钻孔测温和物探测井等资料,系统总结了研究区地质构造、地温场和深部地热资源赋存特征。【研究结果】雾迷山组储层的热储温度高(90~120℃),出水量大于100 m^(3)/h,埋藏相对较浅(2200~2800 m)。区内地质构造条件复杂,断裂构造发育,汉沽断裂为研究区重要的导热、导水通道;地温场呈现“两高夹一低”展布特征与两处背斜构造空间位置相对应;热源以壳源热为主、幔源热次之,大气降水为主要热水来源,热传输机制以热传导型为主。【结论】综合研究区深部地热赋存规律,建立了深部地热资源概念模型,明确了“坳中凸”深部地热找矿新思路。

冀北崇礼-赤城地区逆冲推覆构造特征及地热勘探前景

【研究目的】本文对崇礼—赤城地区隆起山地型带状热储进行了总结,对类似勘探区的地热调查工作具有一定的借鉴作用,可为后续地热资源勘探提供新的依据。【研究方法】通过野外地质调查与详细构造填图,结合可控源音频大地电磁测深(CSAMT)探测结果,分析了崇礼-赤城地区的逆冲推覆构造特征与地热勘探前景。【研究结果】崇礼-赤城地区发育了多种样式的逆冲断层,逆冲断层主要表现为从北向南的逆冲运动方向,在主底板逆冲断层的作用下,太古界、中元古界、白垩系自老向新依次推覆,形成了具有典型逆冲推覆构造分带分层现象。CSAMT剖面测量与解释的初步结果,验证了崇礼-赤城地区发育的逆冲推覆构造,逆冲岩席中发育多条叠瓦式逆冲断层,其断层面向北倾斜,倾角大于60°,向深部汇聚于主底板逆冲断层。【结论】逆冲推覆构造之上发现的中元古界长城系白云岩、白云质大理岩,扩展了该地区地热勘探前景。

煤层气水平井筒倾斜-水平耦合流动规律影响分析

精确掌握煤层气水平井井筒内气液流动规律,对煤层气水平井的合理开发工艺和设备的选择具有重要意义。基于气液两相流理论采用Fluent软件模拟分析的方法,研究了煤层气水平井段倾斜-水平耦合条件下变状态流动规律。分析结果表明:水平段井筒中,上倾斜段井筒内的流动会加剧井筒内气液两相界面的波动。高气、液量下水平段井筒内持液率在流体流动方向上不断增大,低气、液量下水平段井筒内持液率在流体流动方向上不断减小。上倾段倾斜角小于20°时,倾斜角对水平段平均持液率影响较大;下水平段井筒中,倾斜段井筒的长度和倾斜角会影响水平井筒中假想断面的位置,同一流动条件下,出口上倾井筒的倾斜角越大、长度越大,假想断面位置越远离出口端上倾井筒。研究结果可为煤层气水平井下泵深度等排采工艺设计和优选提供理论依据。

煤层气井同心管气体射流排采特征分析

为解决煤层气井中有杆泵排采工艺存在的埋泵、卡泵及偏磨等问题,实现产气中后期降低井底流压、释放解吸气的目的,探索煤层气井中后期低产液量情况下的排采工艺至关重要。基于可压缩性的气体介质,考虑射流泵排采工艺的技术特点,分析了煤层气井井下同心管柱气体射流泵排液原理,计算管柱环空内气携液条件,建立了同心管气体射流泵喷嘴、喉管和扩散管等流动模型,考虑气体射流的音障,分析了不同喷喉组合下的携液特征。研究结果表明:初始注入气量、压力一定的情况下,喷嘴直径越小,射流速度越大,携液量越多;但喷嘴直径越小,所需的注入气量越小,气体的流速易超过临界流速导致流体特性发生改变;当产液量为3 m^(3)/d,注气压力为6 MPa,喷嘴直径为3.50、4.02、5.00 mm时,所需的注入气量分别为9338、11225、15023 m^(3)/d。气体射流泵排液机理、气体射流特征的研究结果可为同心管气体射流泵工艺设计和现场试验提供理论依据。

煤层气井管壁粘附煤粉影响因素实验

为了解决煤层气井煤粉在炮眼、筛管、管壁、泵筒和泵阀的粘附造成的炮眼、筛管堵塞,固定阀漏失等问题。在静粘结附着理论的基础上,建立了变流道动粘附煤粉启动模型,分析了煤层气井管壁煤粉动粘附机理,通过理论建模与室内实验相结合的方法,综合考虑了井液温度、煤粉质量浓度、煤粉颗粒粒径、井液流速等对煤粉管壁动粘附规律的影响,基于控制变量法,进行了煤粉管壁动粘附各因素影响实验,得出管壁煤粉动粘附在不同井液温度、井液流速、煤粉质量浓度和煤粉粒径条件下的特性曲线,给出不同条件下管壁煤粉动粘附规律。结果表明:煤粉粘附速率随着煤粉粒径、煤粉浓度、井液温度的增加而增加,随着井液流速的增加而减少。可见管壁煤粉动粘附特性规律为煤层气井管壁煤粉冲洗工艺设计提供理论依据,对保障煤层气井连续稳定生产具有重要意义。

天津地区地热流体主要离子组分特征及地热成因分析

天津地区中低温地热资源丰富,地热资源开发利用历史悠久,多年的勘查和开发利用取得了丰富的勘查成果。在研究天津地区地质构造和主要热储层地热流体水化学特征的基础上,本文以天津地区大量的地热流体水化学数据为研究对象,选取主要热储层地热流体中的主要离子与矿化度之间的关系分别进行R聚类分析和相关分析,结果表明,K+含量在裂隙热储层中普遍高于孔隙型热储,且与矿化度的相关性不高;Na^(+)含量、Ca^(2+)含量与矿化度呈明显的正相关关系,且相关性较高;裂隙热储中地热流体的Cl^(-)、SO_(4)^(2-)含量高于孔隙型热储中的地热流体,且与矿化度呈正相关关系;HCO_(3)^(-)含量则与矿化度关系不大。采用元素比例系数法分析天津地区地热流体特征离子,得知天津地区基岩型地热系统相对比较封闭,有利于地热流体的形成和保存;地热流体属于海相含盐沉积岩溶滤水。综合地热流体水文地球化学、同位素和补给条件等资料分析,天津地区地热水的补给来源为大气降水,入渗水在深循环过程中受到地层围岩的加温过程,并与海相沉积的碳酸盐岩发生溶滤作用,最终形成大气渗入-海相沉积的混合成因溶滤水。

汉沽断裂带碳酸盐岩热储探测及其对深部地热勘探的意义

在地热与石油资源同盆共存的滨海新区,深部地热资源储量丰富,但埋藏较深,地质条件复杂。本文在分析研究区域地热地质和以往地球物理勘查的基础上,创新性运用DEM3DINV程序物探三维技术,综合野外观测、钻探成果、试验结果,分析深部热源、构造条件等,并将其转化为地质结构模型,形成了深部地热勘查新的地电联合反演技术,探明碳酸盐岩热储北部边界断裂汉沽断裂带的分布位置与地热资源品质。

共采技术现状与在煤系气共采中的适应性分析

我国多数煤系气地区成藏致密,层间呈叠置状,单层开发难度较大且经济效益不显著,于是提出开发适用于煤系气多气共采的技术尤为必要。从共采的角度分析,共采技术分为同压力体系共采和同井筒分压力体系共采两类。对目前油气田常用的同井筒分压共采技术进行了总结和分类,分别从抽油泵、井下管柱及排采方式的不同对现有分压共采技术现状进行了归类整理,给出其特点和在煤系气开发中的适用性;并通过类比这些技术的特征并结合煤系气自身特性,得出了现有技术共采煤系气将可能出现的问题,提出了侧重构造井下压力体系及优化产物流体通道的研究方向,给出了煤系气共采技术管柱设计需要注意的问题,这对于煤系气多气共采,有所帮助。

基于煤系气双管柱分压合采技术的适用性分析

致力于开发煤系气的合采技术是国内现有非常规能源发展的重点。通过对煤系气的地质特征及合采煤系气的产出机理进行分析,采用正确的生产工艺及合理的井下管柱是实现煤系气合采作业的前提条件。通过对双管柱合采技术进行分析,针对上部为煤层,下部为高压产气层的煤系气合采环境,设计出了较为适用的煤系气合采工艺。构造出双管柱合采煤系气结构,并建立了管柱尺寸的选取模型,再通过分析计算管柱是否满足连续生产作业来判定所涉及的双管柱合采技术对于煤系气合采作业的可适用性。分析得出:双管柱合采技术可用于煤系气的合采作业,并依据地质条件,给出了不同尺寸井口条件下煤层最大产水与高压产层最大产气量的关系,对今后更深入的煤系气合采技术研究提供了一定的参考。

单相流煤层气井裂隙煤粉受力分析及启动条件

为了准确地计算煤层气井出煤粉条件,基于煤层骨架煤颗粒受力,建立了煤层颗粒启动的力学模型。依据韩城煤田的资料,分析了煤层气井单相流阶段煤层骨架脱落颗粒大小与液体渗流速度、排液量以及压力差的关系。结果表明:在单相水流阶段,煤层气井煤粉产生与流体的渗流速度呈正向二次关系,当液体渗流速度大于该煤粉粒径的临界速度时,小于该颗粒粒径的煤粉将会脱落。从统计学观点,渗流速度越大,产生煤粉越多;排采中排液量越大,对煤层骨架拖拽作用越大,煤粉颗粒越容易脱落,当排液量在17m3/d以上时,大部分煤粉颗粒就会脱落。合理控制排液量在17m3/d以下有利于减少煤粉的产生。

排采面积对煤层气单井产气潜能影响分析

针对煤层气井有效排采时间短的问题,基于煤层气井稳定渗流方程和朗格缪尔吸附定律,建立了径向流煤层气井和压裂煤层气井排采面积影响单井产气潜能的数学模型,分析了排采面积对单井产气潜能的影响,并研究了煤层气井单井控制的有效解吸边界。结果表明:压裂煤层气井和径向流煤层气井解吸量与解吸半径之间的变化趋势大致相同,其解吸量随着解吸半径的增加接近于二次函数变化,解吸半径增加10倍,解吸量大约增加46倍。排采面积越大,煤层气井产气潜能越大。径向流煤层气井井底压力为1.0 MPa时,其单井控制解吸边界半径为99.73 m,其有效解吸边界的研究为煤层气开采合理布置井网提供了依据。

煤层气井气水两相流产气通道导流能力分析

为分析煤层气井产能,基于煤层气井压裂后地层液渗流和管流模型,建立了气水两相流阶段下变裂缝变流量产气通道导流能力模型,并对排采阶段影响导流能力的因素进行了分析,提出了持液率是影响气水两相流阶段导流能力的重要因素.该模型为煤层气井产能的分析提供了重要依据.当持液率等于1时,该模型为单相水流阶段导流能力模型;当持液率等于0时,该模型为单相气体流动阶段导流能力模型;当计算模型中裂缝宽度变化函数为常数时,即为恒裂缝宽度导流能力模型;分析结果表明:煤层气井在气水两相流阶段其产气通道导流能力受持液率的影响,随着持液率增加,导流能力增加;气水两相流中水所占的比例越大其导流能力越大,即单相水流阶段比单相气体流动阶段产气通道的导流能力大,一方面煤层气的解吸产出使产气通道内持液率降低,产气通道的导流能力降低;另一方面煤层气的解吸产出时煤基质收缩,产气通道增大,其导流能力增加.故煤层气定量排采中可以设计合理的产气量使产气通道达到最佳的导流能力,以优化煤层气的排采制度.

煤粉颗粒在垂直井筒沉降规律试验研究

根据垂直井筒煤粉沉降模型,设计了煤粉沉降试验装置,结合不同颗粒粒径和不同质量浓度下颗粒的沉降规律,利用试验得出的数据拟合出煤粉自由沉降末速公式,将试验给出的拟合公式与理论推导的沉降末速公式对比,修正了理论公式。试验结果表明,煤粉颗粒力学性能差,在垂直井筒沉降过程中易破碎,沉降时粒径会发生变化,使用砂粒的沉降公式进行研究时偏差较大。利用试验拟合的煤粉颗粒沉降公式对理论公式的系数进行了修正,修正后的公式可更好地反映煤粉颗粒在垂直井筒中的沉降规律,为新型排煤粉井下泵的设计提供依据。

基于知识图谱的高校教学实验室综合改革模型分析

基于BP神经网络的高校教学实验室综合改革模型分析方法,缺乏可视化分析过程,存在分析结果误差大的弊端,为此提出基于知识图谱的高校教学实验室综合改革模型分析方法。该方法以中文论文数据库为样本,采用知识图谱技术和Citespace可视化软件,通过定量化、可视化已有文献的研究热点,绘制高校教学实验室综合改革模型的系列知识图谱,获取高校教学实验室综合改革模型数据。在此基础上采用基于信息归纳的概率粗糙集挖掘算法SRII,将原始数据集映射到一个便于粗糙集处理的数据空间,计算各个属性集合的近似统计值,实现对实验室综合改革模型数据的有效挖掘和分析。实验结果表明,所提方法能有效分析高校教学实验室综合改革模型,呈现出了改革模型未来改革热点的直观分析结果,为深化实验室综合改革提供有力条件。

煤层气井产气阶段临界排采参数分析

依据煤层气排采实际,基于煤岩破坏出煤粉机理,建立了煤层气井产气通道较近井地带、近井和远井地带破坏出煤粉模型。分析得出较近井地带主要是降压程度大引起的压实破坏,而近井和远井地带主要是流体拖拽引起的拉伸破坏,由此给出了产气通道破坏出煤粉的临界排采参数。结合井筒压力分布模型,建立了煤层气单井多层合采的井底压力和产水量模型,分析了单井多层合采井底压力和排水量,优选多层合采时排采参数。

煤层气井管式泵临界沉没度试验分析

建立了煤层气井管式泵泵阀开启的临界条件模型,通过泵阀的水力损失计算,以最大水力损失作为泵阀开启的最低条件,得到了泵在不同工况条件下的临界沉没度。借助煤层气排采井模拟试验系统进行试验,得到了不同冲次下沉没度与泵效和排液量的关系曲线。分析试验曲线可知,随着冲次的提高,泵的临界沉没度增加,泵效降低,主要原因是随着冲次的提高,固定阀的损失增大,导致临界沉没度增大;冲次变化对临界沉没度影响较小,临界沉没度受到泵径的影响,泵径不同临界沉没度不同;煤层气井排采时可以根据泵效变化率的大小选择合理的沉没度。

天津市中心城区及附近热储层间的水力联系

文章利用水文地球化学和环境同位素调查方法,对天津市中心城区附近各主要热储层间的水力联系进行了探讨。研究结果表明,大气降水是天津市中心城区附近各热储层的补给水源,各大断裂是沟通各热储层间水力联系的关键因素。

深部煤层气开发管壁煤粉黏附特性

针对深煤层地温较高的特点,综合考虑井液流速、管壁粗糙度及井液温度等因素的影响,对深部煤层管壁煤粉黏附机制进行分析,推导出深部煤层气井管壁黏附煤粉最大粒径计算公式,并进行煤粉黏附旋转挂片试验,以揭示深部煤层开发管壁煤粉黏附特性。结果表明:煤粉黏附特性主要受井液流速、管壁粗糙度、温度等因素影响,在其他条件不变时,井液流速增加到1.5 m/s及以上时粒径大于20μm的煤粉颗粒不再产生黏附现象;管壁粗糙度由32μm降到16μm可以使煤粉最大黏附粒径由40μm降到20μm;温度由40℃降至20℃可以使最大黏附粒径由26μm降到20μm。由此揭示深部煤层气井煤粉黏附更为严重的原因,可以为经济有效地解决管壁煤粉黏附问题,制定合理的排采策略奠定基础。

基于海上有杆采油的LD27-2 WHPB平台再设计研究

为了推行适用于海上稠油开采的有杆采油技术,提出了海上采油平台再设计的建议。运用ANSYS技术,建立LD27-2 WHPB平台的有限元模型。在设计液压抽油机载荷和风浪流载荷作用时,计算平台主腿、中层甲板等受力构件的刚度和强度。计算结果表明:(1)导管架的安全系数在4以上,能满足安全要求,抽油机对平台主腿的影响可忽略不计。(2)当井口内部梁尺寸不小于500mm时,无需进行加强;当井口内部梁尺寸小于500mm时,为了满足海上有杆采油的需要,需要进行加强操作,可通过增加斜撑或在梁上铺设钢板来增加刚度。

煤层气井关井井底压力恢复模型

为了准确拟合煤层气井关井井底压力变化,基于煤层流体渗流规律和流体稳定流动能量方程,依据煤层气井情况分阶段建立了井底压力恢复模型。依据韩城WL1井地层参数,得到了关井时井底压力动态变化规律。结果表明:井底压力恢复双对数曲线中气水两相流阶段和单相水流动阶段斜率不同,分别为0.3919和0.0682,其后期曲线趋于水平,类似于压裂井二开二关压力恢复试井双对数曲线。随着井底压力的恢复,储层渗透率和解吸半径逐渐减少。当井底压力由1.1MPa恢复到2.36MPa时,解吸半径由11.97m减少到4.46m,产气量由3200m3/d减少到444.25m3/d。