重复注气压降法煤层渗透率模型与原位测试研究

煤层渗透率作为衡量瓦斯渗流与抽采难易程度的重要指标,对其进行准确测定具有重要意义。针对现有方法计算渗透率测试周期长、结果不稳定、模型不完善等问题,研究煤层渗透率的快速准确测定方法及相应的计算模型。基于煤层中气体径向不稳定流控制方程,结合不同压差下气体在煤层中的体积流量方程,建立可利用全区间压降数据测定煤层渗透率的注气压降计算模型。应用COMSOL数值模拟软件的达西渗流模块对模型进行求解,针对现场工程设计中可对压降曲线产生影响的测压气室长度进行单变量处理,根据模拟结果分析钻孔的测压气室长度可设计为2.0 m。根据数值模拟结果进行现场布置,搭建井下重复注气压降试验系统,结合煤层瓦斯赋存条件和巷道条件施工两组穿层钻孔,对2个测点分别注入两次高于煤层瓦斯压力的补偿气体进行渗透率原位测试,测试周期分别约为6 d和17 d,第2轮测试的注气压力高于第1轮。结合理论推导验证了注气压降过程中煤层瓦斯的雷诺数均处于线性达西渗流段,瓦斯在煤层中的渗流符合达西定律,满足计算模型的假设。与传统煤层渗透率计算方法进行了比较,结果表明:本方法和径向流量法的计算结果基本一致,可以满足实际工程需要。重复注气压降法的测试结果稳定可靠,具备快速测定的优点。

煤炭地下气化注气方式与能量回收效率

研究不同注气方式煤炭地下气化(UCG)能量回收情况,有利于发展更高效的UCG工艺。设计并实施了固定和移动注气点UCG模型实验,基于化学计量学和碳平衡法计算了气化煤耗总量及速率,对比分析了2种注气工艺对煤气组成和热值的影响。在此基础上,分析了不同注气方式下煤气产量和有效气体组成的变化,评价了2种注气工艺实验的能量回收效率。结果表明,固定注气点实验中提高O_(2)净注入流量可改善煤气热值衰减的现象,但随着气化空腔的扩大,提高O_(2)净注入流量对气化反应的促进作用逐渐降低;分3次提高O_(2)净注入流量,煤气热值分别提高2.01、1.27和1.10 MJ/Nm^(3),气化效率(煤气的热值与碳的燃烧热之比)分别提高14.64%、9.45%和7.73%。移动注气点位置,可实现煤气热值和气化效率的短时间快速回升,分4次移动注气点位置,每次移动距离为300 mm,煤气热值分别提高2.95、3.32、3.37和2.54 MJ/Nm^(3),气化效率分别提高17.99%、21.04%、27.88%和13.92%。2种注气工艺实验分别气化了72.49 kg和91.47kg的煤,平均煤耗速率分别为0.97和1.27 kg/h,气化效率和煤耗速率呈同步突变,这一现象在改变气化剂注入条件和移动注气点位置后更为明显,表明气化效率与煤耗速率具有一定关系。相比固定注气点实验,移动注气点位置可有效改善气化效果,相同的气化剂注入条件下,有效气体组分和气化效率分别提高12.5%和23.23%。

不同注气成分置驱瓦斯效果数值模拟研究

注气促抽瓦斯的注气成分主要有N_(2),CO_(2)和空气,但目前针对不同注入成分的置驱效果对比研究较少。针对该问题,建立了考虑裂隙气体渗流和基质孔隙气体扩散的注气成分置驱瓦斯数学模型,在对该模型验证的基础上,模拟注入气体置驱煤样瓦斯气体过程,并对比研究相同注气压力和煤体渗透率条件下不同注气成分(N_(2),CO_(2)和空气)对瓦斯的置驱效果。结果表明:①相同注气时间下,从注气端到排气端,注入气体的体积分数逐渐降低,在注气端附近注入气体的体积分数最高;瓦斯体积分数逐渐增加,在排气端附近瓦斯体积分数最高;随着注气时间增加,注入气体的体积分数增加区域逐渐向排气端移动直至覆盖整个煤样,瓦斯体积分数降低区域也逐渐向排气端移动直至覆盖整个煤样,表明煤样中的瓦斯逐渐被置换出来,进而被驱替出整个煤样。②在相同注气时间内,从注气端到排气端,N_(2),CO_(2)和空气3种注入气体体积分数和瓦斯体积分数具有相似的变化规律,即从注气端到排气端,注入气体体积分数逐渐降低、瓦斯体积分数逐渐升高,随着注气时间增加,注入气体的体积分数增高区域增加。相同注气时间、煤样相同位置处注入气体的体积分数和瓦斯体积分数互补,即相加为100%。③3种注入气体对瓦斯的置驱效果排序为CO_(2)>空气>N_(2)。④对排气端气体的体积分数分析可知,排气端气体的体积分数随时间变化可分为突破阶段、平衡进行阶段和置驱完成阶段。不同注入气体3个阶段持续时间不同,注入N_(2)突破时间和置驱完成时间分别为30,90 min;注入CO_(2)突破时间和置驱完成时间分别为20,80 min;注入空气突破时间和置驱完成时间分别为28,87 min。⑤在现场应用时,应根据具体煤层的吸附解吸能力、煤层自燃特性等选择合适的注入气体。

CO_(2)驱分层注气工艺管柱适用性分析及展望

目前,我国现场应用的注气管柱多为笼统注气管柱、同心双管分层注气管柱及偏心投捞分层注气管柱,该类管柱存在着分层数受限、测调效率低、测调精度差及适应性差等问题,难以满足CO_(2)驱油田的精细、高效开发需求。针对这一现象,在现有成熟分层注水管柱的基础上,设计了液控分层注气管柱、测调一体分层注气管柱、有缆智能分层注气管柱,并对这3种分层注气管柱进行了技术适应性分析和实施难点分析,分析发现:所设计的3种分层注气管柱各有优势,配套井下气体流量计的研制既是设计管柱的主要实施难点也是实现精细化注气的关键。最后,对各类流量测量技术进行了技术特性及研究难度分析,并对井下气体流量计的设计选型提出了建议和展望。

基于遗传算法的盐穴储气库注气能力方案优化

盐穴储气库作为中国天然气调峰的重要手段之一,承担着战略储备的重要任务。为提高川气东送输气管网的运行优化能力,对金坛盐穴储气库提出合适的注气配产方案以降低压缩机能耗作为当前阶段的首要目标。通过对金坛盐穴储气库的地理环境、管道参数、储气井参数、压缩机能耗等综合因素进行分析后,以该地区十口井注气流程为例,将其配气方案的能耗分析作为主要目标,在满足于储气库总量、单井注气约束条件的情况下,应用遗传算法对注气任务方案进行优化。通过分析了5组遗传算法进行优化的注气配气过程,结果表明当迭代步数达到25步左右时,总能耗达到收敛且平均每组运行时间为4.57 s,进一步分析得出各单井注气量在优化过程中的趋势图。在符合现场条件、满足于注气需求的情况下,最终模拟优化后的配产方案系相比最初配产方案压缩机能耗下降了33%,实际现场压缩机能耗下降普遍在30%~35%,大幅降低了压缩机能耗浪费,对实际生产应用具有一定的指导作用。

油管尺寸与注气方式对间歇气举的影响分析

间歇气举能够有效提高低渗透率、低压、低产量油井的开采效率。为增强间歇气举举升效果,以VOF模型为理论基础,利用Fluent软件开展数值模拟,在考虑重力条件下研究油管尺寸及间歇注气时的注气频率、注气振幅和注气方式对气举效果的影响规律。研究结果表明:随着油管尺寸的增大,油管出口处举升的液体质量增大,气举效果增强;间歇注气频率增大,油管出口处举升液体质量减小,气举效果减弱;间歇注气振幅增大,油管出口处举升液体质量增大,气举效果增强;减小间歇注气频率、增大注气振幅有利于提高气举效果;大振幅和高频率下的间歇注气方式更有利于增强气举举升效果。间歇气举的主要影响程度和因素可以表示为:间歇注气振幅>间歇注气方式>间歇注气频率。研究结果可为间歇气举方式的参数优化和油田的高效开发提供一定的指导。

南海北部涠洲A油田储层非均质性对注气开发的影响分析

储层非均质性对油田注气开发的影响是提高采收率的重要因素。文章对涠洲A油田S井区涠四段三套砂体储层非均质性进行评价,并结合岩心驱油实验以及生产动态得出,层间非均质性、平面非均质性、层内非均质性均对注气开发效果存在较大影响。层间非均质性、层内非均质性较强时,注气井吸气不均匀,注气效果较差;平面非均质性较强时,注入气沿高渗通道驱替原油,导致在高渗通道上的生产井气油比上升较快,注气效果较差。

玻璃体腔注气治疗后巩膜加固术后持续性黄斑部视网膜脱离的研究

目的:观察玻璃体腔注气术治疗病理性近视后巩膜加固术后持续性黄斑部视网膜脱离的可行性及疗效。方法:选择2018年1月至2023年3月就诊于郑州市第二人民医院的因病理性近视黄斑部视网膜脱离的患者,行后巩膜加固术后1个月仍存在持续性黄斑部视网膜脱离者26例(26只眼),其中5例(5只眼)伴板层黄斑裂孔。给予患眼进行玻璃体腔注气术治疗。观察患者黄斑部视网膜脱离复位情况、眼轴长度、最佳矫正视力(BCVA)。结果:玻璃体腔注气术后6个月,共23只眼黄斑部视网膜脱离复位,复位率88.46%,复位效果较好。玻璃体腔注气术前患者眼轴长度短于后巩膜加固术前,差异具有统计学意义(P<0.05);玻璃体腔注气术后6个月患者眼轴长度长于玻璃体腔注气术前,但短于后巩膜加固术前,差异具有统计学意义(P<0.05)。玻璃体腔注气术后6个月,共观察有22只眼BCVA提高,4只眼视力较差,术前术后视力无变化。与玻璃体腔注气术前比较,术后1个月、3个月、6个月患者BCVA均更好,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:玻璃体腔注气术对病理性近视后巩膜加固术后持续性黄斑部视网膜脱离未复位的治疗效果显著,复位效果较好,可改善患者视力。

XH27块油藏二次开发注气工艺技术分析

在油田开发过程中,二次开发是一种重要的方法,受到了广泛的关注。注气技术是二次开发中的关键技术之一,能够增加地层压力、推动油向井眼移动、改善采油条件,从而提高采收率和增产效果。文章针对XH27块油藏二次开发中的主要矛盾,以注气工艺技术为重点,提出了一种注气管柱优化技术,并进行了现场应用效果评价。首先,对XH27块油藏的一次开发情况进行了概述,分析了一次开发阶段存在的问题和挑战;其次,针对油井水淹、断块产量递减等问题,提出了采用注气工艺技术的解决方案,并详细描述了隔热方式、注气管柱优化技术等关键内容;最后,通过现场实施情况和效果评价,验证了提出的注气工艺技术在XH27块油藏二次开发中的有效性和可行性,为油田的进一步开发提供了重要参考。

冀东油田储气库先导试验注气井注气能力影响因素分析

冀东储气库先导试验区为冀东X储气库和冀东Y储气库,均为油气藏建库,在注气投产过程中,部分井存在注入压力高、注入能力差等瓶颈问题,6口注气井的注气能力差异较大,与方案相比也存在差异,为找出影响注气能力的主控因素,矿场实践开展了注气井注气能力影响因素分析,认为含气饱和度对注采气能力影响最大,该分析结论对后续储气库注气井投产运行及现场动态分析具有重要的意义。

高温高盐碎屑岩油藏注气用复合磺酸盐起泡剂性能

碎屑岩油藏岩石表面带负电,注气用起泡剂应优先选择阴离子表面活性剂。α-烯烃磺酸钠(AOS)是常用的阴离子类起泡剂,但在高盐含量水中溶解性差。将AOS和烷基二苯醚二磺酸钠(B2)复配,形成在矿化度1.12×10^(5) mg/L模拟地层水中具有较好溶解性的起泡剂AOS51(m(AOS)∶m(B2)=5∶1)。在温度110℃、压力30 MPa条件下,AOS51发泡率与在高盐条件下性能最好的羟磺基甜菜碱类起泡剂S23相当,而泡沫稳定性略逊于S23。静态吸附实验结果表明,AOS51在质量分数0.05%~1.0%范围内吸附量低于0.30 mg/g;起泡剂质量分数小于0.20%时AOS51与S23吸附量差异不大,但当起泡剂质量分数大于0.20%时S23的吸附量明显高于AOS51。岩心流动实验结果表明,质量分数0.10%和0.20%的AOS51在气测渗透率为80 mD和180 mD岩心中形成泡沫的阻力因子分别大于65、75和125、270,同时还表现出选择性流度降低特征;相同条件下AOS51流度调控能力优于S23。

低渗油藏注气前缘运移特征及影响因素

CO_(2)气驱过程中,对气相前缘运移及影响因素的研究有助于我们预防气窜,改善开发效果。基于长岩心CO_(2)驱替实验及X-CT测试,揭示了非均质性对气相前缘运移的影响。通过抽提机理模型数值模拟总结了非均质条件下的压力前缘、组分前缘、气相前缘的运移特征,明确了不同的注入速度对气驱前缘运移的影响规律。研究表明:气驱前缘的运移速度会随着渗透率的上升而增大,高渗岩心中的气相前缘运移速度比低渗快25%以上;机理模型中,七点法情况下压力前缘接近六边形,而气相前缘和组分前缘接近于菱形;随着注入时间的增加,气相前缘的移动速度先减小后增加,后期移动速度上升,速度越来越大,且注气速度越大,气相前缘移动速度越快。研究结果为低渗油藏气驱开发的前缘预测及控制提供依据。

填埋场原位注气好氧稳定化工程中的全域优先流效应

填埋场原位好氧稳定化技术是加速填埋场稳定化的重要技术。现有评估方法集中于对稳定化进程进行评估,而缺少对注气流量空间分布的估算与评价。通过分析浙江省温州市某简易填埋场好氧注气稳定化工程运行期间堆体内氧气、甲烷、二氧化碳原位监测数据,揭示了工程运行期间填埋气浓度存在时空分布不均的特征,提出利用气体浓度在线监测数据估算注气流量分布的方法,发现好氧稳定化的全域优先流效应。结果表明:1)堆体内氧气、二氧化碳、甲烷存在较高的空间异质性,氧气浓度与甲烷、二氧化碳浓度呈显著负相关。2)该填埋场注气稳定化过程中,流量最小的23%面积区域仅通过总流量的1.3%,90%的区域通过流量为总流量的47%,余下10%面积通过总流量的53%,不均匀性的基尼系数达0.594,存在严重的全域优先流效应。堆体渗流性质差异是造成该问题的原因,注气不均可能导致注气效率下降、温室气体排放量增加、能耗增加。提出在稳定化工程开展前、进行中、监测保障阶段的措施建议,可根据气体渗透系数开展分区分时注气。

超高压注气压缩机的研制

超高压注气压缩机,是国内压力等级最高的离心式压缩机,完全自主研发,采用小流量高效三元轮技术,先进的计算分析程序,全面的压缩单元性能特性比对,可靠的零部件结构,保证压缩机各项指标满足注气压缩机的实际运行要求,技术水平达到了国际先进水平。

玻璃体腔内注气术治疗黄斑孔视网膜脱离的体位护理观察

观察玻璃体腔内注气术治疗黄斑孔视网膜脱离的体位护理效果。方法 选取我院玻璃体腔内注气术治疗的黄斑孔视网膜脱离患62例(2021年7月至2022年10月),随机分为常规护理的对照组(31例)与体位护理的观察组(31例)。结果 与对照组相比,观察组视力改善好,黄斑中心凹厚度小,盘周神经纤维厚度小,心理健康水平评分低,满意度评分高,舒适度评分高,生活质量评分高,P<0.05。结论 玻璃体腔内注气术治疗的黄斑孔视网膜脱离患者体位护理效果较好,值得借鉴。

填埋场单井注气气体压力监测试验及预测模型

确定填埋场注气过程中气体压力分布特征可为好氧通风工程提供关键技术和理论支撑。以现场单井注气试验为依托,在渗流力学理论的基础上,开展了不同注气强度条件下气体压力分布监测试验,分析了注气过程中气体压力的径向分布特征,推导了注气条件下垃圾土体内部以解析解形式表达的气体压力预测(analytical gas pressure prediction,简称AGPP)模型;结合现场气体压力监测结果,构建了以注气井压力为核心参数的经验公式形式的气体压力预测(empiricalgaspressure prediction,简称EGPP)模型。试验结果表明:低压注气强度也可以达到良好的注气效果,在较短时间内可以让气体充满注气井周围;通过现场监测数据与AGPP模型、EGPP模型的对比,初步验证了两种模型的可靠性。以上成果为预测和评估好氧通风过程中垃圾填埋场气体压力分布提供了新方法。

CO_(2)混相驱注气速率对重力超覆的影响规律

CO_(2)驱可以改善低渗透油藏的开发效果,并通过置换油气等方式实现CO_(2)地质埋存,但由于油气密度差的存在,会形成CO_(2)重力超覆而影响驱油效果。为明确油层厚度较大的低渗油藏中CO_(2)混相驱条件下注气速率对重力超覆程度的影响规律,分别采用室内物理模拟实验和数值模拟等方法进行研究,并通过建立的数值模型和超覆程度表征方法,系统评价注气速率的影响规律,从而对注入量等参数进行优化。结果表明,混相驱条件下仍存在一定程度的重力分异,且随注气速率的增加,重力超覆程度减弱,混相驱采收率提高,但相比非混相条件,超覆程度较低,通过注气速率优化减弱其影响的效果更为明显。针对给定模型的模拟计算结果表明,当注入量大于10 t/d后超覆程度影响减弱,因此,为保证厚油层CO_(2)混相驱油效果,在不发生气窜的前提下应适当采用较大的注气速率以减弱重力超覆的影响。研究结果对于CO_(2)驱油现场试验方案设计和注气参数优化具有一定的指导意义。

注气和注水结肠镜下结直肠息肉的内镜形态特征与病理类型的关系分析

目的:研究注气和注水结肠镜下结直肠息肉的内镜形态特征与病理类型的关系。方法:选择2019年5月-2021年12月北京市普仁医院收治的120例结直肠息肉患者作为研究对象,采用随机数字表法分为注气组(n=60)和注水组(n=60)。注气组予以注气结肠镜检查,注水组予以注水结肠镜检查。统计两组结直肠息肉检出数量,比较两组扁平息肉检出率、肿瘤性息肉检出率。以病理学诊断结果为金标准,评估注水组与注气组中NICE分型对结直肠息肉病变的预测价值。结果:120例患者共检出152枚结直肠息肉,其中注气组检出89枚,注水组检出63枚。两组扁平息肉检出率、左半结肠扁平息肉检出率比较,差异均无统计学意义(P>0.05),注水组右半结肠扁平息肉检出率高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);152枚息肉病理诊断结果中肿瘤性息肉85枚(55.92%)、非肿瘤性息肉67枚(44.08%);注水组与注气组肿瘤性息肉检出率比较,差异无统计学意义(P>0.05);152枚结直肠息肉的NICE分型包括1型62枚、2型86枚、3型4枚,以病理学诊断结果为金标准,NICE分型标准对结直肠息肉病理类型的诊断敏感度为97.65%、特异度为89.55%、准确度为94.08%;注气组与注水组结直肠息肉中NICE分型对结直肠息肉病理病变类型的诊断敏感度、特异度、准确度比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:注气和注水结肠镜下结直肠息肉的NICE分型对结直肠息肉肿瘤性和非肿瘤性的鉴别诊断价值相近,两者均可使用NICE分型完成对结直肠息肉病理类型的预测,均有较高的预测价值,但注水结肠镜能有效提高右半结肠扁平息肉的检出率。

插入式高温高压注气封隔器的设计与研制

为解决高压注气过程中注气封隔器密封不严导致的油套环空带压问题,通过优化封隔器结构、优选密封机构与材料,研制了一种新型的插入式高温高压注气封隔器。该封隔器设计整体式密封插管,减少连接部位,降低漏失风险;设计密封圈与插管本体一体硫化,避免管柱蠕动对密封圈的损伤,提高插管密封效果和寿命;选用气密封胶筒,设计分瓣张开式刚性支撑保护,避免胶筒受损,提高注气密封性能。该封隔器的优化设计延长了封隔器使用寿命,降低了油套环空带压风险,解决了高压注气安全隐患,为冀东油田气驱发展提供技术支撑。

我国低渗煤层井下注气驱替增流抽采瓦斯技术进展及前景展望

我国大部分矿区煤层渗透率较低,注气驱替增流抽采瓦斯技术是提高低渗煤层瓦斯抽采效率的有效方法之一。分类梳理了我国低渗煤层瓦斯赋存特征,总结概括出高资源储量、低含气饱和度、多储层压力并存、低渗透性和复杂分区性5个特点。利用差异置信法、灰色关联法、置信区间计算法,分析了我国煤层瓦斯对井下注气驱替增流抽采瓦斯技术的适用性,获得6个影响注气驱替瓦斯效果的直接因素,影响度依次为:煤体普氏系数>瓦斯压力>渗透率>灰分>瓦斯含量>朗格缪尔压力常数;建立了适用于井下注气驱替增流抽采瓦斯技术的煤层参数筛选评价方法。根据注气驱替煤体瓦斯增流机制的不同,从气体因素、注能改性两方面厘清了注气驱替煤体瓦斯增流机制,气体因素增流机制包括:充能携载、分压促解、稀释促扩散、竞争吸附;注能改性增流机制包括:充能扩孔、促解扩孔、充能拓孔、脉冲气流损伤孔隙结构/展布裂隙网络。总结了注气驱替气源、工艺参数对瓦斯驱替效果的影响规律,简要介绍了井下注气驱替增流抽采瓦斯关键技术与装备、应用模式及应用效果。展望了我国井下注气驱替增流抽采瓦斯技术的未来发展趋势,具体包括:多学科深化注气驱替增流抽采瓦斯理论、多方法协同注气驱替增流抽采瓦斯技术、注气驱替增流抽采瓦斯工艺参数精准化、注气驱替增流抽采瓦斯装备智能化、煤层注-抽-掘-采衔接布局协调化。