利用微波加热开采地下油页岩的技术

对目前国内外油页岩原位开采技术研究进行的分析表明,油页岩具有导热性差的特点。为了解决传统的热传导开采方法效率低、成本高的问题,提出了一种微波加热开采油页岩的新型技术。利用微波加热方式,电磁能直接作用于介质分子而转换成热能,其透射性能使物料内外介质同时受热,不需要热传导。在方案实施过程中,在油页岩层中钻羽状井并填入吸波介质,可大大改善油页岩的吸波能力,可以以较快的速度使页岩油的升温,并逐渐地将干酪根裂解转化为页岩油气。页岩油气会通过加热产生的裂缝运移到生产井,并被抽排到地面。

天然气水合物加热开采机理及数学模型

在目前已有的主要水合物开采方法研究的基础上,进一步研究了天然气水合物加热开采法的机理。研究认为,水合物是加热分解、热传导和含化学分解的液、气两相渗流流动,它们之间既相互独立,又相互联系。并将水合物区划分为分解区和未分解区,将分解区前缘作为可移动的分界面,分区建立了加热分解热传导数学模型及含分解化学反应的液、气两相渗流流动数学模型,为加热开采水合物气层过程进行深入研究奠定了基础。

水合物加热开采时土体变形数值分析

天然气水合物是未来的一种新型能源,但水合物的分解可能使地表产生较大的变形,从而影响到开采平台及地面建筑的稳定性,甚至带来环境灾害。基此,文章利用有限元法对水合物的加热开采过程进行了热力耦合分析,得到了水合物开采过程中土体的变形规律。计算结果表明:水合物加热开采时,土体变形量随着分解半径的增大而非线性增加;当水合物分解半径为40 m时,地表最大沉降达0.38 m,最大水平位移为0.12 m。

油页岩电加热原位开采技术研究进展

世界油页岩资源丰富,其勘探储量换算为页岩油远大于世界石油的探明储量,但有很大一部分资源埋藏较深,不能通过露天或巷道式开采加以利用。为此,介绍了壳牌公司编制的油页岩电加热原位开采技术(E-ICP)试验研究计划,包括油页岩试验区的资源评价、原位开采的流程、整个开采工程计划所需时间。该技术的应用为开发深层油页岩资源提供了新的途径和方法。

沉积物中天然气水合物合成及开采模拟实验研究

基于自行研发的天然气水合物模拟开采实验装置,进行了电加热法和减压法2种开采技术的实验研究。实验材料采用粒径为0.18-0.25 mm的自然砂,0.03%的十二烷基硫酸钠（SDS）水溶液和高纯甲烷,每次实验都分为水合物合成和开采两个阶段。实验结果表明：水合物首先在沉积物体系上层与外侧生成,然后在体系内部逐渐生成。在电加热法开采过程中,可分为初始分解、沉积物体系升温、大量分解3个阶段,加热点的位置、热量传递方向和速率决定着沉积物中水合物的分解位置和速率,该方法能量利用率较低。在减压法开采过程中,水合物分解速度先快后慢,设置的分解压力越低,分解速度越快。

天然气水合物加热分解储层变形破坏规律研究

为避免开采天然气水合物导致储层变形破坏,引起环境灾害,研究加热法开采天然气水合物过程中水合物饱和度、储层物性参数、超静孔隙压力变化对储层变形破坏的影响。建立了反映水合物分解引起储层力学物性劣化规律的热流固耦合模型,基于ABAQUS二次开发功能编写场变量子程序,对南海神狐海域水合物加热开采诱导储层变形破坏规律进行数值模拟分析。结果表明:天然气水合物储层分解区和力学性质劣化区范围随温度升高呈扩大趋势;未采气条件下,储层超静孔隙压力以加热井为顶点随分解影响距离呈抛物线型分布,超静孔隙压力过大是导致天然气水合物盖层变形破坏的主要因素;储层塑性变形影响范围随温度升高逐渐扩大,先出现在水合物储层与盖层、储层与下伏层接触界面。该研究为天然气水合物安全开采提供了借鉴。

天然气水合物开采井筒温度监测实验

基于分布式光纤测温技术研制了一套天然气水合物开采井筒温度监测实验平台,主要包括水合物储层模拟室、温度控制模块、井筒结构模块、信号采集模块。结果表明,分布式光纤测温系统在低温环境下具有良好的适用性,该实验平台可有效获取水合物开采井筒的温度剖面,实现对井筒环空液位的预测及水合物开采方案的优化。

水平井高效开采Class 3天然气水合物研究

中国目前所发现的水合物藏缺乏下伏流动层,比较接近有上、下盖层的Class 3水合物,业内对其开采的经济性和能效比有质疑且相关研究成果鲜见。为此,采用HydrateResSim模拟水平井加热减压联合开采Class 3水合物,研究了其开采的能效比、气水比、采收率等参数。首先定义水合物开采所获得的天然气的热值和水合物开采过程输入物藏热量之比为水合物开采的能效比(EER),采用能效比对水合物开采过程进行评价;然后,设定开采井的温度为42℃,在0.2 p0(p0为水合物藏初始压力,1.383×107Pa)、0.5 p0、0.8 p03种压力条件下进行水平井加热减压联合开采模拟。结果发现:①开采前期能量消耗大,产水量多;②只有在0.2 p0、42℃条件下,气水比长期大于100,采收率在50%左右,同时,EER达到188;③而0.5 p0和0.8 p0条件下的开采指标较0.2 p0小很多。进一步分析0.2 p0、42℃条件下水合物开采过程中井内热流数据,得到加热只分解了5.28%的水合物,其他大量水合物由减压驱动力分解,因而能效比较高。结论认为:水平井加热减压联合的方法能够高效开采Class 3水合物。

微波作用下天然气水合物分解的研究及应用

介绍了微波和天然气水合物的作用的国内外实验研究进展 ,说明了微波对天然气水合物的分解有很大的促进作用 ,分析了用微波加热开采天然气水合物资源、解除天然气输送、开采过程中天然气形成水合物而造成的堵塞等应用的可行性 。

Heat calculation and numerical simulation in steam mining of permafrost gas hydrate

Steam mining method was injecting hot steam into the borehole to heat the hydrate strata at the same time of depressurization mining,which could promote further decomposition and expand mining areas of gas hydrate. Steam heat calculation would provide the basis for the design of heating device and the choice of the field test parameters. There were piping heat loss in the process of mining. The heat transfer of steam flowing in the pipe was steady,so the heat loss could be obtained easily by formula calculation. The power of stratum heating should be determined by numerical simulation for the process of heating was dynamic and the equations were usually nonlinear. The selected mining conditions were 500-millimeter mining radius,10 centigrade mining temperature and 180 centigrade steam temperature. Heat loss and best heating power,obtained by formula calculation and numerical simulation,were 21. 35 W/m and 20 kW.

空心杆密封圈套圈器的研制与应用

1研制背景辽河油田沈阳采油厂是全国最大的高凝油生产基地,因为原油凝点高因此常用的采油方法是采取空心杆热线加热开采的方式,空心杆也就成为作业施工中常用的一种抽油杆。为了保证空心杆的密封性,下杆时有一道重要的工序——在外螺纹下端套两个密封圈,但岗位员工普遍反映套空心杆密封圈费力耗时,特别是在冬天,更加费劲,经常发生螺纹划伤手的现象,还出现过漏套、错套的情况,造成空心杆泄漏油井返工。