深水油气勘探救援井精确探测技术研究

深水油气勘探开发已成为石油工业的热点,但井喷等事故时有发生。钻救援井是解决井喷事故的有效方法,其中救援井与事故井相对位置的精确探测是实施救援的关键。利用软件模拟半径为139.7 mm的井喷井,在其附近设置一个1 A电流源和一个接地电极,研究电流源和事故井距离、两电极距离、事故井半径对事故井套管上电流密度的影响。研究结果表明:事故井和救援井距离越近,事故井套管上的电流密度越大,且事故井套管上电流密度最小值的位置点越接近电流源所在处的位置;事故井中电流密度最小值的位置点所在处是由点电流源所在处的位置决定的;事故井半径越小,电流密度的幅值变化就越大,其上的电流密度的幅值也越大。研究结果对海上钻井救援提供了一定的理论依据。

RAM分析技术在海上油气田建设项目中的应用研究

水下生产系统最近几年被广泛用于海洋深水油气田的开发。与传统陆上油气田相比,水下生产系统维护困难,系统故障可能导致更严重后果,能源公司越来越重视水下生产系统的可靠性。总结了可靠性、可用性和可维护性分析技术的基本原理和工作流程,以目前正在建设中的深水油气田开发项目为例,给出了可靠性、可用性和可维护性技术的应用过程,并根据结果优化了基本设计方案,确保了导管架平台与水下生产系统的总体可靠性和可用性,同时从可靠性观点出发,针对设计中的薄弱环节,提出了相应的改进措施,对今后海上油气开发项目的设计的选择和运行维护方案的制定具有一定的指导与借鉴意义。

浮式风机一体化模拟的计算参数设置影响研究

随着海上浮式风机的大型化发展,针对漂浮式风机的一体化耦合分析越来越重要。本文利用Simo-Riflex-Aerodyn仿真工具建立OC4-Deepcwind漂浮式风机一体化耦合模型,分析计算时间步长、初始截断时间、弹性结构单元离散数等计算参数对模拟结果的影响,包括浮式基础运动、系缆张力、叶片受力等。结果表明:当计算时间步长为0.005 s、0.01 s、0.02 s时,浮式风机的响应结果差别较小,而计算消耗时间相差较大,0.01 s、0.02 s的计算时间分别是0.005 s的70%、37%。相同工况下,不同参量响应达到稳定所需时间不同,纵荡需要的时间较长,最长达200 s;不同工况下,同一参量达到稳定所需时间也不相同,切出工况需要的时间最短,较额定工况快约60 s。结构单元离散数对塔柱受力影响较小,对叶片变形影响相对明显,当叶片离散数目减小时,响应值增大12%。实际中应根据具体工况选择合理的计算时间步长、初始截断时间和弹性结构单元离散数量。

海上聚合物驱油田水动力学法井网调整实验研究

为了探索海上聚合物驱油田调整技术,通过室内物理模拟研究水动力学法井网调整技术的开发效果。采用微电极测定聚合物驱前缘位置,根据阿尔奇原理反算模型上不同位置、不同时刻的含油饱和度,利用软件绘制平面含油饱和度分布图。通过采出程度和含油饱和度的变化,对比分析了水动力学法井网调整前后的开发效果。结果表明,通过转注改变井网系统的水动力学,有利于聚合物前缘均匀推进,扩大波及体积,有效驱替出调整前未波及到的反九点井网边部生产井之间的剩余油。排状井网减小了注采井距,增大了驱替压差,在总注入PV数减少的条件下采出更多的剩余油。

Gemini型驱油剂中间体双封端剂的研究进展

传统的表面活性剂因其"不耐温、不抗盐且界面性能有限"已经不能满足三次采油(EOR)过程的需要。一种基于有机硅氧烷双封端剂双子型(Gemini)表面活性剂能够很好地解决上述问题,日益受到科学家们的重视。该文在前期工作的基础上,较系统地综述了用于合成新型双子型驱油用新材料中间体——有机硅氧烷双封端剂的研究现状与进展。重点介绍了驱油用新材料的重要中间体(活性基团封端剂)的设计、合成及性能,并对活性封端剂在驱油用新材料中的发展趋势进行了展望。

基于CFD方法的半潜平台垂荡板水动力特性研究

本文针对半潜平台垂荡板,研究不同运动周期和运动幅值下的阻尼性能和附加质量,以便有效减小此类结构的垂荡运动;研究不同垂荡板形式的水动力特性,为改进此类结构提供依据和参考。文中采用CFD方法模拟垂荡板的强迫运动,计算规则波下的阻尼系数和附加质量,对比了更改截面形状、扩大月池开口面积、增减板厚、开小孔、削倒角对垂荡板性能的影响,分析了影响垂荡板阻尼的关键因素。计算分析表明,垂荡板阻尼和附加质量受周期和幅值影响较大,减小板厚和开小孔对垂荡板增阻有积极意义。

海上平台用静电聚结原油脱水设备试验研究

基于静电场水滴聚结和沉降分离机理,进行静电聚结脱水试验,研究含水量、电压等因素对脱水效果的影响。在海上平台试验研究的基础上,优化静电聚结工艺流程和设计参数,提出海上高含水油田的原油脱水技术方案。试验结果表明,施加静电场作用后,原油含水率显著降低;原油脱水率会随乳化液含水量增加而逐渐降低,并随电压的提高和沉降时间的增加而不断增大。静电聚结原油脱水技术可简化原油处理流程,提高油水分离效率并减小设备尺寸。

稠油油藏水平井聚合物驱注入能力影响因素

针对水平井聚合物驱注入能力问题,通过数值模拟方法,利用单因素分析、正交试验、极差分析、回归分析等手段,得到了8个主要影响因素对水平井注聚吸水指数降幅的影响规律、影响程度次序以及计算水平井注聚吸水指数降幅的公式。以渤海A油田水平井注聚真实模型和国外某油田区块水平注聚井4 a的矿场数据为依据,对该公式计算精度进行了检验,其相对误差平均在10%以内,基本满足工程需要,可用于渤海稠油油藏水平注聚井注入能力的快速预测。

支状嵌段聚醚的界面聚集行为及对原油乳状液的破乳作用

合成了三种不同聚氧丙烯/聚氧乙烯(PPO/PEO)比例的含苯环支状嵌段聚醚, 通过界面张力、界面流变、表面压以及对原油乳状液的破乳脱水效果的测定, 考察了其界面聚集行为和破乳作用对PEO含量和分子量的依赖性, 并且对比研究了三种支状聚醚分子交联前后的破乳性能. 结果表明, PEO含量高且分子量大者,其单分子界面占据面积大, 在油/水界面达到吸附平衡的时间短, 其油/水界面扩张模量及扩张弹性均高于PEO含量较少者. 但是对原油乳状液的破乳脱水效果则是PEO含量居中的聚醚最好. 温度影响和交联与否的研究表明, 交联并不能提高分子量较大的聚醚对原油乳状液的破乳效果, 温度对聚醚分子交联前后的破乳效果有不同的影响规律. 本研究可为原油集输过程中化学品的选择与应用提供一定的依据.

多糖类大分子与表面活性剂相互作用的研究进展

多糖类大分子具有天然、无毒、使用安全和可再生及来源丰富等优点.将多糖类大分子与表面活性剂复配使用,不仅可利用各自的优势和特性,而且能发挥二者的协同作用,大大改善二者的性能.由于两者之间存在诸如静电作用、疏水作用、偶极相互作用、氢键作用、空间位阻效应等,水体系中表面活性剂在多糖分子链上的缔合得到调控,并引起表面活性剂的临界聚集浓度(cac)、临界胶束浓度(cmc)、结合量,以及体系的表面吸附、界面流变性等呈现各种变化.本文简要总结了近年来多糖类大分子与表面活性剂复配体系研究方面取得的一些进展,述及复配体系研究中所采用的方法与手段,主要讨论复配体系的物理化学性质以及多糖类大分子与表面活性剂相互作用的机制.

介观模拟方法研究高分子表面活性剂在水介质中的聚集行为

高分子表面活性剂已广泛应用于许多领域,其构型复杂、分子量大等特点使其聚集行为不同于小分子表面活性剂.从微观上认识其聚集行为可为应用提供指导,因而此方面的研究倍受关注.计算机模拟技术的发展使我们能成功地在微观或介观水平上获得高分子表面活性剂聚集行为的信息.本文综述了耗散粒子动力学(DPD)和介观动力学(MesoDyn)在高分子表面活性剂聚集行为研究中的应用.着重介绍了这两种介观模拟方法研究单一高分子表面活性剂溶液的相行为及其与低分子表面活性剂之间的相互作用,揭示了实验中难以观测的微观相分离及聚集体结构形态的变化规律.这些信息可以为实验研究提供指导和补充.

矩形液舱晃荡冲击载荷的试验机理研究

在不同外激振幅和频率下,采用大尺度模型试验方法对矩形液舱内液体晃荡产生的冲击压力进行了研究,主要包括在不同载液率下,液舱内的短期晃荡冲击载荷特性、冲击载荷的统计特性、时空分布规律及外激振幅和频率与晃荡冲击载荷的关系。试验结果表明,低载液率时自由液面附近冲击载荷大,高载液率时顶部冲击载荷大,30%时自由液面冲击载荷最大,低载液率时自由液面最大冲击力约为静水压力的3.5～4.5倍,外激频率越接近自由液面固有频率,冲击荷载的梯度受振幅的影响越大。文中研究可为计算晃荡载荷提供参考,并对液舱设计具有一定指导意义。

煤层气井排采过程中煤粉运移规律研究

研究煤粉运移规律并以此制定减少煤粉产出的措施是保证煤层气井高产、稳产的关键。基于煤粉颗粒在煤岩通道中的运动学和动力学分析,建立了煤储层中煤粉随流体运移的数学模型,并依据现场调研资料研究煤粉粒径、通道孔径等因素对煤粉运移的影响。实例分析结果表明,煤储层中煤粉颗粒运移的临界流速表征了煤层气井开始产出煤粉的特征值,当流体流速达到临界流速时煤粉即发生运移。随煤粉颗粒和通道(喉道)半径不断减小,煤粉运移临界流速逐渐降低,颗粒更容易运移,将加重煤层气井的煤粉产出量。骨架煤粉颗粒的增大和相邻颗粒质心连线与通道方向间夹角的减小使得通道孔壁变得更加粗糙,煤粉运移临界流速逐渐提升,这会减轻煤层气井的出煤粉问题。该研究首次系统而定量的分析了煤储层中煤粉运移规律,为控制煤层气井出煤粉量和采取合理的排采作业方法提供了重要依据。

考虑Spar型浮式基础粘性阻尼作用浮式垂直轴风机运动性能研究（英文）

本文研究了5MWΦ型达里厄浮式垂直轴风力机的运动性能.浮式基础为具有垂荡板的Spar型浮式基础,使用CFD(计算流体动力学)方法计算了基础的粘性阻尼;建立了浮式风机系统的纵荡、垂荡和纵摇非线性耦合动力学方程;通过三个典型算例,评估了浮式风机系统的动力性能,分析了气动载荷对浮式风机系统的运动影响.结果表明,该浮式风机系统的纵荡、垂荡及纵摇运动幅值均较小;由于风机叶片弦长较大,风机叶片承受较大的气动载荷,Case 2中风机系统纵荡和纵摇运动的均值较大.

实施CCS技术的火力发电厂场址选择

将碳捕集与封存(CCS)技术应用于碳排放密集的燃煤电站,是中国实现中长期减排目标的主要途径。在大规模应用CCS技术前,必须完成对实施CCS技术的大型火力发电厂场址选择。文章探讨了火力发电厂的选址标准及综合评价方法,并分析了在实施CCS下火力发电厂选址需要考虑的问题。通过对河北11个地市级行政区进行定性分析,发现张家口、邢台、邯郸可以优先考虑新建实施CO2捕集的大型火力发电厂,起到示范作用。

强碱三元复合体系与大庆原油乳化作用

通过收集喇嘛甸、萨尔图和杏树岗等油田水驱目的层原油进行组分分析,开展了强碱三元复合体系与原油乳状液稳定性、药剂在油相中损耗量以及碱、表面活性剂和聚合物对乳状液稳定性影响研究。结果表明:喇嘛甸油田原油黏度、含蜡量和含胶量较高且酸性活性组分种类和数量较多,碱在油相中损耗量较多,乳状液稳定性较强;当原油中重质组分含量较高且碳链分布范围较广时,重烷基苯磺酸盐类表面活性剂在原油中损耗较大,乳状液稳定性较强;单一碱液与原油作用生成W/O型乳状液,"碱/表面活性剂"二元和"碱/表面活性剂/聚合物"三元复合体系与原油作用生成O/W型乳状液。

基于井液流动特性的抽油杆柱力学模型及应用

基于流体的流动特性,对井液流动以及接箍效应对杆柱受力的影响进行研究,并建立杆管环空中井液流动所产生压差力的数学模型,由此给出杆柱中和点和轴向力的计算方法。结果表明,研究杆管偏磨时,需考虑抽油杆柱的接箍效应,井液流动对接箍产生的压差力可占杆柱重力的11%以上。杆柱与管柱环空中的井液流动对抽油杆接箍产生压差力,且该压差力会随着冲程与冲次的乘积以及井液动力黏度的增大而显著增大,而随杆管间过流面积的增大而逐渐减小。井液流动产生的压差力会加大悬点载荷的变化幅度和不平衡性,同时对杆柱轴向力的影响较大,且杆柱轴向力随井深与曲柄转角的变化显著。考虑井液流动特性的杆柱中和点更加接近实际偏磨杆柱段的位置,计算结果的相对误差可以控制在3%以内,井液流动产生的压差力将造成杆柱的中和点位置上移15%以上,使得杆柱的偏磨范围显著增加。

聚合物微球水化动态特征及其渗流特性研究

针对渤海油藏调驱技术实际需求,开展了聚合物微球水化动态特征及其渗流特性研究。结果表明,随水化时间延长,聚合物微球吸水膨胀倍数增加,最终膨胀倍数为4.5倍左右。当水化时间低于50 h时,膨胀速度较快,之后膨胀速度减缓,360 h后达到稳定。与聚合物溶液中分子聚集体尺寸分布相比较,2种聚合物微球粒径分布范围都比较集中,其中10#微球初始粒径中值为4.36μm,水化240 h后为20.00μm左右;11#微球初始粒径中值为8.45μm,水化360 h后为40.00μm,膨胀倍数为4.72。在聚合物微球注入岩心过程中,颗粒间黏连和孔隙过滤作用会造成微球在岩心端面滞留和暂堵,进而引起微球注入过程中压力异常升高。在岩石孔隙内,聚合物微球可以进一步水化膨胀,表现出"运移—捕集—再运移—再捕集……"渗流特性。

早期注聚油田聚驱受效判断的新方法

早期注聚油田由于所处的开发阶段存在多种增产调整手段，部分生产井的聚驱效果判断难度较大。探索了2种数值模拟新方法：利用ECLIPSE示踪剂关键字技术结合分层系分析，判断生产井含水下降漏斗是否为聚驱效果；利用物质平衡理念结合数模流体分区，进行物质平衡流量计算和统计，判断注聚井组和外围生产井的聚驱效果。新方法在一定程度上解决了早期注聚油田中聚驱效果判断的难题，对早期注聚油田开发调整具有指导意义。

含油污水气浮旋流装置结构优化与性能试验

为了大幅度减少含油污水分离设备空间占用并降低生产成本,结合旋流和气浮技术研发出紧凑高效型气浮旋流分离装置。通过建立含油污水中分散颗粒的浮升模型,完成气浮旋流装置关键部件的结构设计,依据该装置浮升特性分析和现场性能试验,对其结构和操作参数进行探索和优化。研究结果表明,油滴粒径的增大使得所需的罐体内径减小,而流量的提升会使得入口管径增大,为除掉小粒径油滴应尽量降低表面水力负荷率;装置的除油率随回流量的增加先提升后下降,并随气泡发生量的增大而逐步提高,且在流量波动时也能够保持在80%左右;选取操作参数时需综合油滴与气泡碰撞、粘附的概率及泵耗等因素。