井筒内超临界水流动传热特性数值研究

随着世界油气资源的日渐枯竭,稠油开采在油气开发中的地位日益凸显。对于埋藏深、黏度大的稠油资源,实验研究发现超临界水技术对于深层超稠油具有采收率高且具有原位改质功能,应用前景广。准确预测井筒传热流动特性是进行超临界水开发作业设计与规划的前提。本文发展了一种适用于超临界注入井筒内的传热计算模型,该模型针对各种流型分别选择最优压降计算公式,并考虑超临界蒸汽物性参数对管流摩擦压降计算的影响,修正单相管流摩擦压降公式;模型计算结果与工业现场结果具有较好的一致性,并基于该模型分析了超临界水注入参数对流动传热规律的影响规律。     

基于VOF方法的水驱油藏孔隙尺度剩余油分布状态研究

准确认识多孔介质内水驱剩余油的微观赋存状态对于改善高含水油田水驱开发效果,提高水驱采收率具有重要意义。在对Volume of Fluid (VOF)方法验证的基础上,充分利用其追踪两相界面动态变化、再现微观渗流物理过程的优势,开展特高含水期砂岩油藏物性条件、驱替方式对剩余油微观赋存特征和采收率的影响研究。通过分析典型孔隙结构的微观渗流特征和剩余油受力情况,揭示不同类型微观剩余油的动用机制和规律：水湿条件下驱替速度的增大和驱替方向的改变会使得微观剩余油分布较为分散且采收率得到不同程度的提高;油湿及高黏度比条件下毛管阻力、黏滞力较大,剩余油多以簇状和多孔状聚集分布,采出程度相对较低。     

水驱油过程的核磁共振二维谱研究

岩心水驱油过程中油水分布状况是岩心多孔介质的重要性质. 水驱油过程的研究是进一步进行提高采收率研究的基础. 核磁共振扩散-弛豫二维谱提供了岩心中流体性质的多方面信息,与核磁共振一维弛豫谱相比极大地提高了区分油水的能力. 该文通过2组岩心水驱油实验,从不同含油饱和度的扩散-弛豫二维谱中提取出水的一维弛豫谱,在原油粘度比较高的情况下获得了驱替过程中油水在不同孔隙中的分布状况以及润湿性等信息, 解决了单独用一维弛豫谱方法难以区分油水的问题. 该文的研究方法对油田提高采收率的研究有比较大的参考价值.     

混合润湿对多孔介质内驱替压差和采收率的影响

特低渗透油藏具有注水井压力高,注水效果差,采收率低等特点,调控油藏润湿性是该类油藏降压增注一种有效手段,本文基于格子Boltzmann方法,研究驱替过程中混合润湿性对驱替压差和采收率的影响规律.结果表明,在均匀润湿条件下,接触角越小,驱替压差越低;毛管数越大,被驱替相与驱替相黏度比越小,采收率越高;在混合润湿条件下,接触角越小,驱替压差降低,但是降低接触角不一定提高采收率,平均接触角和混合润湿结构对提高采收率均具有重要影响。     

生物质超临界水流化床气化制氢系统与方法研究

本文提出在生物质超临界水气化制氢过程中采用流化床反应器防止反应器结渣堵塞.首先,基于流化床内多相流动力学理论,通过分析获得了超临界水流化床的主要参数包括最小流化速度、终端速度、流化方式等的设计准则.应用此设计准则成功构建了一套超临界水流化床气化制氢系统,实验研究表明高浓度生物质浆料在长达5个小时的气化过程中反应器未见堵塞现象,并获得了与生物质在管流反应器中气化相似的气体产物.     

超临界水稠油改质反应动力学研究

超临界水稠油改质具有速度快，抑制结焦等优势，本文考察了反应温度380～440?C和反应时长0～500 min对超临界水稠油改质反应的影响，实验结果表明超临界水稠油改质反应呈现三个阶段：诱导期、裂解期、生气期，诱导期内胶质的裂解十分显著，并且无结焦产生，裂解期内重质组分裂解加深，产生大量轻质组分，生气期内饱和烃二次裂解持续产生气体。同时超临界水稠油改质反应的进程随温度提高而加快。基于相分离的方法建立了6集总反应动力学模型，沥青质溶解度系数随着温度升高而下降，高温下软沥青对沥青质的分散作用减弱。反应动力学的方法有助于解释超临界水稠油改质的反应路径和反应机理。     

油藏多孔介质湿饱和流动的热流耦合分析

建立了蒸汽驱热水驱替部分湿饱和流动热流耦合的物理模型,在其基础上得到包括温度方程、压力方程、饱和度方程、渗流速度方程等在内的数学模型,采用全隐式中心差分方法,得到温度场、压力场等的迭代公式,对某应用示例的数值模拟说明了其过程的热流耦合机制,并指出应对油藏实施有效的加热降黏措施,可同时提高原油采收率和采油速率.     

超声场强化超临界CO2萃取除虫菊酯的初步研究

本文以除虫菊花中的除虫菊酯萃取为对象,研究用超临界CO2对其萃取时,施加超声场对萃取物降解及萃取速率的影响.结果表明,在实验范围内施加超声场(200kHz,200W电功率)没有引起超临界CO2流体"空化",从而没有使易分解组分除虫菊酯降解;施加超声场可以提高除虫菊酯的萃取速率,且对萃取速率的影响比用水为共溶剂强,在实验范围内,萃取优化工艺条件为萃取压力(20MPa);施加超声场(200kHz,200W电功率);萃取温度(40℃);添加共溶剂水(0.5ml水/g干花);CO2流量(2.0L·min-1).     

超临界水流化床内煤气化过程建模与仿真(1):数学模型及物理场分布规律

煤的超临界水气化是极具发展前景的高效洁净煤炭转化技术.本实验室发明新型超临界水流化床反应器,避免了管式反应器中出现的结焦堵塞现象,实现了高浓度煤浆的高效连续气化.本文对超临界水流化床反应器内的物理过程进行了数学建模,并对宽广的温度参数范围下反应器内温度场、流场、以及颗粒停留时间演变规律等进行数值模拟分析,揭示了反应器内部各物理场的特征,加深了对超临界水流化床内流动传热过程的认识,对反应器的运行与设计具有理论参考价值。     

超临界水流化床内两相流特性的数值模拟研究

本文基于欧拉双流体模型和颗粒动理学理论,对超临界水流化床反应器内气固两相流特性进行数值模拟,模拟获得了超临界水流化床反应器内颗粒分布特性和最小流化速度,分析了表观速度、压力、温度、初始床层高度对超临界水流化床流动特性的影响.本文的研究对超临界水流化床反应器结构的设计及操作条件的优化具有重要的指导意义.     

Supercritical Fluid Impregnation of Broken Stone with Deasphaltizate Obtained from Oil Residue

Results are presented concerning the studies on obtaining a heavy oil residue, its deasphalting and the impregnation of crushed carbonate stone with deasphaltizate. The heavy oil residue is obtained via the separation of extra-heavy crude oil using a steam thermal method. The deasphalting of the oil residue and the impregnation of crushed carbonate stone are carried out using a propane-butane solvent in the liquid and supercritical fluid state, respectively.     

超临界压力锅炉蒸发受热面动态数学模型及压力响应特性

1引言超临界压力火力发电机组的发展，迫切要求了解超临界压力下水在管内受热情况下的动态特性规律。但到目前为止，从已发表的文献资料来看，对这方面的研究工作几乎是空白。本文主要目的是对超临界压力下受热面的动态数学模型和压力响应特性进行初步研究，为超临界火电机组的设计和运行提供理论依据。2动态数学模型2．1基本假定建立超临界蒸发受热面动态数学模型的基本假定如下：（1）受热管的内径及壁厚均匀不变，整个受热部分可等效成单根管子；归）略去流动所造成的压力损失；归）管子内表面的传热量沿管子长度方向相同；门管子钢材温…     

光纤传感用于油田热采的蒸汽干度测量

折射率调制的光纤传感器可用于测量稠油热采过程中的蒸汽干度测量。当油田的油井中注入高温高压蒸汽时，从井口到井底连续地查明汽液比对节省能源和提高产出率意义重大。由于干蒸汽和水的折射率不同，汽液的比例可以从汽液两相流的折射率响应特性反映出来。研制的测量装置直接对汽液两相流的比例变化产生响应，能够应用于高温高压及狭窄工作空间的输汽环境中。在井深850m，井口蒸汽温度287℃，压力7．49MPa的油田注汽井中进行了测试。测试结果对注汽法采油的井况分析具有一定的参考作用。油田注汽井的测量数据表明，这种干度测量仪可以实现在线、连续的测量工作。     

利用磁共振录井技术定量评价水淹层

产水率是划分水淹级别的关键参数,如何通过含水饱和度计算产水率是进行水淹层评价工作要解决的主要问题. 通过测定油-水相对渗透率的注水实验制备出不同产水率的岩样,分析并研究不同产水率下的磁共振录井谱图特征和分析参数响应特征,可探讨利用磁共振录井资料评价水淹级别的可行性. 该工作根据密闭取心井的试油资料和相渗曲线,提出了利用磁共振含水饱和度计算地层产水率经验公式的方法, 并进行了生产应用. 结果表明,利用磁共振录井技术评价水淹层的符合率达到了86%,证明了该项技术在快速、定量评价水淹层和划分水淹级别的良好应用前景.     

超临界注汽油井中蒸汽参数的数值计算

本文通过对动量方程、能量方程、散热方程等控制方程的离散求解,用稳态和瞬态相结合的方法,计算了超临界注汽油井地下垂直段、过渡段和水平段蒸汽参数（压力、温度等）和井简散热损失、压力降等随注入时间、注入流量和压力的变化规律．计算结果表明,随着井深的增加,蒸汽压力在垂直段和过渡段的前半部分是增加的,而在过渡段后半部分和水平段则减小,且同一井深位置随流量增加蒸汽压力减小,注入蒸汽压力高于２２ ＭＰａ时,井底蒸汽出口压力比入口高。同一井深位置每公斤蒸汽散热损失随流量的增加而减少,而随压力的增加无明显变化。井底蒸汽压力和温度在注入时间大约３天左右即趋于一稳定值,而井底热损失则随注入时间的增加而减少．     

应用核磁共振进行聚驱后泡沫驱油特性研究

采用并联岩心进行聚驱后泡沫驱油实验,利用核磁共振技术,对驱替后岩心的不同直径孔隙内的流体分布进行了研究,得到了水驱、聚合物驱、泡沫驱替阶段的驱出油的孔径范围以及剩余油分布.实验结果表明,与水驱和聚合物驱相比,泡沫驱增大了波及的孔径的范围.泡沫可以在水驱和聚驱易发生窜流的大孔径通道形成封堵,从而波及到了水驱和聚驱未波及到的孔径,不但大幅度的提高了低渗岩心的采收率,也驱出了部分高渗岩心的小孔径的油.     

Hydrogen bond lifetimes in supercritical methanol–water mixtures via MD simulation

Dynamical features of hydrogen bonds in methanol–water mixtures have been analysed in terms of lifetime in the wide range of conditions, including supercritical states, using a molecular dynamics simulation with flexible potential models. Hydrogen bond characteristics in methanol–water mixtures were investigated by considering the combination of molecular species and donor–acceptor of hydrogen-bonded molecules. The hydrogen bond lifetimes mainly depend on temperature, and those in supercritical condition were about 1/10th of that at ambient condition. Focusing on the composition dependence of the hydrogen bond lifetime, the unique behaviour of that resulting from hydration structure was observed. Moreover, the molecular combination, which showed the largest hydrogen bond lifetime, was different for ambient and high temperature and high pressure conditions. The relationship between hydrogen bond lifetime and molar volume was also calculated to discuss the hydrogen bond lifetime in terms of the collision frequency of molecules and the intermolecular distance.