CO2注入浅层低阶煤现场试验的数值模拟研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yobisisi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
CO2-ECBM(CO2-Enhanced coalbed methane)是CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage)的有效手段之一,我国碳排放量常年居世界首位,且我国低阶煤储量丰富,但是在浅层低阶煤CO2-ECBM的研究尚属欠缺。因此,本文将以浅层低阶煤场地试验为背景,针对储层和井筒两个工程主体,分别进行数值模拟研究。主要的研究内容如下:(2)基于CMG-GEM数值模拟软件,建立典型的单井注采数值模型,得到了注采过程中压力、气体吸附解吸、渗透率的动态演变过程,同时对渗透率、孔隙度、气体解吸时间常数、体积应变参数等参数进行敏感性分析。(3)随后建立了浅层低阶煤工程背景下的数值模型,针对现场试验的多井开采和单井多次注入的全过程进行了数值模拟,利用数值模拟对现场实测数据进行了历史拟合,得到了一套相对准确的储层参数,并对本项目的相关过程进行了数值预测。(4)最后建立了竖直井筒的CO2注入井动力学模型,针对CO2短期的瞬态流动传热导致的相变过程进行了数值模拟。并对实际工程中开井后的瞬态压力波动进行了历史拟合,研究了注入温度和围岩传热的影响。根据研究结果,主要得出下列结论:(1)CO2注入后主要集中于井底附近,当距离井底的距离增大时,压力迅速降低。CO2的注入会使得CH4解吸,且解吸量远大于常规开采;注入CO2阶段渗透率先短暂增大后降低,生产阶段渗透率先减小后增大。渗透率等参数对注入和开采过程均有一定的影响。(2)利用数值模型可以准确的模拟实际工程过程。数值预测表明浅层低阶煤可以使得几乎百分百的CO2储存于煤层,基质内的CO2浓度和吸附量受到注入时间的影响。(3)注入温度越低,井筒内CO2越容易转变为液态;注入温度高于地层温度时,CO2可能会出现短暂的液化现象,导致井底温度大范围变化。分析了绝热模型和传热模型预测,在开井后的短期过程,CO2与井筒和围岩尚未达到热平衡,传热效应显著,井筒内存在复杂的相态转变;并预测长时间注入时,井底温度会超过注入温度,井底有可能会有超临界态CO2存在。总之,本论文针对CO2注入浅层低阶煤现场试验,在特色的历史拟合数值模拟研究的基础上,探索CO2-ECBM过程中井筒流体相态变化的定量分析方法,为实现井筒与储层相互作用的历史拟合方法奠定了基础。
其他文献
采前因素是果实采后品质和贮藏保鲜的重要影响因素,近年来愈发受到国内外科研工作者重视,围绕果实采前处理技术开展了大量研究工作。本文对相关研究进展进行综述,概述了采前处理技术特点和处理剂种类,探讨了采前处理对果实采后品质、贮藏生理和耐贮性、病害控制等方面的影响及作用机理,同时对采前处理技术的发展方向进行展望,以期为采前保鲜处理技术的研究、应用和发展提供参考。
本世纪以来,航空航天和轨道交通等行业进入了飞速发展时期,企业对用材的强度、抗腐蚀和轻量化等综合性能要求越来越高。纤维金属层板是由金属薄板和纤维材料交替铺层的复合材料,因具有轻质高强、抗冲击性和阻燃性等优点被广泛应用于航空航天和轨道交通等领域。但由于纤维金属层板各层材料性质不同,使用传统成形工艺时易出现分层、破裂等问题,因此寻求一种新型工艺成形纤维金属层板具有较大的应用价值。热态气胀是利用气体形成的
海底管道作为油气的运输的主要途径,在海上油气开发系统中起到重要作用。然而,海底环境十分复杂,海底管道多为碳钢材料,在海水中极易发生腐蚀破坏。综合考虑经济性和可操作性,目前主要采用的腐蚀防护措施为管道表面铺贴防腐涂层和安装牺牲阳极阴极保护系统。但随着管道使用年份的增加,防腐涂层逐渐遭到破坏且牺牲阳极逐年消耗,导致管道表面电位正移,且为了达到较大的经济效益,海底管道需服役的年限超过设计使用年限。为了保
环抛机主要用于KDP晶体、光学玻璃以及超精密金属模具等的高精度平面研磨和抛光,是一种使用环形抛光工艺加工超精密平面的设备。环抛机的磨盘通常采用铸铁或者在大理石基体上浇筑沥青的形式进行制作,由于材质较软,环抛过程中磨损较严重,并且采用沥青磨盘材料去除量较小,仅用于最后加工的抛光阶段,不能用于粗研加工,因此探索新材料的磨盘很有必要。除此之外环抛技术在很大程度上依赖于操作人员的经验,导致加工效率低,因此
复合材料具有比强度高、比模量高、性能可设计性等优点,已经被广泛应用于航空航天、汽车工业和机械制造等领域。在一些情况下,复合材料结构会受到残余振动的影响,过度的残余振动会对复合材料结构产生危害,因此需要抑制复合材料结构的残余振动。通过复合材料结构优化可以最小化其残余振动响应。本文通过优化复合材料结构的纤维角度、铺层顺序和材料选择来抑制初始激励下的复合材料结构的残余振动,同时,在论文的最后,本文考虑了
新材料的研发和制造对现代工业的发展进步具有极为重要的意义,我国在十四五规划和2035年远景目标中都明确提出要聚焦、发展新一代新材料展产业。超材料作为新材料技术领域的一个重要分支,以其远超天然材料的优异性能及其可设计、可调控的特性,拥有着重要的研究价值和广泛的应用前景。本文对超材料诸多学科领域中的力学超材料进行了研究,提出了一种新颖的可编程、可调控的负泊松比超材料结构。其设计思路将优化算法与人为调整
由于传统显色颜料具有环境不友好、易褪色和低空间分辨率的缺点,限制了其在高级彩色显示和光谱成像设备中的应用。而结构色是利用微纳尺寸的结构对光进行了吸收、散射和干涉等物理作用而形成的环境友好型且不易褪色的颜色。其中基于表面等离子激元的金属结构对光具有强共振吸收,以至于单个纳米级别的金属结构都可以显现出非常明亮的颜色。所以基于表面等离子激元的结构色由于具有极高的空间分辨率而备受关注。近些年来,人们做了很
天然气水合物储量巨大、清洁无污染,被认为是一种具有巨大商业开发前景的新能源。根据天然气水合物藏的储层条件和地质特征,天然气水合物藏可以划分为四类。其中,第一类水合物藏由上覆水合物层和下伏游离气层组成,被誉为“水合物盖层气藏”,是四类水合物藏中最具经济开采价值的类型。由于第一类水合物藏具有多个性质差异显著的储层,因此开采过程中自由气层和水合物层的层间热质传递与交互作用复杂。目前,对层内热质传递以及层
海浪是海上港口、船舶、采油平台的主要载荷。实际海洋中的波浪常常是高度不规则的,这种不规则不仅体现在时间方向上的随机波动,且在不同空间点海洋波浪的演化也是各不相同,因此必须采用统计理论对海洋波浪进行定量研究。在目前随机波浪研究中,常假定海洋波浪是平稳的和各态遍历的随机过程,这一假定认为变量的时间平均值等于系综平均值,因此可以采用某个单次长时间观测样本的时间统计信息来描述海洋波浪的统计规律。虽然各态遍
随着经济全球化趋势的快速发展和市场竞争的日趋激烈,以及国家法律法规和石油行业标准的日益严格,石油行业的各大钻探企业对安全管理的要求也越来越高,安全生产已成为事关石油钻探企业健康发展的关键。石油钻井是石油开发的重要环节,其具有作业工序复杂、作业风险较高、作业环境恶劣等特点。一旦发生安全生产事故,将会给企业和个人带来严重的损失,造成不良的社会影响。因此,加强钻井现场安全管理,采取科学的方法提高安全管理