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[硕士论文] 邓彦玲
石油天然气工程 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:本文以鄂尔多斯盆地南部长7储层页岩为研究对象,运用X射线衍射技术、地球化学实验定量分析了研究区页岩的矿物组分、有机质丰度、干酪根组分和有机质成熟度;运用氩离子抛光—电镜扫描和 CT扫描技术分析了页岩样品内部储集空间类型;运用压汞、核磁共振、低温氮气吸附等实验定量表征了页岩中孔隙的孔径分布特征及比表面积;基于甲烷的等温吸附实验和Knudsen数分析了页岩气在储层中的赋存特征,并通过计算甲烷的等量吸附热和极限吸附热结合多元线性回归方法研究了页岩组分对甲烷的吸附作用,分析了影响甲烷吸附解吸的因素。研究结果表明:储层温度、压力条件下页岩气的主要赋存形式为吸附态,其次为游离态;页岩中对甲烷有吸附作用的组分为伊/蒙混层和有机质,并且有机质对甲烷的吸附能力强于伊/蒙混层;吸附气主要赋存于孔径为1~3nm的孔隙表面,游离气主要赋存于中孔、宏孔和裂缝中;温度和压力恒定时吸附气含量页岩比表面积、有机质丰度和伊/蒙混层相对含量呈正相关;温度恒定时,在一定压力范围内,甲烷吸附量随着压力升高而增大,甲烷解吸量随着压力降低而增大;压力恒定时,在一定温度范围内,甲烷解吸量随着温度升高而增大,甲烷吸附量随着温度降低而增大。影响页岩中气体赋存规律的外部因素为温度和压力,内部因素为页岩中有机质丰度、伊/蒙混层相对含量和比表面积。
[硕士论文] 许磊
石油天然气工程 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:近年来,天然气作为清洁能源极大地促进了城市燃气管网的快速发展。城市燃气管网作为燃气的输配系统,运行环境极其复杂,危害影响因素较多,燃气管网事故频繁发生,对城市环境、社会生活、人身安全造成极大危害,对城市燃气管网的风险评价研究具有重大现实意义。
  本文以西安吕-潘燃气管网为背景,对吕-潘燃气管网的吕小寨门站、吕-潘高压管道、潘家庄储备站进行风险评价研究。首先,对吕小寨门站、吕-潘高压管道、潘家庄储备站进行工艺危险性分析,运用危险可操作分析法(HAZOP)分别对其进行风险定性分析,建立了吕小寨门站、吕-潘高压管道、潘家庄储备站风险评价指标体系,其中,吕小寨门站风险评价指标体系是以员工素质、关键设备、环境因素、管理因素为一级指标构成,吕-潘高压管道风险评价指标体系是以第三防破坏、腐蚀因素为一级指标构成,潘家庄储备站风险评价指标体系是以球罐、消防设施等设备为一级指标构成;然后,运用结构熵权法确定了各个指标的权重值,采用可拓综合评价法进行风险定量评价,得出吕小寨门站、吕-潘高压管道、潘家庄储备站的风险等级,风险定量评价得出吕小寨门站、吕-潘高压管道、潘家庄储备站的风险等级分别为一般风险、严重风险、较大风险。根据评价结果,从人、机、环、管四个方面提出了针对吕-潘燃气管网的风险管理对策措施。
  通过对吕-潘燃气管网的风险评价研究,明确了吕-潘燃气管网风险等级;根据评价结果提出的风险管理对策,对吕-潘燃气管网的风险管理具有现实的指导意义;该评价研究对其他领域的风险评价工作具有借鉴和推广价值。
[硕士论文] 展宏洋
石油天然气工程 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:鄂尔多斯盆地胡尖山地区地理上位于陕西省榆林市,构造上位于伊陕斜坡的中西部,其整体构造呈向西倾斜的平缓单斜,局部发育小型的鼻状构造。根据胡尖山地区的开发及试油资料显示,该区域长3以上层位出油井点多,实施效果好,增储潜力大。随着开发的进程,对长3以上层位的构造形态,沉积微相储层特征等研究逐渐深入。但是目前对长3以上油藏的成藏规律认识尚不清楚。
  针对胡尖山地区长3以上油藏存在的问题,本文以胡尖山地区长1~长3油层组作为研究对像,以油藏精细描述、层序地层学、沉积岩石学等相关学科作为理论指导,利用钻井、录井、取心和测井资料,对长1~长3油层组进行了地层的划分对比,长1~长3油层组划分为长1、长21、长22、长23、长31、长32和长33共7各小层;在此基础上充分利用沉积相标志对长1~长3油层组的沉积相进行了研究。研究显示,长1~长3油层组均为三角洲平原沉积,主要的沉积微相有分流河道和分流间湾。在单井相研究的基础上,对沉积相的垂向和平面展布进行了研究;同时利用岩心的分析化验以及压汞实验等资料对长1~长3油层组的储层特征进行了研究。通过储层“四性”关系研究确定了储层的物性下限,建立了测井解释模型,进行了测井资料的二次解释,利用测井二次解释的结果分析了储层物性的平面展布规律。
  综合沉积微相、砂体展布、储层特征的分析结果,对胡尖山地区长1~长3油层组的油气富集规律进行了研究,研究认为:胡尖山地区长1~长3油藏的多个因素有关,优质的烃源岩为油藏提供了油气来源,沉积相、砂体以及储层物性特征控制着油气富集空间,构造对油气的富集程度有一定的控制作用。综合分析认为,胡尖山地区长1~长3油藏含油性好的区域主要分布在构造值较高、沉积相为分流河道、砂体较厚、孔隙度和渗透率较大的区域中。
[硕士论文] 刘凯
石油天然气工程 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:本文依据底水油气藏开发过程中需要进行压裂以提高原油采收效率的现实需求,采用先期堵水以便于充分利用地层能量,并防止底水锥进通道形成的堵水理念,选用容易携带和铺置,可以减少液相和沉积物对储层伤害的固体颗粒油溶性树脂作为选择性封堵剂,提出了油溶性封堵剂辅助控缝高压裂堵底水工艺的设想用于底水油气藏开发,以此为基础研究该工艺在底水油气藏开发过程中的适应性。
  油溶性封堵剂的室内静态实验表明,实验用油溶性封堵剂在不同携带液中无相互攒聚现象,分散性较好,易于携带,可以通过合理的携带工艺使之沉降形成人工隔层;实验用油溶性封堵剂的最佳油溶温度为70℃,原油含蜡量越低,溶解时间越长,溶解度越高;油溶性封堵剂地层水,酸液、碱液配伍性好,可以适应于多种地层条件和工艺。
  室内动态导流实验表明,油溶性封堵剂和隔离剂所形成复合人工隔层的导流能力受到油溶性封堵剂隔离剂的质量配比,油藏温度,以及油藏的含油饱和度等方面的影响。其中油藏温度、油溶性封堵剂隔离剂的质量配比主要影响人工隔层的水相渗流能力,油藏含油饱和度主要影响人工隔层的油相渗流能力。
  通过对施工过程的讨论,建议使用隔离剂油溶性封堵剂间隔式交替注入的方式将其携带入地层;通过温度场模拟确定所需油溶性封堵剂玻璃化温度后进行油溶性封堵剂类型的选择。
  通过建立的油溶性封堵剂隔离剂所形成人工隔层存在条件下裂缝高度驱替压力的计算关系式,研究人工隔层厚度、油溶性封堵剂隔离剂质量配比对裂缝高度控制的影响。结果表明:在低油溶性封堵剂隔离剂质量配比条件下,人工隔层厚度的增加为缝高控制的主要因素。
[硕士论文] 张岩
石油天然气工程 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:段塞流是液塞和长气泡在空间和时间上的交替流动,是油气混输中经常遇到的流型,段塞流的不稳定流动给油气田的安全生产带来诸多问题,如:管道强烈震动、分离器溢流和管道腐蚀加速等。为保证管线和下游油气处理设备的最优设计和安全操作,对段塞流流动特性进行准确的分析十分重要。
  本文以空气和水为介质,依托西安石油大学多相流实验室的设备及相关仪器,完成实验台搭建。在小径管内径为25mm、大径管内径为50mm;三种不同变径锥角θ分别为3.57°、4.76°和7.13°的水平变径管中进行两相流的实验研究,对完善水平变径管中的段塞流及实际应用具有十分重要的意义。主要研究内容和结论如下:对于水平变径管气液两相段塞流液塞速度,大径管和小径管呈现出相同的规律,液塞速度均呈现高斯分布,且气相折算速度的变化是影响液塞速度的主要因素,不同点是小径管对气相折算速度的变化更敏感,增幅更加明显;对于液塞长度,大径管和小径管呈现出相同的规律,液塞速度均呈现高斯分布,液塞长度的变化主要受到气相折算速度的影响,液相折算速度的变化对其影响较小;对于液塞频率,大径管和小径管均呈现高斯分布,且管径的变化对液塞频率有十分明显的影响;对于持液率,当液相折算速度保持不变时,段塞流持液率会随气相折算速度不断增加而随之减小;对于变径段的不同锥角θ,大径管小径管中段塞流液塞长度、液塞频率和液塞速度的变化趋势相同。在分别恒定气相折算速度液相折算速度时,段塞流液塞速度和液塞频率都会随着变径段的锥角θ的逐渐增加而减小,而段塞流液塞长度随着变径段的锥角θ的逐渐增加而增加。
[硕士论文] 柯振兴
石油天然气工程 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:近年来,随着我国对能源需求的增加,原油作为一次能源在我国能源构成中占了较大比例。在原油的生产、输送环节其储存量较大,同时,由于我国所产原油特点以及输送工艺的改进,决定了原油储存时间延长且需要对其进行加热维温,这样就使得浮顶罐内原油外界温差增大,散热严重,造成不必要的热能浪费,增加了生产成本。基于此,对原油浮顶罐储油时传热规律进行研究。
  本文以联合站罐区20000m3原油浮顶罐为研究对象,以传热学理论为基础,分析了原油浮顶罐向外界环境散热的温降过程,包括原油物性温度关系和结蜡机理。依据原油浮顶罐的结构,同时考虑罐底土壤对散热的影响,并做了合理的简化,利用 ANSYS ICEM CFD建立了实际浮顶罐尺寸相同的三维模型。采用随温度变化的原油物性参数,考虑原油温降过程中析蜡潜热释放,利用FLUENT进行数值求解。得出原油依次经历了快速温降、温降速率降低、低速温降三个阶段,对每一阶段原油的温度、速度变化进行了分析。对不同储量、浮顶保温措施的浮顶罐进行模拟,明确了储量和浮顶保温因素对原油温降的影响。提出增加顶置加热器、局部加热的思路,实现原油在日常较低温度存储,收发油时利用主力加热器,快速、局部加热升温,可减少原油储存期间热能浪费。
  通过对原油浮顶罐温降规律进行研究,对原油浮顶罐储油提出改进,对于减少原油储存期间热能浪费,实现原油浮顶罐安全、经济运行具有重要意义。
[硕士论文] 宋双
石油天然气工程 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:页岩气的开发利用可以缓解传统化石能源短缺的问题,是全世界油气开发研究的重点问题。针对页岩储层微纳米级孔隙、页岩气藏赋存方式、渗流特征的复杂情况,本文首先基于页岩岩心的SEM图像,建立了微观形态下的页岩岩心等效毛管束模型,并模拟求解得到了页岩的渗透率,同时计算了考虑吸附效应影响时的页岩渗透率,结果表明考虑吸附影响时页岩渗透率较低。而后基于Langmuir吸附等温方程、离散裂缝网络模型以及质量守恒定律分别推导出了页岩气藏气体单相和气水两相在储层基质和裂缝孔隙中的渗流微分方程。最终得到了页岩气藏双重介质渗流数学模型。
  利用 Comsol软件对建立的模型进行了参数求解和分析:地质参数方面,将传统双重介质模型和离散裂缝网络模型进行了对比,模拟结果表明利用离散裂缝网络模型的模拟结果更符合页岩气实际渗流状态;在人工改造参数方面,分析了压裂裂缝开度、数量以及长度对产气速度的影响,结果表明产气速度随着裂缝开度、数量以及长度的增大而增大,但对某一区域气藏来说,其增长效果递减,裂缝缝长对长期开发的影响更明显。此外,还研究了气水两相流动对页岩气开发的影响。模拟结果表明,在水相存在的前提下,页岩气的流动将更为困难,并且在井筒以及裂缝附近,会形成“水墙”,进一步阻碍气相的流动。
[硕士论文] 惠凯
石油天然气工程 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:段塞流是油气混输管道中较为常见的一种流型,其流动的间歇性、不稳定性在生产过程中带来许多问题,譬如:管件疲劳失效、管路运行恶化以及影响设备测量精度。为保证输送管线、沿线相关测量设备以及下游处理设备的设计优化,对段塞流的研究势在必行。
  在以西安石油大学多相流实验室为依托自行搭建的实验平台上,本文对水平变径管中气水两相段塞流进行了研究。主要研究内容如下:
  系统研究了变径管气水两相段塞流压力和压差的波动特性,研究结果表明:段塞流压力和压差信号均呈现出类周期性波动,变径管前压力压差波动的周期性更加明显;折算液速是造成压力波动周期及波动频率变化的主要因素。变径管前后,系统压力随变径管的变径角度和折算液速增大而增大,并且变径管入口粗管中的系统压力大于出口细管中的压力。压力概率密度分布为单峰、双峰、多峰的复杂分布形式,压差概率密度分布为单峰分布形式。压力和压差概率密度分布的分散性随变径角度和折算液速增大而增大。压差波动功率谱函数密度具有波动频率稳定且范围小的特点。
  本文采用图像数字处理方法对段塞流持液率进行了测量,文中对持液率的获取方法做了详细的介绍。变径管入口粗管中持液率呈现出类周期性波动特征,出口细管中持液率周期性不明显;液塞及液膜区的持液率均随液相折算速度增大而增大;入口粗管中的持液率概率密度分布形式较为单一,出口细管中的持液率概率密度分布形式较为复杂。
[硕士论文] 徐达妮
石油天然气工程 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:煤层气开采过程中,煤层气、水两相的流动过程受到多个因素的影响。本论文对煤层气的储层特征、渗流机理等进行了研究。重点考虑了煤层气吸附/解吸效应、储层压力变化和温度变化对煤层气开采的作用,并考虑了储层中水相的存在,以此为研究背景,建立了煤体变形本构方程、流体流动方程(包括煤层气流动方程、水相流动方程)和热传导方程,并通过代入基质孔隙度和裂隙孔隙度动态变化模型,建立了完整的气-水两相热-流-固多场耦合的数学模型。应用数值模拟软件Comsol对所建立的数学方程进行模拟分析。模拟了煤层气开采过程中,不同的地应力、储层初始温度、裂缝发育程度及水相初始饱和度条件下储层的压力分布及日产出速率曲线图,研究结果显示:侧压系数越小,煤层气储层压力传导越快,产出速率越高;储层初始温度越高,煤层气储层压力传导越快,产出速率越高;裂缝发育程度越好,煤层气储层压力传导越快,产出速率越高;初始含水饱和度越低,煤层气储层压力传导越快,产出速率越高。
[硕士论文] 郭海洋
石油天然气工程 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:随着国家经济的飞速发展,对于油气资源的需求日益增加,因此致密油藏的开发成为国内外学者研究的重点,压裂水平井作为开采致密油藏的一种有效手段得到越来越广泛的应用。致密油藏开发难度大,分段压裂水平井技术开采成本通常较高,由于水平井产能的大小直接关系到油气田开发的经济效益,所以压裂水平井产能问题得到越来越多的关注。目前国内外致密油藏水平井分段压裂后的产能计算还不成熟,关于水平井分段压裂参数的优化选取的研究还不多,所以水平井压裂后的产能研究具有重要的理论及现实意义。
  本文在分析致密油藏分段压裂水平井渗流特征的基础上,根据致密油储层的地质特征,运用保角变换、位势理论及势的叠加原理,对致密储层压裂水平井的产能预测以及裂缝参数的优化等方面进行了研究。主要内容有以下几点:
  (1)运用位势理论以及保角变换方法,建立了单裂缝在致密储层中的势分布函数,考虑了启动压力梯度的影响;
  (2)运用势的叠加原理,建立了多裂缝水平井在致密储层中的势分布函数,考虑了不同裂缝特征以及裂缝内渗流阻力等各种实际因素;
  (3)利用微软VBA宏语言编写了程序代码整理裂缝参数,求出产能方程的系数矩阵,编写MATLAB程序代码计算产能模型的解;
  (4)对本文建立的产能模型进行了实例验证,在产能模型的基础上分析了致密油藏储层参数和裂缝参数对水平井产能的影响。
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