油頁巖原位裂解開采中受復(fù)雜裂隙影響的溫度場數(shù)值模擬
發(fā)布時間:2021-01-04 08:41
2019年,中國原油凈進口量首次突破5億噸大關(guān),原油和石油對外依存度雙破70%,迫切需要更多的油氣資源來滿足國內(nèi)日益增長的能源需求。同時作為一種非常規(guī)油氣資源的油頁巖在我國儲量豐富,全國油頁巖儲量為7199.37億噸,折合成頁巖油資源476億噸,是國內(nèi)已探明常規(guī)油氣資源量的1.5倍。有效開發(fā)油頁巖中的油氣資源,可以極大地緩解我國油氣資源緊張的狀況,為我國的發(fā)展助力。傳統(tǒng)油頁巖開采方法包括露天開采和地下巷道開采,油頁巖開采出來之后會在地表進行干餾產(chǎn)生油頁巖油氣。但這些方法不僅成本較高,而且對環(huán)境污染很大。近年來,油頁巖原位開發(fā)技術(shù)受到多方關(guān)注,降低了開采過程中的成本和污染,具有很大的發(fā)展?jié)摿。國?nèi)外油頁巖原位開采技術(shù)種類較多,根據(jù)熱量傳遞方式不同可分為直接傳導(dǎo)加熱、對流加熱和輻射加熱3種方式。對流加熱技術(shù),熱量以流體為載體,以裂隙為通道,對我國薄層油頁巖來說更具經(jīng)濟性。在利用對流加熱技術(shù)進行油頁巖原位開采過程中,需要對油頁巖層進行水力壓裂,結(jié)合油頁巖形成的地質(zhì)演化歷史中形成的裂隙在油頁巖中形成了裂隙系統(tǒng),共同影響了油頁巖中的溫度場分布和加熱效果。若能掌握裂隙對油頁巖對流加熱溫度場和加熱效...
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
地下燃燒對流加熱技術(shù)開采油頁巖過程示意圖
第1章緒論3運移最終通過生產(chǎn)井被開采致地面(圖1.1第三階段)。利用該技術(shù),該公司于2014年7月從位于吉林松原長春嶺試驗區(qū)地下300m處的油頁巖層中成功產(chǎn)出了品質(zhì)較好的油頁巖油。圖1.1地下燃燒對流加熱技術(shù)開采油頁巖過程示意圖1.1.2研究意義在油頁巖形成的地質(zhì)演化歷史中,在區(qū)域構(gòu)造作用下油頁巖中極可能發(fā)育有斷裂和節(jié)理;在利用對流加熱技術(shù)進行油頁巖原位開采過程中,需要對油頁巖層進行水力壓裂。這些由于構(gòu)造運動所形成的天然裂隙和水力壓裂形成的人工裂隙在油頁巖中形成了裂隙系統(tǒng),進一步影響了油頁巖中的溫度場分布和生烴過程(圖1.2)。圖1.2裂隙、溫度、生烴關(guān)系示意圖裂隙、溫度場和生烴相互作用形成影響閉環(huán)。在對流加熱模式下,熱流體沿裂隙流動加熱油頁巖(圖1.2-①);當(dāng)油頁巖被持續(xù)加熱升溫時,干酪根開始裂
第2章空白網(wǎng)格賦屬性網(wǎng)格劃分方法實現(xiàn)過程16第2章空白網(wǎng)格賦屬性網(wǎng)格劃分方法實現(xiàn)過程本文后續(xù)會結(jié)合大型模擬軟件ANSYS下的fluent軟件進行溫度場數(shù)值模擬,所以所形成的網(wǎng)格文件必須為fluent所能識別的格式。根據(jù)圖1.3技術(shù)路線圖所示過程,本文將先利用之前ICEM或者mesh所產(chǎn)生的msh格式的文件,結(jié)合前人經(jīng)驗以及ANSYS中的幫助文檔反推msh文件格式,根據(jù)該msh文件格式利用matlab編寫網(wǎng)格自動劃分的程序,然后通過matlab程序輸出的文件格式不斷調(diào)整程序,最后使程序能夠正確運行,為后續(xù)的溫度場數(shù)值模擬工作提供基矗2.1網(wǎng)格劃分原理根據(jù)圖2.1-a所示,結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的劃分過程實際上是將幾何模型逐漸剝離,將剝離之后的每部分幾何模型賦予一定的網(wǎng)格屬性形成網(wǎng)格模型,在ICEM中往往是將幾何模型中的points、curves、surfaces分別與網(wǎng)格模型中的vertices、edges、faces相關(guān)聯(lián)來實現(xiàn)該過程,最終輸出網(wǎng)格文件。而圖2.1-b所示的方法是將建模和網(wǎng)格化融為一體,在實際網(wǎng)格劃分的過程當(dāng)中并沒有明確的幾何模型和網(wǎng)格模型的區(qū)別。圖2.1兩種方法劃分楔狀圖形示意圖(a結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分方法b空白網(wǎng)格賦屬性方法)分別利用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分方法和空白網(wǎng)格賦屬性的方法劃分同一直角三角形,得到的網(wǎng)格形態(tài)如圖2.1-b所示。如果將結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分過程比作“壁畫創(chuàng)作”的話,那么空白網(wǎng)格賦屬性法網(wǎng)格劃分過程則可以認(rèn)為是“瓷磚拼貼”。雖然
【參考文獻】:
期刊論文
[1]非穩(wěn)態(tài)原位熱解扶余油頁巖熱-流耦合模擬[J]. 趙帥,孫友宏,楊秦川,李強. 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(06)
[2]濟陽拗陷頁巖儲層水平井裂縫擴展數(shù)值模擬[J]. 薛仁江,郭建春,趙志紅,周廣清,孟憲波. 西南石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(02)
[3]高壓工頻熱解扶余油頁巖的溫度場模擬[J]. 趙帥,孫友宏,劉世暢,李強. 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(03)
[4]不同溫度下油頁巖熱解及孔隙特征實驗研究:以撫順樣品為例[J]. 高濤,趙靜. 中國礦業(yè). 2019(03)
[5]基于傳導(dǎo)、對流不同加熱模式的油頁巖孔隙結(jié)構(gòu)變化的對比研究[J]. 康志勤,李翔,楊濤,趙靜,趙陽升,楊棟. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2018(11)
[6]儲層裂縫隨機建模方法研究進展[J]. 董少群,曾聯(lián)波,Xu Chaoshui,曹菡,王圣嬌,呂文雅. 石油地球物理勘探. 2018(03)
[7]油頁巖原位開采數(shù)值模擬研究進展[J]. 高誠,蘇建政,王益維,孟祥龍,汪友平,張樂. 石油鉆采工藝. 2018(03)
[8]陸相頁巖氣儲層孔隙發(fā)育特征及其主控因素分析:以鄂爾多斯盆地長7段為例[J]. 馮小龍,敖衛(wèi)華,唐玄. 吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版). 2018(03)
[9]油頁巖注蒸汽原位開采數(shù)值模擬[J]. 雷光倫,李姿,姚傳進,鄭洋,王娜,王志惠. 中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(02)
[10]基于三維激光掃描技術(shù)的裂縫發(fā)育規(guī)律和控制因素研究——以塔里木盆地庫車前陸區(qū)索罕村露頭剖面為例[J]. 曾慶魯,張榮虎,盧文忠,王波,王春陽. 天然氣地球科學(xué). 2017(03)
博士論文
[1]油頁巖原位裂解注熱系統(tǒng)及熱效率分析[D]. 白文翔.吉林大學(xué) 2019
[2]溫度作用下油頁巖孔隙結(jié)構(gòu)及滲透特征演化規(guī)律研究[D]. 劉志軍.太原理工大學(xué) 2018
[3]龍馬溪組頁巖水力壓裂試驗及裂縫延伸機理研究[D]. 侯振坤.重慶大學(xué) 2018
[4]油頁巖酸化壓裂注熱裂解原位轉(zhuǎn)化實驗研究[D]. 姜鵬飛.吉林大學(xué) 2016
[5]油頁巖原位開采地下冷凍墻溫度場的理論及實驗研究[D]. 劉玉民.吉林大學(xué) 2015
[6]基于GPU的頁巖儲層裂縫建模及壓力模擬[D]. 謝青.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[7]油頁巖原位熱裂解溫度場數(shù)值模擬及實驗研究[D]. 李強.吉林大學(xué) 2012
[8]油頁巖熱解特性及原位注熱開采油氣的模擬研究[D]. 康志勤.太原理工大學(xué) 2008
碩士論文
[1]裂縫網(wǎng)絡(luò)的識別方法研究與實現(xiàn)[D]. 陳鋒.電子科技大學(xué) 2019
[2]油頁巖注蒸汽原位開采數(shù)值模擬研究[D]. 李姿.中國石油大學(xué)(華東) 2017
[3]熱氮氣地下原位裂解油頁巖溫度場數(shù)值模擬及野外試驗[D]. 周科.吉林大學(xué) 2017
[4]熱—力耦合作用下油頁巖斷裂特性實驗研究[D]. 畢井龍.太原理工大學(xué) 2016
[5]過熱蒸汽對流加熱油頁巖原位開采基礎(chǔ)實驗研究[D]. 趙林.太原理工大學(xué) 2015
[6]油頁巖油藏原位電加熱開采數(shù)值模擬研究[D]. 夏添.中國石油大學(xué)(華東) 2015
[7]油頁巖原位注熱開采及冷凍墻形成過程數(shù)值模擬[D]. 王冰清.吉林大學(xué) 2014
[8]油頁巖電加熱裂解過程中溫度場分布的試驗與數(shù)值模擬[D]. 王樂.吉林大學(xué) 2014
[9]油頁巖地下原位開采及裂解過程研究[D]. 王詩淇.長春理工大學(xué) 2014
[10]油頁巖原位開采地下冷凍墻制冷系統(tǒng)的實驗研究[D]. 于磊.吉林大學(xué) 2012
本文編號:2956490
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
地下燃燒對流加熱技術(shù)開采油頁巖過程示意圖
第1章緒論3運移最終通過生產(chǎn)井被開采致地面(圖1.1第三階段)。利用該技術(shù),該公司于2014年7月從位于吉林松原長春嶺試驗區(qū)地下300m處的油頁巖層中成功產(chǎn)出了品質(zhì)較好的油頁巖油。圖1.1地下燃燒對流加熱技術(shù)開采油頁巖過程示意圖1.1.2研究意義在油頁巖形成的地質(zhì)演化歷史中,在區(qū)域構(gòu)造作用下油頁巖中極可能發(fā)育有斷裂和節(jié)理;在利用對流加熱技術(shù)進行油頁巖原位開采過程中,需要對油頁巖層進行水力壓裂。這些由于構(gòu)造運動所形成的天然裂隙和水力壓裂形成的人工裂隙在油頁巖中形成了裂隙系統(tǒng),進一步影響了油頁巖中的溫度場分布和生烴過程(圖1.2)。圖1.2裂隙、溫度、生烴關(guān)系示意圖裂隙、溫度場和生烴相互作用形成影響閉環(huán)。在對流加熱模式下,熱流體沿裂隙流動加熱油頁巖(圖1.2-①);當(dāng)油頁巖被持續(xù)加熱升溫時,干酪根開始裂
第2章空白網(wǎng)格賦屬性網(wǎng)格劃分方法實現(xiàn)過程16第2章空白網(wǎng)格賦屬性網(wǎng)格劃分方法實現(xiàn)過程本文后續(xù)會結(jié)合大型模擬軟件ANSYS下的fluent軟件進行溫度場數(shù)值模擬,所以所形成的網(wǎng)格文件必須為fluent所能識別的格式。根據(jù)圖1.3技術(shù)路線圖所示過程,本文將先利用之前ICEM或者mesh所產(chǎn)生的msh格式的文件,結(jié)合前人經(jīng)驗以及ANSYS中的幫助文檔反推msh文件格式,根據(jù)該msh文件格式利用matlab編寫網(wǎng)格自動劃分的程序,然后通過matlab程序輸出的文件格式不斷調(diào)整程序,最后使程序能夠正確運行,為后續(xù)的溫度場數(shù)值模擬工作提供基矗2.1網(wǎng)格劃分原理根據(jù)圖2.1-a所示,結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的劃分過程實際上是將幾何模型逐漸剝離,將剝離之后的每部分幾何模型賦予一定的網(wǎng)格屬性形成網(wǎng)格模型,在ICEM中往往是將幾何模型中的points、curves、surfaces分別與網(wǎng)格模型中的vertices、edges、faces相關(guān)聯(lián)來實現(xiàn)該過程,最終輸出網(wǎng)格文件。而圖2.1-b所示的方法是將建模和網(wǎng)格化融為一體,在實際網(wǎng)格劃分的過程當(dāng)中并沒有明確的幾何模型和網(wǎng)格模型的區(qū)別。圖2.1兩種方法劃分楔狀圖形示意圖(a結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分方法b空白網(wǎng)格賦屬性方法)分別利用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分方法和空白網(wǎng)格賦屬性的方法劃分同一直角三角形,得到的網(wǎng)格形態(tài)如圖2.1-b所示。如果將結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分過程比作“壁畫創(chuàng)作”的話,那么空白網(wǎng)格賦屬性法網(wǎng)格劃分過程則可以認(rèn)為是“瓷磚拼貼”。雖然
【參考文獻】:
期刊論文
[1]非穩(wěn)態(tài)原位熱解扶余油頁巖熱-流耦合模擬[J]. 趙帥,孫友宏,楊秦川,李強. 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(06)
[2]濟陽拗陷頁巖儲層水平井裂縫擴展數(shù)值模擬[J]. 薛仁江,郭建春,趙志紅,周廣清,孟憲波. 西南石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(02)
[3]高壓工頻熱解扶余油頁巖的溫度場模擬[J]. 趙帥,孫友宏,劉世暢,李強. 東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(03)
[4]不同溫度下油頁巖熱解及孔隙特征實驗研究:以撫順樣品為例[J]. 高濤,趙靜. 中國礦業(yè). 2019(03)
[5]基于傳導(dǎo)、對流不同加熱模式的油頁巖孔隙結(jié)構(gòu)變化的對比研究[J]. 康志勤,李翔,楊濤,趙靜,趙陽升,楊棟. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2018(11)
[6]儲層裂縫隨機建模方法研究進展[J]. 董少群,曾聯(lián)波,Xu Chaoshui,曹菡,王圣嬌,呂文雅. 石油地球物理勘探. 2018(03)
[7]油頁巖原位開采數(shù)值模擬研究進展[J]. 高誠,蘇建政,王益維,孟祥龍,汪友平,張樂. 石油鉆采工藝. 2018(03)
[8]陸相頁巖氣儲層孔隙發(fā)育特征及其主控因素分析:以鄂爾多斯盆地長7段為例[J]. 馮小龍,敖衛(wèi)華,唐玄. 吉林大學(xué)學(xué)報(地球科學(xué)版). 2018(03)
[9]油頁巖注蒸汽原位開采數(shù)值模擬[J]. 雷光倫,李姿,姚傳進,鄭洋,王娜,王志惠. 中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(02)
[10]基于三維激光掃描技術(shù)的裂縫發(fā)育規(guī)律和控制因素研究——以塔里木盆地庫車前陸區(qū)索罕村露頭剖面為例[J]. 曾慶魯,張榮虎,盧文忠,王波,王春陽. 天然氣地球科學(xué). 2017(03)
博士論文
[1]油頁巖原位裂解注熱系統(tǒng)及熱效率分析[D]. 白文翔.吉林大學(xué) 2019
[2]溫度作用下油頁巖孔隙結(jié)構(gòu)及滲透特征演化規(guī)律研究[D]. 劉志軍.太原理工大學(xué) 2018
[3]龍馬溪組頁巖水力壓裂試驗及裂縫延伸機理研究[D]. 侯振坤.重慶大學(xué) 2018
[4]油頁巖酸化壓裂注熱裂解原位轉(zhuǎn)化實驗研究[D]. 姜鵬飛.吉林大學(xué) 2016
[5]油頁巖原位開采地下冷凍墻溫度場的理論及實驗研究[D]. 劉玉民.吉林大學(xué) 2015
[6]基于GPU的頁巖儲層裂縫建模及壓力模擬[D]. 謝青.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[7]油頁巖原位熱裂解溫度場數(shù)值模擬及實驗研究[D]. 李強.吉林大學(xué) 2012
[8]油頁巖熱解特性及原位注熱開采油氣的模擬研究[D]. 康志勤.太原理工大學(xué) 2008
碩士論文
[1]裂縫網(wǎng)絡(luò)的識別方法研究與實現(xiàn)[D]. 陳鋒.電子科技大學(xué) 2019
[2]油頁巖注蒸汽原位開采數(shù)值模擬研究[D]. 李姿.中國石油大學(xué)(華東) 2017
[3]熱氮氣地下原位裂解油頁巖溫度場數(shù)值模擬及野外試驗[D]. 周科.吉林大學(xué) 2017
[4]熱—力耦合作用下油頁巖斷裂特性實驗研究[D]. 畢井龍.太原理工大學(xué) 2016
[5]過熱蒸汽對流加熱油頁巖原位開采基礎(chǔ)實驗研究[D]. 趙林.太原理工大學(xué) 2015
[6]油頁巖油藏原位電加熱開采數(shù)值模擬研究[D]. 夏添.中國石油大學(xué)(華東) 2015
[7]油頁巖原位注熱開采及冷凍墻形成過程數(shù)值模擬[D]. 王冰清.吉林大學(xué) 2014
[8]油頁巖電加熱裂解過程中溫度場分布的試驗與數(shù)值模擬[D]. 王樂.吉林大學(xué) 2014
[9]油頁巖地下原位開采及裂解過程研究[D]. 王詩淇.長春理工大學(xué) 2014
[10]油頁巖原位開采地下冷凍墻制冷系統(tǒng)的實驗研究[D]. 于磊.吉林大學(xué) 2012
本文編號:2956490
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