油页岩原位裂解开采中受复杂裂隙影响的温度场数值模拟
发布时间：2021-01-04 08:41
2019年,中国原油净进口量首次突破5亿吨大关,原油和石油对外依存度双破70%,迫切需要更多的油气资源来满足国内日益增长的能源需求。同时作为一种非常规油气资源的油页岩在我国储量丰富,全国油页岩储量为7199.37亿吨,折合成页岩油资源476亿吨,是国内已探明常规油气资源量的1.5倍。有效开发油页岩中的油气资源,可以极大地缓解我国油气资源紧张的状况,为我国的发展助力。传统油页岩开采方法包括露天开采和地下巷道开采,油页岩开采出来之后会在地表进行干馏产生油页岩油气。但这些方法不仅成本较高,而且对环境污染很大。近年来,油页岩原位开发技术受到多方关注,降低了开采过程中的成本和污染,具有很大的发展潜力。国内外油页岩原位开采技术种类较多,根据热量传递方式不同可分为直接传导加热、对流加热和辐射加热3种方式。对流加热技术,热量以流体为载体,以裂隙为通道,对我国薄层油页岩来说更具经济性。在利用对流加热技术进行油页岩原位开采过程中,需要对油页岩层进行水力压裂,结合油页岩形成的地质演化历史中形成的裂隙在油页岩中形成了裂隙系统,共同影响了油页岩中的温度场分布和加热效果。若能掌握裂隙对油页岩对流加热温度场和加热效...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地下燃烧对流加热技术开采油页岩过程示意图
第1章绪论3运移最终通过生产井被开采致地面（图1.1第三阶段）。利用该技术，该公司于2014年7月从位于吉林松原长春岭试验区地下300m处的油页岩层中成功产出了品质较好的油页岩油。图1.1地下燃烧对流加热技术开采油页岩过程示意图1.1.2研究意义在油页岩形成的地质演化历史中，在区域构造作用下油页岩中极可能发育有断裂和节理；在利用对流加热技术进行油页岩原位开采过程中，需要对油页岩层进行水力压裂。这些由于构造运动所形成的天然裂隙和水力压裂形成的人工裂隙在油页岩中形成了裂隙系统，进一步影响了油页岩中的温度场分布和生烃过程（图1.2）。图1.2裂隙、温度、生烃关系示意图裂隙、温度场和生烃相互作用形成影响闭环。在对流加热模式下，热流体沿裂隙流动加热油页岩（图1.2-①）；当油页岩被持续加热升温时，干酪根开始裂
第2章空白网格赋属性网格划分方法实现过程16第2章空白网格赋属性网格划分方法实现过程本文后续会结合大型模拟软件ANSYS下的fluent软件进行温度场数值模拟，所以所形成的网格文件必须为fluent所能识别的格式。根据图1.3技术路线图所示过程，本文将先利用之前ICEM或者mesh所产生的msh格式的文件，结合前人经验以及ANSYS中的帮助文档反推msh文件格式，根据该msh文件格式利用matlab编写网格自动划分的程序，然后通过matlab程序输出的文件格式不断调整程序，最后使程序能够正确运行，为后续的温度场数值模拟工作提供基矗2.1网格划分原理根据图2.1-a所示，结构化网格的划分过程实际上是将几何模型逐渐剥离，将剥离之后的每部分几何模型赋予一定的网格属性形成网格模型，在ICEM中往往是将几何模型中的points、curves、surfaces分别与网格模型中的vertices、edges、faces相关联来实现该过程，最终输出网格文件。而图2.1-b所示的方法是将建模和网格化融为一体，在实际网格划分的过程当中并没有明确的几何模型和网格模型的区别。图2.1两种方法划分楔状图形示意图（a结构化网格划分方法b空白网格赋属性方法）分别利用结构化网格划分方法和空白网格赋属性的方法划分同一直角三角形，得到的网格形态如图2.1-b所示。如果将结构化网格划分过程比作“壁画创作”的话，那么空白网格赋属性法网格划分过程则可以认为是“瓷砖拼贴”。虽然
【参考文献】：
期刊论文
[1]非稳态原位热解扶余油页岩热-流耦合模拟[J]. 赵帅,孙友宏,杨秦川,李强. 东北大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]济阳拗陷页岩储层水平井裂缝扩展数值模拟[J]. 薛仁江,郭建春,赵志红,周广清,孟宪波. 西南石油大学学报(自然科学版). 2019(02)
[3]高压工频热解扶余油页岩的温度场模拟[J]. 赵帅,孙友宏,刘世畅,李强. 东北大学学报(自然科学版). 2019(03)
[4]不同温度下油页岩热解及孔隙特征实验研究:以抚顺样品为例[J]. 高涛,赵静. 中国矿业. 2019(03)
[5]基于传导、对流不同加热模式的油页岩孔隙结构变化的对比研究[J]. 康志勤,李翔,杨涛,赵静,赵阳升,杨栋. 岩石力学与工程学报. 2018(11)
[6]储层裂缝随机建模方法研究进展[J]. 董少群,曾联波,Xu Chaoshui,曹菡,王圣娇,吕文雅. 石油地球物理勘探. 2018(03)
[7]油页岩原位开采数值模拟研究进展[J]. 高诚,苏建政,王益维,孟祥龙,汪友平,张乐. 石油钻采工艺. 2018(03)
[8]陆相页岩气储层孔隙发育特征及其主控因素分析:以鄂尔多斯盆地长7段为例[J]. 冯小龙,敖卫华,唐玄. 吉林大学学报(地球科学版). 2018(03)
[9]油页岩注蒸汽原位开采数值模拟[J]. 雷光伦,李姿,姚传进,郑洋,王娜,王志惠. 中国石油大学学报(自然科学版). 2017(02)
[10]基于三维激光扫描技术的裂缝发育规律和控制因素研究——以塔里木盆地库车前陆区索罕村露头剖面为例[J]. 曾庆鲁,张荣虎,卢文忠,王波,王春阳. 天然气地球科学. 2017(03)
博士论文
[1]油页岩原位裂解注热系统及热效率分析[D]. 白文翔.吉林大学 2019
[2]温度作用下油页岩孔隙结构及渗透特征演化规律研究[D]. 刘志军.太原理工大学 2018
[3]龙马溪组页岩水力压裂试验及裂缝延伸机理研究[D]. 侯振坤.重庆大学 2018
[4]油页岩酸化压裂注热裂解原位转化实验研究[D]. 姜鹏飞.吉林大学 2016
[5]油页岩原位开采地下冷冻墙温度场的理论及实验研究[D]. 刘玉民.吉林大学 2015
[6]基于GPU的页岩储层裂缝建模及压力模拟[D]. 谢青.中国科学技术大学 2014
[7]油页岩原位热裂解温度场数值模拟及实验研究[D]. 李强.吉林大学 2012
[8]油页岩热解特性及原位注热开采油气的模拟研究[D]. 康志勤.太原理工大学 2008
硕士论文
[1]裂缝网络的识别方法研究与实现[D]. 陈锋.电子科技大学 2019
[2]油页岩注蒸汽原位开采数值模拟研究[D]. 李姿.中国石油大学(华东) 2017
[3]热氮气地下原位裂解油页岩温度场数值模拟及野外试验[D]. 周科.吉林大学 2017
[4]热—力耦合作用下油页岩断裂特性实验研究[D]. 毕井龙.太原理工大学 2016
[5]过热蒸汽对流加热油页岩原位开采基础实验研究[D]. 赵林.太原理工大学 2015
[6]油页岩油藏原位电加热开采数值模拟研究[D]. 夏添.中国石油大学(华东) 2015
[7]油页岩原位注热开采及冷冻墙形成过程数值模拟[D]. 王冰清.吉林大学 2014
[8]油页岩电加热裂解过程中温度场分布的试验与数值模拟[D]. 王乐.吉林大学 2014
[9]油页岩地下原位开采及裂解过程研究[D]. 王诗淇.长春理工大学 2014
[10]油页岩原位开采地下冷冻墙制冷系统的实验研究[D]. 于磊.吉林大学 2012
本文编号：2956490
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地下燃烧对流加热技术开采油页岩过程示意图
第1章绪论3运移最终通过生产井被开采致地面（图1.1第三阶段）。利用该技术，该公司于2014年7月从位于吉林松原长春岭试验区地下300m处的油页岩层中成功产出了品质较好的油页岩油。图1.1地下燃烧对流加热技术开采油页岩过程示意图1.1.2研究意义在油页岩形成的地质演化历史中，在区域构造作用下油页岩中极可能发育有断裂和节理；在利用对流加热技术进行油页岩原位开采过程中，需要对油页岩层进行水力压裂。这些由于构造运动所形成的天然裂隙和水力压裂形成的人工裂隙在油页岩中形成了裂隙系统，进一步影响了油页岩中的温度场分布和生烃过程（图1.2）。图1.2裂隙、温度、生烃关系示意图裂隙、温度场和生烃相互作用形成影响闭环。在对流加热模式下，热流体沿裂隙流动加热油页岩（图1.2-①）；当油页岩被持续加热升温时，干酪根开始裂
第2章空白网格赋属性网格划分方法实现过程16第2章空白网格赋属性网格划分方法实现过程本文后续会结合大型模拟软件ANSYS下的fluent软件进行温度场数值模拟，所以所形成的网格文件必须为fluent所能识别的格式。根据图1.3技术路线图所示过程，本文将先利用之前ICEM或者mesh所产生的msh格式的文件，结合前人经验以及ANSYS中的帮助文档反推msh文件格式，根据该msh文件格式利用matlab编写网格自动划分的程序，然后通过matlab程序输出的文件格式不断调整程序，最后使程序能够正确运行，为后续的温度场数值模拟工作提供基矗2.1网格划分原理根据图2.1-a所示，结构化网格的划分过程实际上是将几何模型逐渐剥离，将剥离之后的每部分几何模型赋予一定的网格属性形成网格模型，在ICEM中往往是将几何模型中的points、curves、surfaces分别与网格模型中的vertices、edges、faces相关联来实现该过程，最终输出网格文件。而图2.1-b所示的方法是将建模和网格化融为一体，在实际网格划分的过程当中并没有明确的几何模型和网格模型的区别。图2.1两种方法划分楔状图形示意图（a结构化网格划分方法b空白网格赋属性方法）分别利用结构化网格划分方法和空白网格赋属性的方法划分同一直角三角形，得到的网格形态如图2.1-b所示。如果将结构化网格划分过程比作“壁画创作”的话，那么空白网格赋属性法网格划分过程则可以认为是“瓷砖拼贴”。虽然
【参考文献】：
期刊论文
[1]非稳态原位热解扶余油页岩热-流耦合模拟[J]. 赵帅,孙友宏,杨秦川,李强. 东北大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]济阳拗陷页岩储层水平井裂缝扩展数值模拟[J]. 薛仁江,郭建春,赵志红,周广清,孟宪波. 西南石油大学学报(自然科学版). 2019(02)
[3]高压工频热解扶余油页岩的温度场模拟[J]. 赵帅,孙友宏,刘世畅,李强. 东北大学学报(自然科学版). 2019(03)
[4]不同温度下油页岩热解及孔隙特征实验研究:以抚顺样品为例[J]. 高涛,赵静. 中国矿业. 2019(03)
[5]基于传导、对流不同加热模式的油页岩孔隙结构变化的对比研究[J]. 康志勤,李翔,杨涛,赵静,赵阳升,杨栋. 岩石力学与工程学报. 2018(11)
[6]储层裂缝随机建模方法研究进展[J]. 董少群,曾联波,Xu Chaoshui,曹菡,王圣娇,吕文雅. 石油地球物理勘探. 2018(03)
[7]油页岩原位开采数值模拟研究进展[J]. 高诚,苏建政,王益维,孟祥龙,汪友平,张乐. 石油钻采工艺. 2018(03)
[8]陆相页岩气储层孔隙发育特征及其主控因素分析:以鄂尔多斯盆地长7段为例[J]. 冯小龙,敖卫华,唐玄. 吉林大学学报(地球科学版). 2018(03)
[9]油页岩注蒸汽原位开采数值模拟[J]. 雷光伦,李姿,姚传进,郑洋,王娜,王志惠. 中国石油大学学报(自然科学版). 2017(02)
[10]基于三维激光扫描技术的裂缝发育规律和控制因素研究——以塔里木盆地库车前陆区索罕村露头剖面为例[J]. 曾庆鲁,张荣虎,卢文忠,王波,王春阳. 天然气地球科学. 2017(03)
博士论文
[1]油页岩原位裂解注热系统及热效率分析[D]. 白文翔.吉林大学 2019
[2]温度作用下油页岩孔隙结构及渗透特征演化规律研究[D]. 刘志军.太原理工大学 2018
[3]龙马溪组页岩水力压裂试验及裂缝延伸机理研究[D]. 侯振坤.重庆大学 2018
[4]油页岩酸化压裂注热裂解原位转化实验研究[D]. 姜鹏飞.吉林大学 2016
[5]油页岩原位开采地下冷冻墙温度场的理论及实验研究[D]. 刘玉民.吉林大学 2015
[6]基于GPU的页岩储层裂缝建模及压力模拟[D]. 谢青.中国科学技术大学 2014
[7]油页岩原位热裂解温度场数值模拟及实验研究[D]. 李强.吉林大学 2012
[8]油页岩热解特性及原位注热开采油气的模拟研究[D]. 康志勤.太原理工大学 2008
硕士论文
[1]裂缝网络的识别方法研究与实现[D]. 陈锋.电子科技大学 2019
[2]油页岩注蒸汽原位开采数值模拟研究[D]. 李姿.中国石油大学(华东) 2017
[3]热氮气地下原位裂解油页岩温度场数值模拟及野外试验[D]. 周科.吉林大学 2017
[4]热—力耦合作用下油页岩断裂特性实验研究[D]. 毕井龙.太原理工大学 2016
[5]过热蒸汽对流加热油页岩原位开采基础实验研究[D]. 赵林.太原理工大学 2015
[6]油页岩油藏原位电加热开采数值模拟研究[D]. 夏添.中国石油大学(华东) 2015
[7]油页岩原位注热开采及冷冻墙形成过程数值模拟[D]. 王冰清.吉林大学 2014
[8]油页岩电加热裂解过程中温度场分布的试验与数值模拟[D]. 王乐.吉林大学 2014
[9]油页岩地下原位开采及裂解过程研究[D]. 王诗淇.长春理工大学 2014
[10]油页岩原位开采地下冷冻墙制冷系统的实验研究[D]. 于磊.吉林大学 2012
本文编号：2956490
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/2956490.html
