多场耦合下二氧化碳压裂流动传热与岩石损伤特性研究

发布时间：2025-01-01 08:34

　　二氧化碳压裂是一种可高效开发页岩气等非常规油气藏的新型无水压裂技术。针对二氧化碳压裂过程中的流体流动传热与岩石破坏等关键问题,本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法,对二氧化碳压裂过程中井筒和裂缝内的流动传热规律以及岩石损伤特性开展研究,主要研究工作和成果如下:1.模拟计算了液态-超临界二氧化碳在圆管中的流动摩阻压降,对比研究了二氧化碳管流特性以及压力和温度对其流动摩阻的影响规律等。结果表明:二氧化碳流动摩阻遵循Darcy-Weisbach方程,基于清水管流建立的摩阻系数经验公式能够较好地预测二氧化碳的流动摩阻。高雷诺数下,压力和温度对二氧化碳的摩阻系数影响很小,但可以显著改变二氧化碳的摩阻压耗。在恒定体积流量下,摩阻压降随压力的升高而升高,随温度的升高而降低。2.推导建立了考虑热量源汇的二氧化碳压裂井筒流动与传热解析模型,实现了模型在井深和径向方向的双向耦合数值求解;分析了井筒传热机理,研究了排量等工程参数对井筒流动传热的影响规律。结果表明:环空流体是井筒内影响井筒传热最重要的热阻,液体有利于地层与油管内流体的热量传递,而气体则会阻碍热量传递;高排量压裂过程中,需同时考虑摩擦生热和气体...

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图1.3不同流体压裂声发射信号强度[88]

[88]使用立方体大理石岩心，对比研究了使用超临界二氧化碳、清水和油三种流体进行压裂时的声发射信号（如图1.3）。研究认为：相比于水和油，超临界二氧化碳黏度最低，其起裂压力最低，压裂时产生的声发射信号最强，形成的缝网最为复杂。图1.3不同流体压裂声发射信号强度[88]Fig.....

图3.14井底压力和温度随时间变化规律

第3章二氧化碳压裂井筒流动与传热耦合规律-50-图3.14井底压力和温度随时间变化规律Fig.3.14Bottomholepressureandtemperatureasafunctionofinjectiontime3.6本章小结在考虑二氧化....

图 9 面上基金资助率随申请人年龄的分布

图9是申请人出生年份与资助率变化图。可以发现，1960～1969、1970～1979和1980～19893个年龄段的获资助项目总量分别为10、29和54,而对应的资助率分别为20.00%、21.01%和18.75%,进一步显示80后青年科学家具有较为丰富的基金申请书撰写经验。....

本文编号：4022324