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Numerical modeling of thermal breakthrough induced by geothermal production in fractured granite

Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 2020年第4期12卷 900-916页

作者： Hejuan Liu Hongwei Wang Hongwu Lei Liwei Zhang mingxing bai Lei Zhou State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering Institute of Rock and Soil MechanicsChinese Academy of SciencesWuhan430071China University of Chinese Academy of Sciences Beijing100049China College of Energy Chengdu University of TechnologyChengdu610059China Department of Petroleum Engineering Northeast Petroleum UniversityDaqing163318China State Key Laboratory of Coal Mine Disaster Dynamics and Control Chongqing UniversityChongqing400030China

It is well known that the complicated channeling of fluid flow and heat transfer is strongly related with the intricate natural fracture ***,it is still challenging to set up the fracture network model which is strong *** with other methods(*** continuum model(ECM),discrete fracture model(DFM),and ECM-DFM),the fracture flow module in the COMSOL Multiphysics simulator is powerful in definition of fractures as the inner flow boundary existing in the porous *** it is selected to simulate the fluid flow and heat transfer in the geothermal-developed fractured granite of Sanguliu area located at Liaodong Peninsula,Eastern *** natural faults/fractures based on field investigation combined with the discrete fracture network(DFN)generated by the MATLAB are used to represent the two-dimensional geological *** results show that early thermal breakthrough occurs at the production well caused by quick flow of cold water along the highly connected *** hydraulic fracturing treatments with proper injection rates,locations,*** efficiently hinder the thermal breakthrough time in the natural fracture *** well spacing helps the long-term operation of geothermal production,but it is highly dependent on the geometrical morphology of the fracture *** enhancement of reservoir properties at the near-well regions can also increase the geothermal production *** results in this study can provide references to achieve a sustainable geothermal exploitation in fractured granitic geothermal reservoirs or hot dry rocks at depth.

关键词： Thermal breakthrough Discrete fracture network(DFN) Monte Carlo method Fracture aperture Granite

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聚合物驱油微观渗流机理数值模拟研究

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石油化工高等学校学报 2018年第4期31卷 42-45页

作者：高硕柏明星东北石油大学石油工程学院黑龙江大庆163318

针对聚合物区别于牛顿流体特有的黏弹性建立模拟实验,为了准确描述聚合物溶液的流变性,采用Maxwell上随体本构方程来控制流体特性;建立了聚合物在微观水湿毛细管中流动的物理模型;最后使用CFD软件对模型进行数值分析。由数值模拟结果得... 详细信息

针对聚合物区别于牛顿流体特有的黏弹性建立模拟实验,为了准确描述聚合物溶液的流变性,采用Maxwell上随体本构方程来控制流体特性;建立了聚合物在微观水湿毛细管中流动的物理模型;最后使用CFD软件对模型进行数值分析。由数值模拟结果得到了聚合物流动的压力场、应力场、速度场,研究了聚合物驱替油滴时的变化状态。从而能够通过压力、应力、速度的场图变化,更加直观的认识到聚合物驱油过程中,黏弹性流体特有的弹性在挤压碰撞过程中,增大驱替液对残余油的波及体积,使原先不能流动的油流动。其研究成果可进一步完善聚合物驱油微观渗流理论。

关键词：黏弹性聚合物数值模拟微孔道渗流机理

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二氧化碳地质存储过程中注入井完整性分析

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石油钻采工艺 2012年第4期34卷 85-88页

作者：柏明星谯志东北石油大学石油工程学院黑龙江大庆163318 Clausthal University of Technology Clausthal-ZellerfeldGermany38678

二氧化碳沿井筒渗漏是二氧化碳地质埋存过程中所面临的重要风险之一,因此在注入二氧化碳前须对套管、水泥环及岩石组合体进行完整性评价。利用数值模拟的方法对二氧化碳注入井注气过程中温降及盐岩蠕变对井筒完整性的影响进行了分析,并... 详细信息

二氧化碳沿井筒渗漏是二氧化碳地质埋存过程中所面临的重要风险之一,因此在注入二氧化碳前须对套管、水泥环及岩石组合体进行完整性评价。利用数值模拟的方法对二氧化碳注入井注气过程中温降及盐岩蠕变对井筒完整性的影响进行了分析,并得出井筒温降的极限值。模拟方法包括3个主要步骤:钻井过程的模拟、盐岩蠕变的模拟及注气过程中温降的模拟。研究对象为套管及水泥环在温降条件下应力场的分布及位移的变化。结果显示,在一定条件下套管与水泥环之间的微环隙可以通过盐岩蠕变的方式进行弥补甚至愈合,同时应该选择适合二氧化碳注入过程中的低温环境的材料。该方法即将应用于德国某大型二氧化碳存储及提高天然气采收率项目中。

关键词：二氧化碳存储井的完整性二氧化碳注入井盐岩蠕变

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二氧化碳地质封存系统泄漏风险研究进展

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特种油气藏 2022年第4期29卷 1-11页

作者：柏明星张志超白华明杜思宇东北石油大学黑龙江大庆163318 提高采收率教育部重点实验室黑龙江大庆163318 中国石油新疆油田分公司新疆克拉玛依834000

CO_(2)地质封存技术是缓解温室效应的重要手段,而对于地质封存系统泄漏风险的评价是确保CO_(2)安全高效封存的前提。针对CO_(2)泄漏风险,系统论述了CO_(2)地质封存系统中井筒和盖层因素对CO_(2)泄漏风险的影响机理,包括固井质量、CO_(2... 详细信息

CO_(2)地质封存技术是缓解温室效应的重要手段,而对于地质封存系统泄漏风险的评价是确保CO_(2)安全高效封存的前提。针对CO_(2)泄漏风险,系统论述了CO_(2)地质封存系统中井筒和盖层因素对CO_(2)泄漏风险的影响机理,包括固井质量、CO_(2)腐蚀及井筒组合体受交变应力损坏等,以及盖地比、盖层厚度、岩性等对盖层低速渗漏和高速泄漏的影响。最后,论述了基于上述影响因素综合作用下的井筒泄漏风险评价方法、盖层泄漏风险评价方法和CO_(2)封存系统泄漏风险综合评价方法,并指出了不同评价方法的优缺点。该研究可为CO_(2)地质封存工程中的选址、选层和泄漏风险评估提供理论支持。

关键词： CO_(2)地质封存 CO_(2)泄漏井筒盖层 CO_(2)腐蚀固井质量

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食品中丙烯酰胺分析方法研究进展

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食品与发酵工业 2009年第6期35卷 140-144页

作者：章银良白明星熊卫东郑州轻工业学院食品与生物工程学院

丙烯酰胺由于其神经毒性及其可能致癌性,引起了各国科学家的对其深入广泛的研究。文中介绍了食品中丙烯酰胺的分析方法及样品前处理方法的研究进展,包括提出了对食品中丙烯酰胺分析方法的新的需求。

关键词：丙烯酰胺前处理分析方法研究现状

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致密油藏不同微观孔隙结构储层CO2驱动用特征及影响因素

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石油学报 2020年第7期41卷 853-864页

作者：黄兴倪军李响薛俊杰柏明星周彤西安石油大学石油工程学院陕西西安710065 陕西延长石油(集团)有限责任公司研究院陕西西安710075 Tulsa大学石油工程系美国俄克拉荷马州74104 东北石油大学石油工程学院黑龙江大庆163318 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院北京10008

致密砂岩储层微观孔隙结构对CO2驱油特征有重大影响。基于铸体薄片分析、扫描电镜、高压压汞和核磁共振测试等实验结果,建立了姬塬油田长8油层组微观孔隙结构分类标准,并选取每种类型储层有代表性的岩心样品开展不同驱替压力下的CO2驱... 详细信息

致密砂岩储层微观孔隙结构对CO2驱油特征有重大影响。基于铸体薄片分析、扫描电镜、高压压汞和核磁共振测试等实验结果,建立了姬塬油田长8油层组微观孔隙结构分类标准,并选取每种类型储层有代表性的岩心样品开展不同驱替压力下的CO2驱油实验,辅以核磁共振T2谱,对3种类型孔隙结构储层在不同驱替压力下大、小孔隙中的原油动用特征进行了研究,详细分析了储层物性、孔隙结构和黏土矿物对CO2驱油效率的影响。结果表明:研究区长8油层组的孔隙结构可以划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类,3种类型孔隙结构对应的储集空间和渗流能力依次下降。Ⅱ类储层CO2混相驱油效率最大,Ⅲ类储层CO2非混相驱油效率最大;不同孔径孔喉中原油的动用特征随驱替压力和储层孔隙结构类型的不同而存在较大差异。CO2非混相驱油效率与岩石渗透率、孔喉半径、分选系数和黏土矿物含量存在较好的相关性,而CO2混相驱油效率的高低与孔隙结构参数和黏土矿物含量有关。Ⅱ类储层作为未来主要挖潜层位更适合开展注CO2驱。

关键词：致密砂岩微观孔隙结构核磁共振 CO2驱驱油效率

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中高渗透砂岩油田优势流场识别与调整

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油气地质与采收率 2017年第1期24卷 100-105页

作者：柏明星张志超梁健巍东北石油大学石油工程学院黑龙江大庆163318 中国石油大庆油田有限责任公司榆树林油田黑龙江大庆151100

对于非均质性较强的中高渗透砂岩油田,由于开发及地质原因,在高含水开发阶段注入水沿天然高渗透条带形成无效循环,导致制定的剩余油挖潜措施实施效果较差。因此,准确识别该阶段的优势流场,对于有效控制优势流场和制定挖潜剩余油措施至... 详细信息

对于非均质性较强的中高渗透砂岩油田,由于开发及地质原因,在高含水开发阶段注入水沿天然高渗透条带形成无效循环,导致制定的剩余油挖潜措施实施效果较差。因此,准确识别该阶段的优势流场,对于有效控制优势流场和制定挖潜剩余油措施至关重要。以高含水开发阶段的双河油田某区块为研究对象,通过模糊综合评判,结合流线数值模拟技术,制定优势流场的判别标准;通过各小层油水井间的流线分布、注采分配因子和注水效率,确定单井组注水井向该井组不同受效井方向的分水量及注水效率。定性、定量判别研究区油水井间优势流场的平面分布规律。自2013年6月现场进行变流线矢量化调整,截至2015年10月,研究区综合含水率下降1.5%,累积增产原油3.15×10~4t,采收率提高1.2%,取得了较好的稳油控水效果。

关键词：流线数值模拟分配因子注水效率模糊综合评判优势流场变流线双河油田

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高含水期砂岩油田优势流场调整研究

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油气藏评价与开发 2017年第4期7卷 27-30页

作者：柏明星张志超东北石油大学石油工程学院黑龙江大庆163318

高含水期油田存在的主要问题为:注水井注入水沿储层渗流阻力小的优势流场区域无效循环,采油井含水率高,储层剩余油零散分布,油田开发初期的配产配注参数对于高含水期已经不再适用。因此,本文以双河油田某高含水期区块为例,通过油藏数值... 详细信息

高含水期油田存在的主要问题为:注水井注入水沿储层渗流阻力小的优势流场区域无效循环,采油井含水率高,储层剩余油零散分布,油田开发初期的配产配注参数对于高含水期已经不再适用。因此,本文以双河油田某高含水期区块为例,通过油藏数值模拟的方法,对该区块高含水期的合理注采参数进行了研究,确定在高含水期该区块最优的注采参数,通过模糊综合评价以及归一化处理方法对该区块进行了基于小层的优势流场模糊综合评价,得出高含水期该区块的流场分布图,确定了优势流场区域。最后通过对存在于优势流场中的注水井封堵无效循环层后,进行注水井以及采油井的注采参数优化调整,数值模型预测5年,该区块采收率累计提高1.59个百分点,累产油增量12.1×10~4t。

关键词：注采参数参数界限高含水优势流场数值模拟

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页岩油藏注CO_(2)驱孔隙动用特征研究

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油气藏评价与开发 2024年第1期14卷 42-47页

作者：张志超柏明星杜思宇东北石油大学提高采收率教育部重点实验室黑龙江大庆163318

CO_(2)在页岩油藏驱油时的孔隙动用特征是评价其应用于提高页岩油藏采收率效果的一项重要指标。因此,开展了超临界CO_(2)驱替页岩岩心室内实验,并以核磁共振(NMR)在线岩心扫描技术为手段对CO_(2)驱页岩油藏的孔隙动用特征和规律进行研... 详细信息

CO_(2)在页岩油藏驱油时的孔隙动用特征是评价其应用于提高页岩油藏采收率效果的一项重要指标。因此,开展了超临界CO_(2)驱替页岩岩心室内实验,并以核磁共振(NMR)在线岩心扫描技术为手段对CO_(2)驱页岩油藏的孔隙动用特征和规律进行研究。结果表明,超临界CO_(2)非混相驱油主要动用页岩中孔隙半径在0.1~3.0µm范围内的油,而此过程中小于0.008µm孔隙半径内的油量反而增加,分析原因主要是CO_(2)在页岩层中通过压差和扩散作用将大孔隙内页岩油带入小孔隙中并发生吸附滞留,在驱替时间5 h后,CO_(2)驱替页岩油采收率达到35.7%,驱油效果较好。

关键词：超临界CO_(2) 页岩油核磁共振孔隙动用特征采收率

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二氧化碳埋存井筒的腐蚀行为影响因素

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腐蚀与防护 2021年第4期42卷 54-57,61页

作者：张志超柏明星陈巧珍东北石油大学大庆163318 大庆师范学院大庆163712

通过室内二氧化碳腐蚀试验研究了二氧化碳存井筒完整性的变化规律。结果表明:二氧化碳腐蚀使井筒水泥环中的纤维状或无定形硅酸盐凝胶(CSH)、Ca(OH)_(2)等碱性矿物溶解,弱凝胶、棒状高孔隙度的CaCO_(3)矿物沉淀,最终导致水泥环的强度和... 详细信息

通过室内二氧化碳腐蚀试验研究了二氧化碳存井筒完整性的变化规律。结果表明:二氧化碳腐蚀使井筒水泥环中的纤维状或无定形硅酸盐凝胶(CSH)、Ca(OH)_(2)等碱性矿物溶解,弱凝胶、棒状高孔隙度的CaCO_(3)矿物沉淀,最终导致水泥环的强度和胶结性能变差,渗透率增加,井筒完整性遭到破坏。且随着二氧化碳温度、分压的增加和腐蚀时间的延长,水泥环的腐蚀加剧,封存井井筒完整性降低。在设计二氧化碳封存井时,应注意在高温、高二氧化碳分压腐蚀井段采用抗腐蚀水泥,防止腐蚀引起井筒密封失效。

关键词：二氧化碳埋存室内试验腐蚀因素井筒完整性

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