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Coupled tripartite investigation of breaker fluid invasion and impact on hydrocarbon recovery in sandstone reservoirs

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Petroleum Research 2023年第3期8卷 338-349页

作者： Stella I.Eyitayo Kazeem A.Lawal marshall C.Watson Oladoyin Kolawole Ibrahim Abdullahi Asekhame U.Yadua oluchukwu m.okoh Saka matemilola Tunde Alabi Bob L.Herd Department of Petroleum Engineering Texas Tech University807 Boston AveLubbockTX79409USA FIRST Exploration and Petroleum Development Company(FIRST E&P) Nigeria John A.Reif Jr.Department of Civil and Environmental EngineeringNew Jersey Institute of TechnologyNewarkNJ07102USA Nigerian Petroleum Development Company(NPDC) Nigeria

Breaker fluids are designed to dissolve filter cakes by breaking their long-chain molecules,thereby removing solid deposits on the wellbore *** breaker fluids are not intended to infiltrate the hydrocarbon reservoir,they can invade and cause formation damage by altering sandstone reservoirs'wettability and relative *** can lead to a reduction in the overall reservoir *** study coupled tripartite methods to investigate the potential impact of breaker invasion and transport in hydrocarbon reservoirs and its multiscale effect on the performances of sandstone *** utilized experimental,analytical,and numerical methods to assess and predict the susceptibility of reservoirs to breaker fluid invasion and *** experimental and empirical investigations considered varying breaker fluid formulations to evaluate the effects of breaker fluid concentration,formation temperature,and solution gas-oil ratio(GOR)on residual-oil saturation(ROS)and oil-water relative *** adopting the ROS and relative permeability associated with the 50%v/v breaker fluid mixture,the performance of the hydrocarbon reservoir was numerically simulated under the limiting scenarios of no-invasion,moderate-invasion,and deep-invasion of breaker *** results indicate a positive correlation between breaker fluid concentration and ROS,highlighting the risks that breaker fluid invasion and deep infiltration pose to hydrocarbon ***,results show that both live-oil condition(LOC)and dead-oil condition(DOC)reservoirs are susceptible to the detrimental impacts of breaker fluid infiltration,while their invasion can reduce hydrocarbon recovery in both LOC(-6%)and DOC(-28%).The multi-scale effects on reservoir performance are more pronounced at near-wellbore and DOC than at far-field and *** from this work provide valuable insights into the complexity of breaker-fluid invasion in sandstone reservoirs and the mitigation of as

关键词： Breaker fluid Fluid invasion Formation damage Fluid transport Near-wellbore alteration

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基于相变材料的光伏板温度场特性模拟研究

基于相变材料的光伏板温度场特性模拟研究

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作者： Orauno Rejoice oluchukwu 哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

能源是人类生产生活的基础。多年来,化石燃料服务并满足了人类对能源的大部分需求,但是化石燃料的使用对环境造成了巨大的破坏,例如全球变暖和南北极冰川的融化。因此,太阳能利用技术广泛的应用在诸如光伏发电等众多领域。本文利用数值... 详细信息

能源是人类生产生活的基础。多年来,化石燃料服务并满足了人类对能源的大部分需求,但是化石燃料的使用对环境造成了巨大的破坏,例如全球变暖和南北极冰川的融化。因此,太阳能利用技术广泛的应用在诸如光伏发电等众多领域。本文利用数值模拟技术研究了在不同倾角下及不同保护层厚度下相变材料冷却太阳能光伏板的温度场特性。采用瞬态模拟方法对太阳能光伏板冷却过程中的传热过程进行了分析。同时,通过捕捉液相组分的轮廓,研究了相变材料的熔化过程。首先构建相同长度和宽度(500 mm×500 mm)的光伏板的三维几何模型。在本文的研究中,三维几何模型表示冷却流体的体积(流体域),流体域的高度为0.1 m。构建500 mm×500 mm具有光伏板电池层性质的光伏板外表面。采用空气作为工质对模型进行了验证。模型验证之后,采用相变材料和水作为冷却介质进行模拟。边界条件设置如下:在308 K时,进气速度为0.5 m/s,湍流强度为0.055%,水力直径为0.166 m。采用太阳射线追踪法研究保护层的厚度变化。研究发现,当保护层厚度增加到9 mm时,冷却效果有所增强,但与小厚度情况相近。然而,当保护层厚度增加到15mm时,有助于保护单元免受外部热量的影响,但单元内部的热量难以散出,导致温度升高。基于相变材料在不同太阳通量下进行瞬态模拟,研究发现增加太阳通量会增加光伏板温度,从而降低散热效率。而使用液态水工质,并没有提高散热效率,反而影响了散热效率。例如,在相同的边界条件和1000 W/m的太阳通量下,使用相变材料比使用水冷却时的效率提高了0.08%。在1000 W/m和相同的边界条件下,光伏板的散热效率是14.31%,水质量流量为0.2 kg/s,而当水不流动的时候,光伏板的散热效率是13.53%。使用相变材料时,光伏板的散热效率是13.61%。研究发现,增加水的质量流量可以提高光伏的性能,但它增加了系统的复杂性,增加了初始和运行成本。同时,本文探讨了改进后的太阳能电池板结构,以调节太阳能电池板的性能。将1、2翅片的两种结构与之前构建的结构进行比较,得出了最佳结构。

关键词：太阳能光伏冷却相变材料

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