油田區(qū)地熱發(fā)電工程基礎與應用

目錄
前言
第1章　緒論　1
第2章　地熱工程基礎及常用基本概念　4　
2.1　簡介　4　
2.2　巖石與流體的基本概念　4　
2.2.1　孔隙度　4　
2.2.2　潤濕性　5　
2.2.3　毛管壓力　7　
2.2.4　相對滲透率　8　
2.2.5　雙重介質　9　
2.3　熱儲的基本概念　10　
2.3.1　水熱型地熱資源　10　
2.3.2　干熱型地熱資源　11　
2.3.3　增強型地熱系統(tǒng)　13　
2.3.4　傳導型地熱系統(tǒng)　13　
2.3.5　對流型地熱系統(tǒng)　14　
2.3.6　地熱溫標　14　
2.3.7　地表地熱顯示　16　
2.3.8　地熱異常（區(qū)）　16　
2.4小結　19
參考文獻　19
第3章　主要油田區(qū)熱儲溫度的變化規(guī)律和地熱資源量　21　
3.1　簡介　21　
3.2　原始地層（熱儲）溫度的影響因素　21　
3.2.1　地殼厚度　22　
3.2.2　斷層與裂縫　22　
3.2.3　基底起伏　22　
3.2.4　蓋層　23　
3.2.5　巖漿活動　23　
3.2.6　巖性　24　
3.2.7　巖石放射性　24　
3.3　原始地層溫度的預測方法　24　
3.3.1　地熱溫標法　24　
3.3.2　鉆孔測溫法　25　
3.3.3　Lachenbruch和Brewer方法　26　
3.3.4　Horner方法及其改進方法　27　
3.4　中國主要油田區(qū)儲層溫度的變化規(guī)律與熱儲特征　29　
3.4.1　華北油田　29　
3.4.2　大慶油田　33　
3.4.3　遼河油田　35　
3.4.4　勝利油田　37　
3.4.5　中國主要盆地的地溫梯度　40　
3.4.6　中國主要油田的地熱資源　42　
3.5小結　43
參考文獻　43
第4章　地熱資源評價方法　45　
4.1　前言　45　
4.2　地熱資源的計算與評價方法　45　
4.2.1　地熱資源量計算　47　
4.2.2　地熱水資源計算　53　
4.2.3　地熱資源評價方法的優(yōu)缺點分析　55　
4.3　油田伴生地熱資源的計算方法改進　56　
4.3.1　計算方法1（常規(guī)地熱田標準方法）　57　
4.3.2　計算方法2（油田伴生地熱：考慮油氣水飽和度）　57　
4.3.3　計算方法3（油田伴生地熱：考慮油氣水飽和度及其變化）　57　
4.3.4　地熱資源量計算結果及評價　58　
4.4　地熱資源評價軟件　61　
4.5　小結　64
參考文獻　65
第5章　地熱開發(fā)的數(shù)值模擬　66　
5.1　簡介　66　
5.2　數(shù)值模擬基本理論與常用軟件　66　
5.2.1　連續(xù)介質假設　66　
5.2.2　流動方程　69　
5.2.3　熱量運移方程及溫度場控制方程　72　
5.2.4　常用數(shù)值模擬軟件　75　
5.3　數(shù)值模擬過程與方法　76　
5.3.1　數(shù)值模擬過程與步驟　76　
5.3.2　地質概念模型和網(wǎng)格設計　77　
5.3.3　參數(shù)賦值　79　
5.3.4　邊界配置　81　
5.3.5　數(shù)值模擬的一些注意事項　81　
5.4　不需要輸入相對滲透率實驗數(shù)據(jù)的數(shù)值模擬方法　83　
5.4.1　數(shù)值模擬的不確定性和存在的問題　83　
5.4.2　利用毛管壓力計算相對滲透率的方法　83　
5.4.3　不需要輸入相對滲透率實驗數(shù)據(jù)的數(shù)值模擬方法及驗證　85　
5.4.4　飽和度函數(shù)輸入方法分析與討論　88　
5.5　熱儲數(shù)值模擬實例　90　
5.5.1　留北區(qū)塊油田伴生地熱數(shù)值模擬的目的和任務　90　
5.5.2　數(shù)值模擬方案的設置　92　
5.5.3　生產(chǎn)數(shù)據(jù)及井溫等數(shù)據(jù)的歷史擬合　93　
5.5.4　數(shù)值模擬結果　95　
5.6　小結　97
參考文獻　97
第6章　亞燃燒理論與技術　99　
6.1　簡介　99　
6.2　火燒油層提高采收率的基本原理　101　
6.2.1　火燒油層方法的基本概念　101　
6.2.2　催化裂解的三個反應階段　102　
6.2.3　催化劑的作用　102　
6.3　亞燃燒的基本原理　103　
6.3.1　亞燃燒方法的基本概念　103　
6.3.2　亞燃燒的機理　103　
6.4　高壓注空氣的燃燒實驗　105　
6.4.1　高壓注空氣燃燒實驗裝置　105　
6.4.2　催化劑對不同原油的催化裂解作用　107　
6.4.3　催化劑和高嶺土協(xié)同作用下的催化裂解效果　109　
6.4.4　催化劑加入方式的對比實驗　112　
6.5　微波輔助加熱的亞燃燒實驗　114　
6.5.1　微波輔助加熱的原理與優(yōu)勢　115　
6.5.2　微波輔助加熱提高原油采收率的研究概況　116　
6.5.3　微波輔助稠油裂解降黏的實驗裝置與實驗步驟　118　
6.5.4　催化劑種類對微波輔助稠油裂解降黏效果的影響　119　
6.5.5　微波輔助稠油裂解降黏的規(guī)律與機理　123　
6.6小結　125
參考文獻　126
第7章　儲層改造技術的理論基礎　128　
7.1　簡介　128　
7.2　熱儲巖石力學與水力壓裂裂縫擴展　129　
7.2.1　地應力對水力壓裂的影響　130　
7.2.2　儲層巖石變形對水力壓裂裂縫的影響　132　
7.2.3　水力壓裂裂縫擴展方式對地熱開發(fā)的影響　135　
7.2.4　溫度對巖石力學性質的影響　139　
7.3　熱儲壓裂液　141　
7.4　壓裂裂縫單層支撐劑嵌入理論　142　
7.4.1　閉合壓力對單側縫寬減小量的影響　143　
7.4.2　支撐劑直徑對單側縫寬減小量的影響　144　
7.4.3　支撐劑彈性模量對單側縫寬減小量的影響　144　
7.4.4　儲層彈性模量對單側縫寬減小量的影響　145　
7.4.5　彈性模量差對單側縫寬減小量的影響　146　
7.5　支撐劑擠壓變形理論　149　
7.6　壓裂裂縫多層支撐劑嵌入理論　151　
7.6.1　支撐劑嵌入深度理論計算　151　
7.6.2　支撐劑嵌入量實驗擬合　152　
7.7　考慮支撐劑變形和嵌入的裂縫導流能力理論　156　
7.7.1　裂縫導流能力理論計算　156　
7.7.2　裂縫導流能力實驗擬合　161　
7.8　小結　164
參考文獻　164　
第8章　油熱電聯(lián)產(chǎn)理論與方法　167　
8.1　簡介　167　
8.2　油熱電聯(lián)產(chǎn)理論　168　
8.2.1　油熱電聯(lián)產(chǎn)的基本概念　168　
8.2.2　油田區(qū)開發(fā)利用地熱的優(yōu)勢　169　
8.2.3　油熱電聯(lián)產(chǎn)的基本理論　170　
8.2.4　原油生產(chǎn)與地熱開發(fā)的異同　171　
8.3　提高產(chǎn)能的方法與措施　171　
8.3.1　壓裂提液方法　172　
8.3.2　壓裂提液對產(chǎn)液量的影響　174　
8.3.3　壓裂提液對產(chǎn)液溫度的影響　175　
8.4　油熱電聯(lián)產(chǎn)技術的產(chǎn)能分析　176　
8.4.1　曙光油田的地質背景　177　
8.4.2　油熱電聯(lián)產(chǎn)的產(chǎn)能計算　177　
8.4.3　油熱電聯(lián)產(chǎn)的產(chǎn)能分析　177　
8.5　油熱電聯(lián)產(chǎn)方法與綜合利用　179　
8.5.1　油熱電聯(lián)產(chǎn)流程　179　
8.5.2　油井改造成油熱電聯(lián)產(chǎn)井技術　182　
8.5.3　熱能的梯級與綜合利用　183　
8.6　油熱電聯(lián)產(chǎn)過程的數(shù)值模擬　184　
8.6.1　高壓注空氣數(shù)值模擬的數(shù)值模型　184　
8.6.2　井筒換熱模型的描述　185　
8.6.3　油熱電聯(lián)產(chǎn)中生產(chǎn)井的模型　188　
8.6.4　油熱電聯(lián)產(chǎn)過程中的溫度變化規(guī)律　190　
8.7　油熱電聯(lián)產(chǎn)過程中熱伏發(fā)電的設計與應用　197　
8.7.1　油管結構的改進與熱伏發(fā)電裝置的安裝方式　198　
8.7.2　油管外壁熱伏發(fā)電裝置的溫度與電壓分布　200　
8.7.3　井下?lián)Q熱熱伏發(fā)電一體化系統(tǒng)的發(fā)電功率　206　
8.8　小結　207
參考文獻　207
第9章　地熱發(fā)電方法與技術　210　
9.1　簡介　210　
9.1.1　概述　210　
9.1.2　地熱發(fā)電現(xiàn)狀　211　
9.1.3　中低溫地熱發(fā)電的可行性　215　
9.2　常規(guī)地熱發(fā)電方法與技術　216　
9.2.1　干蒸汽發(fā)電　216　
9.2.2　閃蒸發(fā)電　217　
9.2.3　雙工質發(fā)電　220　
9.2.4　全流發(fā)電　222　
9.2.5　復合發(fā)電　223　
9.3　熱伏發(fā)電原理　224　
9.3.1　熱伏發(fā)電的基本概念　224　
9.3.2　塞貝克效應　225　
9.3.3　佩爾捷效應　229　
9.3.4　湯姆孫效應　232　
9.3.5　熱電效應的相互關系：開爾文定律　233　
9.3.6　三種熱電效應的應用情況　234　
9.4　熱伏發(fā)電芯片的結構與數(shù)值模擬　235　
9.4.1　熱伏發(fā)電芯片的結構　235　
9.4.2　芯片的數(shù)值模擬　236　
9.4.3　熱伏發(fā)電芯片的實驗測試　238　
9.4.4　數(shù)值模擬結果的驗證與邊界條件的確定　239　
9.4.5　芯片電壓、功率的敏感性分析　240　
9.4.6　新型熱伏發(fā)電芯片　244　
9.5　熱伏發(fā)電系統(tǒng)　246　
9.5.1　熱伏發(fā)電系統(tǒng)的結構與測試裝置　246　
9.5.2　熱伏發(fā)電系統(tǒng)的實驗測試　247　
9.5.3　熱伏發(fā)電系統(tǒng)的現(xiàn)場應用　248　
9.6　熱伏發(fā)電技術與其他發(fā)電技術的比較　251　
9.6.1　與傳統(tǒng)汽輪機發(fā)電技術相比，熱伏發(fā)電技術的優(yōu)點　251　
9.6.2　與光伏和風力發(fā)電技術相比，熱伏發(fā)電技術的優(yōu)點　252　
9.6.3　熱伏發(fā)電技術的缺點　252　
9.7　小結　252
參考文獻　253