油田区地热发电工程基础与应用

图书标准信息

• 作者 李克文；张金川；贾霖
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2023-02
• 版次 31
• ISBN 9787030739872
• 定价 198.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 页数 268页
• 字数 380千字

【内容简介】

本书主要介绍与油田区地热发电工程有关的基础知识及相关的实用技术，包括与热储有关的基本概念，常规地热资源及油田区地热资源的评价方法，油田区地热开发的数值模拟，油田区热储温度的变化规律，提高油田区地热流体温度的原油裂解与亚燃烧技术、地热发电方法与技术，油田区地热发电的优势及地热发电成本与效率分析等。本书内容丰富，既有油田区地热发电工程的基础知识，又有相应的工程知识与先进的中低温地热发电实用技术，包括热伏（半导体温差）发电技术的基本原理与现场先导性应用实例；既有国内外的**进展，又有作者及其团队多年的研究成果。

【作者简介】

:
    李克文，教授、博士生导师。历任美国斯坦福大学能源资源工程系资深研究员、长江大学“楚天学者”特聘教授、中国石油勘探开发研究院开发实验中心主任、北京大学教授，现任中国地质大学（北京）教授。曾任Society of Petroleum Engineers Reservoir Evaluation & Engineering（石油工程领域国际权威杂志）副主编、国际岩心分析家协会技术委员会委员，目前担任国家地热能中心学术委员会委员、International Journal of Petroleum Science and Technology（《国际石油科学与技术》）杂志理事，以及Society of Petroleum Engineers Journal（《美国石油工程师协会杂志》）、Geothermics（《地热学》）、Transport in Porous Media（《多孔介质渗流》）、Journal of Petroleum Science and Engineering（《石油科学与工程杂志》）、Energy and Fuels（《能源和燃料》）等多个国际专业期刊的技术编辑等。公开发表论文100余篇，其中SCI收录论文80篇，专著3本，并拥有10多项专利。2018年获国家能源局软科学研究成果二等奖，2015年获选第二批国土资源科技领军人才，2003年荣获美国石油工程师协会（Society of Petroleum Engineers, SPE）杰出编辑奖，2002年、2005年、2006年、2012年及2013年5次荣获美国地热资源委员会地热国际年会的最佳论文奖，1998年获得国际岩心分析家协会授予的终身会员奖，1995年被评为中国石油天然气总公司跨世纪学科带头人。李克文教授是国际上从事气润湿反转技术提高采收率的学术创始人，建立了基于流体流动规律的产量预测新方法，有关公式以李克文教授的名字命名。李克文教授还提出了开发废弃油井（油田）的油热电联产新理论和新方法。多年来，李克文教授主持过国内外多项重大科研项目，在热储工程、干热岩、地热增强系统、油气田伴生地热工程、中低温地热发电，尤其是热伏发电方面取得了多项突破性的重要成果，是地热工程与油气田开发领域的国际知名专家。

【目录】

前言

章绪论1

第2章地热工程基础及常用基本概念4

2.1简介4

2.2岩石与流体的基本概念4

2.2.1孔隙度4

2.2.2润湿5

2.2.3毛管压力7

2.2.4相对渗透率8

2.2.5双重介质9

2.3热储的基本概念10

2.3.1水热型地热资源10

2.3.2干热型地热资源11

2.3.3增强型地热系统13

2.3.4传导型地热系统13

2.3.5对流型地热系统14

2.3.6地热温标14

2.3.7地表地热显示16

2.3.8地热异常（区）16

2.4小结19

参文献19

第3章主要油田区热储温度的变化规律和地热资源量21

3.1简介21

3.2原始地层（热储）温度的影响因素21

3.2.1地壳厚度22

3.2.2断层与裂缝22

3.2.3基底起伏22

3.2.4盖层23

3.2.5岩浆活动23

3.2.6岩24

3.2.7岩石放24

3.3原始地层温度的预测方法24

3.3.1地热温标法24

3.3.2钻孔测温法25

3.3.3lachenbruch和brewer方法26

3.3.4horner方法及其改进方法27

3.4中国主要油田区储层温度的变化规律与热储特征29

3.4.1华北油田29

3.4.2大庆油田33

3.4.3辽河油田35

3.4.4胜利油田37

3.4.5中国主要盆地的地温梯度40

3.4.6中国主要油田的地热资源42

3.5小结43

参文献43

第4章地热资源评价方法45

4.1前言45

4.2地热资源的计算与评价方法45

4.2.1地热资源量计算47

4.2.2地热水资源计算53

4.2.3地热资源评价方法的优缺点分析55

4.3油田伴生地热资源的计算方法改进56

4.3.1计算方法1（常规地热田标准方法）57

4.3.2计算方法2（油田伴生地热：虑油气水饱和度）57

4.3.3计算方法3（油田伴生地热：虑油气水饱和度及其变化）57

4.3.4地热资源量计算结果及评价58

4.4地热资源评价软件61

4.5小结64

参文献65

第5章地热开发的数值模拟66

5.1简介66

5.2数值模拟基本理论与常用软件66

5.2.1连续介质设66

5.2.2流动方程69

5.2.3热量运移方程及温度场控制方程72

5.2.4常用数值模拟软件75

5.3数值模拟过程与方法76

5.3.1数值模拟过程与步骤76

5.3.2地质概念模型和网格设计77

5.3.3参数赋值79

5.3.4边界配置81

5.3.5数值模拟的一些注意事项81

5.4不需要输入相对渗透率实验数据的数值模拟方法83

5.4.1数值模拟的不确定和存在的问题83

5.4.2利用毛管压力计算相对渗透率的方法83

5.4.3不需要输入相对渗透率实验数据的数值模拟方法及验证85

5.4.4饱和度函数输入方法分析与讨论88

5.5热储数值模拟实例90

5.5.1留北区块油田伴生地热数值模拟的目的和任务90

5.5.2数值模拟方案的设置92

5.5.3生产数据及井温等数据的历史拟合93

5.5.4数值模拟结果95

5.6小结97

参文献97

第6章亚燃烧理论与技术99

6.1简介99

6.2火烧油层提高采收率的基本101

6.2.1火烧油层方法的基本概念101

6.2.2催化裂解的三个反应阶段102

6.2.3催化剂的作用102

6.3亚燃烧的基本103

6.3.1亚燃烧方法的基本概念103

6.3.2亚燃烧的机理103

6.4高压注空气的燃烧实验105

6.4.1高压注空气燃烧实验装置105

6.4.2催化剂对不同原油的催化裂解作用107

6.4.3催化剂和高岭土协同作用下的催化裂解效果109

6.4.4催化剂加入方式的对比实验112

6.5微波辅助加热的亚燃烧实验114

6.5.1微波辅助加热的与优势115

6.5.2微波辅助加热提高原油采收率的研究概况116

6.5.3微波辅助稠油裂解降黏的实验装置与实验步骤118

6.5.4催化剂种类对微波辅助稠油裂解降黏效果的影响119

6.5.5微波辅助稠油裂解降黏的规律与机理123

6.6小结125

参文献126

第7章储层改造技术的理论基础128

7.1简介128

7.2热储岩石力学与水力压裂裂缝扩展129

7.2.1地应力对水力压裂的影响130

7.2.2储层岩石变形对水力压裂裂缝的影响132

7.2.3水力压裂裂缝扩展方式对地热开发的影响135

7.2.4温度对岩石力学质的影响139

7.3热储压裂液141

7.4压裂裂缝单层支撑剂嵌入理论142

7.4.1闭合压力对单侧缝宽减小量的影响143

7.4.2支撑剂直径对单侧缝宽减小量的影响144

7.4.3支撑剂弹模量对单侧缝宽减小量的影响144

7.4.4储层弹模量对单侧缝宽减小量的影响145

7.4.5弹模量差对单侧缝宽减小量的影响146

7.5支撑剂挤压变形理论149

7.6压裂裂缝多层支撑剂嵌入理论151

7.6.1支撑剂嵌入深度理论计算151

7.6.2支撑剂嵌入量实验拟合152

7.7虑支撑剂变形和嵌入的裂缝导流能力理论156

7.7.1裂缝导流能力理论计算156

7.7.2裂缝导流能力实验拟合161

7.8小结164

参文献164

第8章油热电联产理论与方法167

8.1简介167

8.2油热电联产理论168

8.2.1油热电联产的基本概念168

8.2.2油田区开发利用地热的优势169

8.2.3油热电联产的基本理论170

8.2.4原油生产与地热开发的异同171

8.3提高产能的方法与措施171

8.3.1压裂提液方法172

8.3.2压裂提液对产液量的影响174

8.3.3压裂提液对产液温度的影响175

8.4油热电联产技术的产能分析176

8.4.1曙光油田的地质背景177

8.4.2油热电联产的产能计算177

8.4.3油热电联产的产能分析177

8.5油热电联产方法与综合利用179

8.5.1油热电联产流程179

8.5.2油井改造成油热电联产井技术182

8.5.3热能的梯级与综合利用183

8.6油热电联产过程的数值模拟184

8.6.1高压注空气数值模拟的数值模型184

8.6.2井筒换热模型的描述185

8.6.3油热电联产中生产井的模型188

8.6.4油热电联产过程中的温度变化规律190

8.7油热电联产过程中热伏发电的设计与应用197

8.7.1油管结构的改进与热伏发电装置的安装方式198

8.7.2油管外壁热伏发电装置的温度与电压分布200

8.7.3井下换热热伏发电一体化系统的发电功率206

8.8小结207

参文献207

第9章地热发电方法与技术210

9.1简介210

9.1.1概述210

9.1.2地热发电现状211

9.1.3中低温地热发电的可行215

9.2常规地热发电方法与技术216

9.2.1干蒸汽发电216

9.2.2闪蒸发电217

9.2.3双工质发电220

9.2.4全流发电222

9.2.5复合发电223

9.3热伏发电224

9.3.1热伏发电的基本概念224

9.3.2塞贝克效应225

9.3.3佩尔捷效应229

9.3.4汤姆孙效应232

9.3.5热电效应的相互关系：开尔文定律233

9.3.6三种热电效应的应用情况234

9.4热伏发电芯片的结构与数值模拟235

9.4.1热伏发电芯片的结构235

9.4.2芯片的数值模拟236

9.4.3热伏发电芯片的实验测试238

9.4.4数值模拟结果的验证与边界条件的确定239

9.4.5芯片电压、功率的敏感分析240

9.4.6新型热伏发电芯片244

9.5热伏发电系统246

9.5.1热伏发电系统的结构与测试装置246

9.5.2热伏发电系统的实验测试247

9.5.3热伏发电系统的现场应用248

9.6热伏发电技术与其他发电技术的比较251

9.6.1与传统汽轮机发电技术相比，热伏发电技术的优点251

9.6.2与光伏和风力发电技术相比，热伏发电技术的优点252

9.6.3热伏发电技术的缺点252

9.7小结252

参文献253