摘要：中国油页岩资源储量巨大,地下原位转化是实现油页岩资源清洁高效利用的重要途径,其中,局部化学反应法原位转化技术(TSA法)具有能量投入低、加热速度快和采收率高的特点。近年来,通过建立TSA法基础理论和关键技术体系,设计了工艺实施方案,并通过松辽盆地先导试验工程验证了技术可行性。通过系统梳理总结围绕TSA法的研究成果,包括TSA法触发和裂解机理、室内物理模拟、关键技术研发以及松辽盆地先导试验,综合讨论了TSA法工业化优势和所面临的主要技术难题,包括高温高压条件储层渗流能力损伤、群井工艺调控策略、水力压裂缝网局限性、地面和井下关键装备的长期可靠性、原位催化提质增效方法以及开采全过程安全问题,并针对性提出了未来发展建议与攻关方向。结合TSA法工艺特征、中国"碳达峰,碳中和"战略布局和地热能源发展趋势,提出了基于TSA法的油页岩资源原位油气转化-余热利用-CO_(2)地质封存的地质—工程一体化开发创新体系,这一研究结论可进一步促进油页岩资源清洁高效综合开发利用。

摘要：我国富油煤资源丰富,采用地下原位热解“取油留碳”是富油煤资源绿色高效开发的主要趋势。富油煤地下原位热解开采尚处于技术研发阶段,需要围绕富油煤原位开发的关键技术开展攻关。地下体系封闭是保障富油煤原位热解开采能量高效利用和生态环保的关键技术之一,亟需研发并构建适于富油煤原位热解开发特点的地下体系封闭技术。根据目前地下体系封闭技术研究与应用现状,系统梳理总结了地下冻结、注浆帷幕、气驱止水、泡沫止水等各类地下体系封闭技术原理与优缺点,深入分析了各类技术的地层适应性。结合富油煤层埋深、层厚、区域构造等地质特点,以及热解开发工艺和规模,讨论了不同体系封闭技术在富油煤热解开发中的适用性。探讨了体系封闭技术研发的发展趋势,即创新现有技术原理、发展复合封闭技术。针对地下体系封闭技术的工程实施,围绕开发前精细设计、开发中严密监测和开发后安全恢复,提出了包括地下体系封闭设计-监测-修复和环境恢复的系统方法。通过整合富油煤原位热解、地下体系封闭、产物驱采、CO_(2)地质封存等关键技术,提出了富油煤地下原位热解开发及CO_(2)地质封存一体化技术构想,为我国富油煤地下原位热解开采技术研发与工业化应用提供参考。

摘要：松辽盆地北部青山口组一段地层页岩油资源丰富,但页岩油储层改造技术不成熟,常规体积压裂技术难度大、费用高,存在有油无法采的问题。本研究根据固体绝缘材料高压放电原理,创新设计了页岩油储层高压—高频电法改造实验,经室内实验证实,页岩油储层可以很快被8kV高压电击穿,再通入常压、2kHz高频电加热,页岩油储层在较短时间内即产出页岩油气。依据实验测量参数及产出页岩油分析化验结果,利用有限元法建立了储层改造热力学模型,反演了高压击穿后页岩油储层高频加热技术工艺过程,总结出了高压—高频电法页岩油储层改造的增产增效机理。本研究技术具有工艺流程简易实用,井内附属设备简单,加热能量效率高,持续性强,作用范围广,对页岩油储层深度、厚度适应性强的特点,为陆相页岩油储层改造提供了一种新的解决方案。

摘要：设计了一种适用于油气检测的小型仿生电子鼻系统。通过分析狗鼻腔鼻流道内部的结构特征及流场分布情况,提出了模拟狗鼻腔的仿生电子鼻腔室,解决油气检测装置尺寸臃肿、操作不灵活等问题。使用3D打印腔室样件进行烃类混合气体检测对比试验,采用十折交叉验证法比较随机森林、朴素贝叶斯、极限学习机和支持向量机算法识别效果。结果表明,优化检测腔室后的电子鼻系统灵敏度较普通腔室电子鼻系统有明显提高,识别率提高5.5%,构建的三维仿真腔室CFD分析结果也验证了本文仿生腔室的有效性。

摘要：为了研究油页岩的地下原位开采技术,设计施工了FK-1井。该井地处吉林省松原市扶余县,完钻井深500m,完钻层为嫩江组地层。该井设计施工中主要需克服大口径钻井的保直钻进、软塑性地层的裸眼钻进、水敏性地层中钻井液的应用、泥页岩层中发生钻头泥包现象及原位开采井的特殊成井、固井等问题。通过对钻井设备的优选,钻井液性能和井身结构的相应优化,钻头和钻具组合的选择等措施来解决钻井过程中的施工难题。设计结果在施工过程中进行了应用,施工效果良好,缩短了钻井时间,减少了钻井投入,解决了施工难题,为同类钻井的施工提供了借鉴和指导依据。

摘要：为分析白城市浅层地下水氟含量的分布特征和富集机理,采用Piper三线图、Kringing插值、Pearson分析、氯碱指数、Gibbs图等方法讨论了研究区F-分布规律和富集机理。结果表明,长石类矿物的溶解为F-富集提供了碱性环境。研究区F-浓度由外部向内部增大,其对应的主要水化学类型由HCO3-Ca·Na型过渡至HCO3-Na型。地下水化学成分的形成作用成为制约地下水氟富集的重要因素。方解石的沉淀和石膏的溶解影响着萤石的溶解与沉淀,蒸发浓缩作用和离子交换作用为最终高氟地下水中阳离子是Na+提供了依据。

摘要：钻孔水力开采技术具有建矿周期短、环保、采矿费用低、工作深度大等优势,在我国贫矿、深部矿等资源的开发利用方面,有广阔的应用前景。本文总结了传统水力开采钻具的工作特点,分析了固定式喷嘴对开采效率的影响,介绍了本课题组的研究成果,并在此基础上研制了具有自主知识产权的基于蜗轮蜗杆伸缩方式的钻孔水力开采钻具,该钻具实现了水力喷射装置的伸缩运动,实现了靶距的可控调节,从而增加了单孔采矿区域,提高了开采效率。

摘要：油页岩地下原位转化技术的关键是要把油页岩加热至高温裂解状态,采用井中直接加热的方式可实现对油页岩地层的直接加热,能量利用率最高,热损失最小,已经成为油页岩原位转化的主要加热方式。本文研究了一种新型的井下螺旋折流板式加热器,其传热通道呈螺旋形连续分布,能有效地增加气体和加热管的接触时间,可显著提高加热管表面的传热系数。本文重点研究螺旋折流板式井中加热器的表面传热特性,通过数值模拟及理论推导,综合分析了螺旋折流板的螺距和气体的质量流量对加热管表面传热系数的影响规律,得出了折流板螺距越小或气体质量流量越大加热管表面传热系数越高的结论,并求出了加热管表面传热系数随螺距和气体质量流量变化的拟合方程,为螺旋折流板加热器的后续设计提供了理论支撑。