生物研究生開(kāi)題報(bào)告
在即將到來(lái)的畢業(yè)季中，有很多生物研究生還不太會(huì)寫(xiě)畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告，眾所周知，微生物通常具有極其高效的生物化學(xué)轉(zhuǎn)化能力。今天我們就以微生物驅(qū)油數(shù)值模擬為范文，給各位即將畢業(yè)的生物研究學(xué)生們。
課題名稱：微生物驅(qū)油數(shù)值模擬研究與應(yīng)用
1、選題意義和背景
根據(jù)預(yù)測(cè)，21世紀(jì)原油需求總量為2500-2600億噸，按照現(xiàn)有油藏開(kāi)發(fā)技術(shù)和措施年均僅能提供380億噸。因此，要滿足需求總量，必須將采收率提高到65%-70%,即現(xiàn)有水平的2倍。提高原油和天然氣產(chǎn)量的途徑主要是增加地質(zhì)儲(chǔ)量和應(yīng)用高效生產(chǎn)技術(shù)，而后者的作用越來(lái)越重要。目前，石油天然氣工業(yè)面對(duì)的最重要的挑戰(zhàn)之一就是提高采收率。在過(guò)去的20年里，采收率提高了10%,但這主要?dú)w功于油藏工程，提高采收率方法的貢獻(xiàn)很小。由于較低的波及系數(shù)和洗油效率，油藏中有2/3的地質(zhì)儲(chǔ)量不能采出。波及系數(shù)可以通過(guò)油藏工程和化學(xué)工程的方法得到提高，洗油效率則只能依靠化學(xué)工程。按采收率達(dá)到64%-66%的目標(biāo)，現(xiàn)有技術(shù)可將采收率提高20%達(dá)到48%,剩余16%要依賴于化學(xué)提高采收率方法的應(yīng)用。近些年來(lái)，隨著新開(kāi)發(fā)區(qū)塊的減少以及大量高產(chǎn)油田的減產(chǎn)，提高原油采收率技術(shù)（IOR）正在世界范圍內(nèi)不斷得到推廣和應(yīng)用。微生物提高采收率技術(shù)就是一種主要利用化學(xué)原理提高波及系數(shù)和洗油效率的提高采收率技術(shù)，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和礦場(chǎng)試驗(yàn)表明，這是一種具有潛在經(jīng)濟(jì)效益的方法，特別對(duì)枯竭的生產(chǎn)井更是如此。在美國(guó)，枯竭井（指產(chǎn)油速度少于10 bbl / d的井）的產(chǎn)量占總采油量的將近50% ;我國(guó)的一些大油田近些年來(lái)相繼進(jìn)入高含水后期，所以需要一種低成本的提高采收率方法（I CFA.微生物提高采收率方法尤其適合應(yīng)用于今天這種經(jīng)濟(jì)環(huán)境。有足夠的資料證明了利用微生物技術(shù)增加原油生產(chǎn)的可行性和靈活性。在世界各地，己經(jīng)有大量的生產(chǎn)井和油田己經(jīng)用微生物配方進(jìn)行了處理。
2、論文綜述/研究基礎(chǔ)
我國(guó)的石油微生物學(xué)始于1955年，開(kāi)始研究細(xì)菌勘探；20世紀(jì)60年代研究了油田微生物的生態(tài)學(xué)和生理學(xué)，參加的單位有中國(guó)科學(xué)院、石油部、地質(zhì)部及一些大專院校，并取得了豐碩的成果。近幾年來(lái)，國(guó)外（主要是美國(guó)）在這方面己有成熟的技術(shù)，并開(kāi)始向我國(guó)市場(chǎng)滲透，這在一定程度上促進(jìn)了我國(guó)這方面研究的發(fā)展。我國(guó)吉林油田和中國(guó)科學(xué)院微生物研究所協(xié)作研究了一項(xiàng)微生物吞吐技術(shù)，有較好的增油效果，但在注入微生物的同時(shí)需要注入大量的營(yíng)養(yǎng)液，這相對(duì)提高了原油開(kāi)采的`成本。大慶油田在“七五”國(guó)家科技攻關(guān)成果簡(jiǎn)介中，介紹了利用微生物地下發(fā)酵的研究成果。利用微生物地下發(fā)酵提高原油采收率是當(dāng)前引起石油界廣泛重視的一種生物技術(shù)。大慶石油管理局和中科院微生物所在國(guó)內(nèi)首先開(kāi)創(chuàng)了將細(xì)菌直接注入地下提高采收率的室內(nèi)評(píng)價(jià)方法，大慶石油管理局利用混合菌種進(jìn)行了創(chuàng)造性的放大發(fā)酵工藝、注入工藝及礦場(chǎng)試驗(yàn)研究。據(jù)中國(guó)石油報(bào)1995年5月19日?qǐng)?bào)道，油田專用微生物工廠在徐州建成（投放1噸微生物可增產(chǎn)原油400噸）。它由華東輸油管理局和美國(guó)邁克爾？白克微生物公司合資興建，采用美國(guó)的技術(shù)設(shè)備，按美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)油田專用微生物，年產(chǎn)微生物7萬(wàn)加侖。大大促進(jìn)了國(guó)內(nèi)微生物提高采收率研究的進(jìn)展。
3、參考文獻(xiàn)
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4、論文提綱
第 1 章 緒論
1.1 微生物提高采收率研究概況
1.1.1 微生物提高采收率的起源
1.1.2 微生物提高采收率研究新進(jìn)展
1.1.3 微生物提高采收率的優(yōu)勢(shì)和局限性
1.2 微生物提高采收率的機(jī)理和應(yīng)用
1.2.1 提高采收率微生物的特點(diǎn)
1.2.2 微生物提高采收率作用機(jī)理
1.2.3 微生物提高采收率的應(yīng)用
1.3 微生物提高采收率數(shù)值模擬
1.3.1 微生物提高采收率數(shù)值模擬的主要內(nèi)容
1.3.2 微生物提高采收率數(shù)值模擬的步驟
1.3.3 微生物提高采收率數(shù)值模擬發(fā)展概況
1.4 本文的研究思路及主要工作
第 2 章 微生物驅(qū)油的數(shù)學(xué)模型
2.1 假設(shè)條件
2.2 微生物驅(qū)油組分運(yùn)移方程
2.3 微生物新陳代謝動(dòng)力學(xué)方程
2.4 微生物菌體在巖石表面的吸附 .
2.5 滲透率降低模型
2.6 黑油模型
2.7 微生物激活地層原油模型
2.7.1 界面張力
2.7.2 殘余油飽和度
2.7.3 毛管壓力
2.7.4 相對(duì)滲透率
2.7.5 含聚合物時(shí)液相的黏度
第 3 章 微生物驅(qū)油的數(shù)值模型
3.1 網(wǎng)格系統(tǒng)
3.2 壓力方程的離散近似形式
3.3 組分方程的離散形式
3.4 井點(diǎn)的處理
3.4.1 定產(chǎn)油速度
3.4.2 定產(chǎn)液速度
3.4.3 定水或氣注入速度
3.4.4 定生產(chǎn)井井底流壓
3.4.5 定注水井井底流壓
3.4.6 隱式壓力的限制
3.5 選擇時(shí)間步長(zhǎng)
3.6 矢量化
3.7 計(jì)算步驟
3.8 黑油模型的有限差分格式
3.9 組分傳輸方程的有限差分格式
第 4 章 微生物驅(qū)油數(shù)值模擬應(yīng)用
4.1 模擬軟件基本介紹
4.1.1 主要特點(diǎn)及功能
4.1.2 模擬軟件的輸入輸出數(shù)據(jù)
4.1.3 程序流程圖
4.2 模擬油藏試驗(yàn)區(qū)概況
4.3 模擬油藏的環(huán)境與菌液的配伍性評(píng)價(jià)
4.3.1 Bs 生物表活劑菌液性能
4.3.2 Bp 生物聚合物菌液性能
4.3.3 生物表面活性劑二元體系驅(qū)油實(shí)驗(yàn)
4.4 歷史擬合
4.5 微生物驅(qū)油方案數(shù)值模擬結(jié)果
4.6 微生物驅(qū)油注入方案的確定
4.7 礦場(chǎng)微生物驅(qū)油試驗(yàn)結(jié)果及其分析
4.7.1 試驗(yàn)效果評(píng)價(jià)
4.7.2 幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)
5、論文的理論依據(jù)、研究方法、研究?jī)?nèi)容
微生物提高采收率是一項(xiàng)具有很大應(yīng)用前景的提高采收率技術(shù)。其中，微生物驅(qū)油技術(shù)由于能處理更大范圍的地層，因而具有很好的增油效果，能較大幅度地提高原油采收率。本研究屬于油氣田開(kāi)發(fā)工程的提高采收率領(lǐng)域。核心內(nèi)容為利用油藏?cái)?shù)值模擬方法研究微生物驅(qū)油動(dòng)態(tài)過(guò)程，闡述微生物驅(qū)油的原理。通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，對(duì)微生物菌種與油層環(huán)境的配伍性進(jìn)行研究，利用選擇的數(shù)值模擬軟件進(jìn)行方案優(yōu)化，為微生物驅(qū)油技術(shù)的礦產(chǎn)應(yīng)用及推廣提供依據(jù)，并且驗(yàn)證選用的數(shù)值模擬軟件的計(jì)算能力和準(zhǔn)確性。通過(guò)對(duì)微生物驅(qū)油數(shù)學(xué)模型的研究，詳細(xì)分析微生物驅(qū)油過(guò)程所發(fā)生的物理、化學(xué)和生物的作用，從而深入理解微生物提高原油采收率的機(jī)理。因此，本文將開(kāi)展如下的工作：
（1） 建立模擬計(jì)算油藏的地質(zhì)模型，詳細(xì)描述油藏靜態(tài)地質(zhì)特征，包括地層構(gòu)造、沉積相、儲(chǔ)層、油藏類型，油層厚度等，為選用實(shí)驗(yàn)菌種培養(yǎng)物和數(shù)學(xué)模型提供依據(jù)；
（2） 根據(jù)模擬油藏的環(huán)境選擇提高采收率菌種，在室內(nèi)開(kāi)展微生物菌種與油藏環(huán)境的配伍性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，優(yōu)選出能適應(yīng)油藏環(huán)境的、能最大幅度提高采收率的菌種，這一步是關(guān)鍵；
（3） 根據(jù)所用菌種的特點(diǎn)和模擬油藏的條件，選擇合適的數(shù)學(xué)模型，也就是要選擇已建立的描述油藏滲流的偏微分方程組、相應(yīng)的輔助方程、初始條件和邊界條件；
（4） 利用選用的模擬軟件，進(jìn)行方案優(yōu)選；
（5） 根據(jù)礦產(chǎn)試驗(yàn)的結(jié)果，分析微生物提高原油采收率的效果，檢驗(yàn)所用微生物菌種在實(shí)際油藏中的適應(yīng)能力和提高采收率的能力，驗(yàn)證選用的數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性。確定微生物驅(qū)油技術(shù)推廣的可行性。
6、研究條件和可能存在的問(wèn)題
1、試驗(yàn)區(qū)各井連通狀況存在差異，驅(qū)油效果明顯不同。與注入井主吸水連通好的油井效果明顯，中心井和2口基礎(chǔ)面積井油層發(fā)育較好，與周圍注入井有2個(gè)以上連通方向，并且與注入井主吸水層連通厚度大，比例高，注微生物后見(jiàn)效早，綜合含水下降幅度大，日增油高達(dá)14t,綜合含水下降9. 8個(gè)百分點(diǎn)，目前仍保持微生物效果。而試驗(yàn)區(qū)連通狀況較差的井見(jiàn)效滯后，4口角井油層發(fā)育較差、單向連通、與周圍注入井主吸水層連通厚度小，注入微生物第二段塞后開(kāi)始見(jiàn)效，含水下降幅度小，下降4個(gè)百分點(diǎn)，日增油3t .以上數(shù)據(jù)說(shuō)明在油層連通情況下，微生物驅(qū)改善水驅(qū)效果技術(shù)可行，因此，若今后再開(kāi)展微生物驅(qū)油試驗(yàn)，應(yīng)選擇連通狀況較好的井。
2、根據(jù)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，影響到微生物驅(qū)油效果評(píng)價(jià)，下一步研究微生物注入濃度、段塞用量大小、交替注入次數(shù)及間隔周期的優(yōu)化，以提高驅(qū)油效果。同時(shí)研究調(diào)剖與微生物菌液驅(qū)油的聯(lián)作技術(shù)，可有效的調(diào)整注入剖面，擴(kuò)大波及體積，提高微生物驅(qū)油效率。
7、預(yù)期的結(jié)果
1、微生物驅(qū)油技術(shù)能處理大面積的地層，增油效果顯著，這是微生物采油技術(shù)發(fā)展的主要方向，能較大幅度地提高采收率。
2、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，所選微生物與油藏環(huán)境具有良好的配伍性，能有效激活水驅(qū)后的滯留油。
3、選擇的包括組分運(yùn)移方程、黑油模型、微生物動(dòng)力學(xué)方程、滲透率降低模型和激活滯留油模型的三維三相多組分流動(dòng)數(shù)學(xué)模型能比較全面地描述微生物在多孔介質(zhì)中發(fā)生物理、化學(xué)和生物反應(yīng)。
4、礦場(chǎng)試驗(yàn)表明，所選微生物在模擬油藏中具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，使試驗(yàn)區(qū)降水增油幅度較大，試驗(yàn)效果較好，可進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用范圍。
5、所選數(shù)值模擬軟件具有較強(qiáng)的計(jì)算能力和較高的準(zhǔn)確性，能有效指導(dǎo)礦場(chǎng)試驗(yàn)。
8、論文寫(xiě)作進(jìn)度安排
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