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煤矿矿井水水质形成及演化的水动力场-水化学场-微生物场耦合作用与数值模拟
1
作者 孙亚军 熊小锋 +4 位作者 陈歌 徐智敏 张莉 赵先鸣 DMYTRO Rudakov 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期941-957,共17页
煤矿矿井水的水质形成与演化过程机理复杂,受水动力场、水化学场和微生物场等多场作用影响显著。深入研究并揭示煤矿矿井水水质形成机理与演化趋势、阐明采空区封闭后矿井水的多场耦合作用机制是矿井水污染防控与修复的理论基础。以鄂... 煤矿矿井水的水质形成与演化过程机理复杂,受水动力场、水化学场和微生物场等多场作用影响显著。深入研究并揭示煤矿矿井水水质形成机理与演化趋势、阐明采空区封闭后矿井水的多场耦合作用机制是矿井水污染防控与修复的理论基础。以鄂尔多斯盆地某煤矿采空区为水文地质原型,在前期研究的基础上,进一步建立了煤矿采空区积水水位回升、蓄满后水动力-水化学-微生物场(HCB)多场耦合室内相似模拟和数值模型。采空区水动力场研究结果表明基质-裂隙双孔隙模型能有效模拟采空区水位回升过程,模拟误差为9.9%,其模拟精度远高于理论预测和单孔隙模型。水化学场模拟结果与试验较为吻合,SO_(4)^(2-)、HCO_(3)-和p H模拟相对误差分别为3.0%、21.0%和6.2%,模拟结果较为可靠。模拟结果显示采空区蓄水过程中水岩反应和微生物作用不明显;而蓄满后水动力几乎停滞,但水化学场和微生物场较为活跃,2号煤和3号煤层中黄铁矿的氧化反应使得SO_(4)^(2-)质量浓度提升约24.6%;后期采空区水环境演化为弱酸性、厌氧还原条件,微生物降解作用凸显,将SO_(4)^(2-)有一定的“自净”能力。通过调整微生物代谢速率常数,可将SO_(4)^(2-)降解比例提高到61.6%。实际工程场景中可通过补充碳源、人工建立密闭厌氧环境等强化手段实现这一目标。将多场耦合室内试验和数值模拟技术拓展到煤矿采空区积水水质形成与演化规律研究,研究结论可为煤矿区矿井水污染防治提供指导。 展开更多
关键词 矿井水水质 水动力场 水化学场 微生物场 多场耦合
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本源微生物驱油渗流场—微生物场耦合数学模型 被引量：9
2
作者 修建龙 俞理 郭英 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期989-992,997,共5页
通过对本源微生物驱油机理的研究,从好氧、厌氧两步激活理论出发,建立了一个全新的本源微生物驱油渗流场—微生物场耦合的数学模型,并给出了数值模型的求解思路。在该模型中,微生物作用下的渗流方程是时间和空间的函数,阐述了微生物本身... 通过对本源微生物驱油机理的研究,从好氧、厌氧两步激活理论出发,建立了一个全新的本源微生物驱油渗流场—微生物场耦合的数学模型,并给出了数值模型的求解思路。在该模型中,微生物作用下的渗流方程是时间和空间的函数,阐述了微生物本身及3类主要代谢产物(表面活性剂、聚合物及气体)对物性参数的作用与影响,同时渗流方程也体现了微生物采油的主要作用机理。微生物方程以网格内的物质均匀分布为基本假设,阐述了由于流体流动造成的物质分布的变化规律和微生物群落间的级联代谢过程。该模型为本源微生物驱油数值模拟软件的研发提供了理论依据。 展开更多
关键词 本源微生物 渗流场 微生物场 耦合 数学模型
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微生物场在微生物采油中的初步研究
3
作者 纪海玲 《特种油气藏》 CAS CSCD 2003年第B09期112-113,共2页
针对微生物单井吞吐成功率不高、一些井单轮吞吐效果不明显的状况,根据微生物生长特性,提出通过微生物场的概念来改善吞吐效果、提高投入产出比,从而提高微生物采油在现场应用的广泛性。
关键词 微生物场 微生物采油 原油 采收率 多轮吞吐 菌种
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有机污染土壤-地下水系统中的微生物场及多场耦合研究 被引量：5
4
作者 熊贵耀 吴吉春 +3 位作者 杨蕴 祝晓彬 刘梦雯 宋亚霖 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期189-199,共11页
了解污染场地中微生物群落对有机污染物迁移转化的影响是高效修复治理有机污染场地的基础。自然界中的微生物以“场”的形式通过与水动力场、温度场、化学场等耦合作用,发挥其在维护生态稳定性及物质循环过程中的功能。微生物与有机物... 了解污染场地中微生物群落对有机污染物迁移转化的影响是高效修复治理有机污染场地的基础。自然界中的微生物以“场”的形式通过与水动力场、温度场、化学场等耦合作用,发挥其在维护生态稳定性及物质循环过程中的功能。微生物与有机物关联研究的文献计量分析结果显示,近年来关于微生物和有机物的研究主要集中在微生物群落结构、有机物的生物降解及有机物的迁移转化3个方面及一系列的关联研究中,而关于将微生物以“场”的形式定量刻画微生物在物质循环转化和维持生态稳定性方面作用的研究几乎没有。为此,本文通过研究给出了微生物场的定义,提出了有机污染场地中的微生物场概念模型和数学模型,分析了微生物场的主要影响因素及影响机制,构建了微生物场与水动力场、温度场、化学场之间耦合的本构模型。最后,对微生物场下一步的研究提出了展望。 展开更多
关键词 微生物场 场地污染 有机污染物迁移转化 多场耦合
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油藏目标优势菌群微生物场提高采收率技术 被引量：1
5
作者 宋社民 任付平 +3 位作者 游靖 余吉良 谷溢 巩红雨 《石油钻采工艺》 CAS 北大核心 2019年第2期259-264,共6页
为了提高微生物采油效果,在微生物驱过程中引入化学驱和水驱调整工艺,并通过在油藏建立目标优势菌群微生物场提高原油采收率。以宝力格油田为例,通过目标优势菌群筛选及建立高效地面发酵工艺等技术措施,使注入液菌浓由10^6个/mL提高到1... 为了提高微生物采油效果,在微生物驱过程中引入化学驱和水驱调整工艺,并通过在油藏建立目标优势菌群微生物场提高原油采收率。以宝力格油田为例,通过目标优势菌群筛选及建立高效地面发酵工艺等技术措施,使注入液菌浓由10^6个/mL提高到10^8个/mL,注入液表面张力降低18.6%。同时研究了铬体系可动凝胶材料、胶体与微生物的相互影响,配套开展深部调驱、分注和分层改造等扩大波及体积措施。宝力格油田巴19和巴38断块试验区通过3年实施,油藏内部已经建立了目标菌群微生物场,采收率在2012年的基础上分别提高6.77和6.1个百分点,综合含水较水驱下降3.46个百分点到6.91个百分点,采出液菌浓由10^5个/mL增加到10^6个/mL,表面张力降低10.7%。通过油藏目标优势菌群微生物场提高采收率技术研究,为微生物采油技术的规模化实施提供可借鉴的技术理论。 展开更多
关键词 微生物采油 油藏 优势菌群 微生物场 采收率
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宝力格油田巴19断块微生物-凝胶组合驱技术研究 被引量：4
6
作者 任付平 郑雅 +4 位作者 裴亚托 余吉良 刘莎莎 王艾 杨波 《长江大学学报（自科版）（上旬）》 2016年第1期21-24,3-4,共4页
宝力格油田巴19断块属于中高温(58℃)油藏,原油物性差,以高蜡、高胶质为主体,油水黏度比高,注水指进导致水驱效率低,储层非均质性强,层内层间矛盾突出。根据油田的特点,以整体改善油田的水驱开发效果为目的,研究形成了以微生物驱为主体... 宝力格油田巴19断块属于中高温(58℃)油藏,原油物性差,以高蜡、高胶质为主体,油水黏度比高,注水指进导致水驱效率低,储层非均质性强,层内层间矛盾突出。根据油田的特点,以整体改善油田的水驱开发效果为目的,研究形成了以微生物驱为主体、凝胶调驱为辅的微生物凝胶组合驱技术,微生物改善原油物性,并适当开展调驱扩大微生物工作液的波及体积,提高微生物-凝胶组合驱效果。通过该项技术在宝力格油田持续应用,目前油藏菌体浓度保持在106个/ml左右,形成了整体的微生物场,原油黏度平均降低率48.1%,微生物凝胶组合驱可使采收率提高9.5%。自2010年开展微生物凝胶组合驱以来,巴19断块增加可采储量63.96×104t。 展开更多
关键词 微生物采油 微生物-凝胶组合驱 微生物场 采收率
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整体微生物驱油技术在宝力格油田规模化应用研究 被引量：5
7
作者 柯从玉 吴刚 +3 位作者 游靖 谢刚 朱立国 牟伯中 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期246-250,共5页
根据宝力格油田巴19断块地质条件、水驱开发特点及目前稳产存在的问题,华北油田公司通过在该断块建立稳定微生物场来实现整体微生物循环驱。实验首先从目标油藏筛选出4株高效采油菌,室内研究表明这四种菌不但能够很好地适应油藏环境,而... 根据宝力格油田巴19断块地质条件、水驱开发特点及目前稳产存在的问题,华北油田公司通过在该断块建立稳定微生物场来实现整体微生物循环驱。实验首先从目标油藏筛选出4株高效采油菌,室内研究表明这四种菌不但能够很好地适应油藏环境,而且对原油具有很好的降黏乳化效果。气相色谱分析表明所筛选菌种能够以原油为碳源,有效降解长链烃,尤其将这4株菌按等比例复配后效果更佳,降黏率达52.8%,在水驱（采收率49.5%）的基础上,物模驱油提高采收率为9.1%。33口注水井进行两轮次的微生物驱后地层中的菌液浓度普遍在105～106个/mL之间,注入的目标菌得到有效生长和繁殖,并且能够维持8个月以上。微生物驱后含水率被控制在85%以下,采收率明显提高,12个月累计增油15000t,投入产出比达到1：2.5。该研究为微生物采油技术现场应用提供宝贵经验。 展开更多
关键词 微生物采油 驱油微生物场 现场应用 物模实验 宝力格油田
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宝力格油田微生物驱物理模拟实验研究
8
作者 李勇斌 于立新 +3 位作者 张黎黎 段丽莎 吴景春 王启波 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期95-97,共3页
针对宝力格油田微生物驱过程中存在的问题，通过室内物理模拟实验对不同驱替介质提高采收率的作用、产出细菌浓度与注入细菌浓度的关系以及营养液浓度对维持产出液细菌浓度的影响进行了深入研究。结果表明，通过注入1％的茵液及营养液... 针对宝力格油田微生物驱过程中存在的问题，通过室内物理模拟实验对不同驱替介质提高采收率的作用、产出细菌浓度与注入细菌浓度的关系以及营养液浓度对维持产出液细菌浓度的影响进行了深入研究。结果表明，通过注入1％的茵液及营养液进行微生物驱时可提高采收率16．77％。当产出液经补充营养液及茵液并发酵10～12h后再继续进行微生物连续驱时可进一步提高采收率5．74％，产出液细菌浓度达到10-8个／mL以上。但由于岩心对菌体的吸附作用以及岩心渗透率对微生物运移的影响，产出液细菌浓度始终要低于注入细菌浓度一个数量级以上。采用产出液回注并补充0．25％以上的营养液时，可使产出液细菌浓度维持在10-7个／mL以上。研究结果可为现场注入方案设计提供技术支持。 展开更多
关键词 微生物采油 物理模拟实验 低温稠油油藏 微生物场
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煤矿区矿井水水质形成与演化的多场作用机制及研究进展 被引量：27
9
作者 孙亚军 张莉 +6 位作者 徐智敏 陈歌 赵先鸣 李鑫 高雅婷 张尚国 朱璐璐 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期423-437,共15页
煤矿开采必然产生大量矿井水,并可能引发水环境污染问题,研究并揭示矿井水的水质形成与演化机理,是煤矿区水污染防控的理论基础。矿井水的水质形成及演化过程非常复杂,受水动力场、水化学场、微生物场和温度场多场作用控制。通过矿井水... 煤矿开采必然产生大量矿井水,并可能引发水环境污染问题,研究并揭示矿井水的水质形成与演化机理,是煤矿区水污染防控的理论基础。矿井水的水质形成及演化过程非常复杂,受水动力场、水化学场、微生物场和温度场多场作用控制。通过矿井水水质形成的多场作用研究和文献调研,界定了煤矿区矿井水污染场地的研究范围,提出了我国矿井水水质形成的“三带”模型,以传统矿井水害形成的水文地质结构模型为基础,提出并阐明了华北型、西北—东北型、南方型3种典型矿井水水质形成的水文地质结构模式及主控因素;划分并阐明了矿井水水质形成的水动力场的演化阶段及作用过程,包括采前自然平衡、开采强烈扰动和闭坑后再平衡3个阶段;厘清了矿井水水质形成的水化学场控制因素,包括地下水原生化学背景、物源特征及主要化学作用、矿井水水质的总体特征及演化趋势等;提出并阐明了矿井水水质形成的微生物作用机制,论述了矿井水中微生物群落的分布特征、矿井水水质演化以及矿井水污染负荷减量的微生物作用过程;阐明了矿井水水质演化的温度场作用过程,分别探讨了矿区的原生温度场、采动温度场特征及其对矿井水水质演化的影响。在上述基础上,总体阐明了煤矿区矿井水水质形成与演化的多场作用机制,提出了多场耦合作用等问题的研究展望。 展开更多
关键词 矿井水水质 水动力场 水化学场 微生物场 温度场 多场作用
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