生物研究生開(kāi)題報告

　　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)題報告，眾所周知，微生物通常具有極其高效的生物化學(xué)轉化能力。今天我們就以微生物驅油數值模擬為范文，給各位即將畢業(yè)的生物研究學(xué)生們。

　　課題名稱(chēng)：微生物驅油數值模擬研究與應用

　　1、選題意義和背景

　　根據預測，21世紀原油需求總量為2500-2600億噸，按照現有油藏開(kāi)發(fā)技術(shù)和措施年均僅能提供380億噸。因此，要滿(mǎn)足需求總量，必須將采收率提高到65%-70%,即現有水平的2倍。提高原油和天然氣產(chǎn)量的途徑主要是增加地質(zhì)儲量和應用高效生產(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)面對的最重要的挑戰之一就是提高采收率。在過(guò)去的20年里，采收率提高了10%,但這主要歸功于油藏工程，提高采收率方法的貢獻很小。由于較低的波及系數和洗油效率，油藏中有2/3的地質(zhì)儲量不能采出。波及系數可以通過(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。按采收率達到64%-66%的目標，現有技術(shù)可將采收率提高20%達到48%,剩余16%要依賴(lài)于化學(xué)提高采收率方法的應用。近些年來(lái)，隨著(zhù)新開(kāi)發(fā)區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）正在世界范圍內不斷得到推廣和應用。微生物提高采收率技術(shù)就是一種主要利用化學(xué)原理提高波及系數和洗油效率的提高采收率技術(shù)，室內實(shí)驗和礦場(chǎng)試驗表明，這是一種具有潛在經(jīng)濟效益的方法，特別對枯竭的生產(chǎn)井更是如此。在美國，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用于今天這種經(jīng)濟環(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

　　我國的石油微生物學(xué)始于1955年，開(kāi)始研究細菌勘探；20世紀60年代研究了油田微生物的生態(tài)學(xué)和生理學(xué)，參加的單位有中國科學(xué)院、石油部、地質(zhì)部及一些大專(zhuān)院校，并取得了豐碩的成果。近幾年來(lái)，國外（主要是美國）在這方面己有成熟的技術(shù)，并開(kāi)始向我國市場(chǎng)滲透，這在一定程度上促進(jìn)了我國這方面研究的發(fā)展。我國吉林油田和中國科學(xué)院微生物研究所協(xié)作研究了一項微生物吞吐技術(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)養液，這相對提高了原油開(kāi)采的`成本。大慶油田在“七五”國家科技攻關(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內首先開(kāi)創(chuàng )了將細菌直接注入地下提高采收率的室內評價(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)試驗研究。據中國石油報1995年5月19日報道，油田專(zhuān)用微生物工廠(chǎng)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邁克爾？白克微生物公司合資興建，采用美國的技術(shù)設備，按美國標準生產(chǎn)油田專(zhuān)用微生物，年產(chǎn)微生物7萬(wàn)加侖。大大促進(jìn)了國內微生物提高采收率研究的進(jìn)展。

　　3、參考文獻

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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)勢和局限性

　　1.2 微生物提高采收率的機理和應用

　　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理

　　1.2.3 微生物提高采收率的應用

　　1.3 微生物提高采收率數值模擬

　　1.3.1 微生物提高采收率數值模擬的主要內容

　　1.3.2 微生物提高采收率數值模擬的步驟

　　1.3.3 微生物提高采收率數值模擬發(fā)展概況

　　1.4 本文的研究思路及主要工作

　　第 2 章 微生物驅油的數學(xué)模型

　　2.1 假設條件

　　2.2 微生物驅油組分運移方程

　　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 相對滲透率

　　2.7.5 含聚合物時(shí)液相的黏度

　　第 3 章 微生物驅油的數值模型

　　3.1 網(wǎng)格系統

　　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(cháng)

　　3.6 矢量化

　　3.7 計算步驟

　　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 微生物驅油數值模擬應用

　　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據

　　4.1.3 程序流程圖

　　4.2 模擬油藏試驗區概況

　　4.3 模擬油藏的環(huán)境與菌液的配伍性評價(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油實(shí)驗

　　4.4 歷史擬合

　　4.5 微生物驅油方案數值模擬結果

　　4.6 微生物驅油注入方案的確定

　　4.7 礦場(chǎng)微生物驅油試驗結果及其分析

　　4.7.1 試驗效果評價(jià)

　　4.7.2 幾點(diǎn)認識

　　5、論文的理論依據、研究方法、研究?jì)热?/strong>

　　微生物提高采收率是一項具有很大應用前景的提高采收率技術(shù)。其中，微生物驅油技術(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。核心內容為利用油藏數值模擬方法研究微生物驅油動(dòng)態(tài)過(guò)程，闡述微生物驅油的原理。通過(guò)室內實(shí)驗，對微生物菌種與油層環(huán)境的配伍性進(jìn)行研究，利用選擇的數值模擬軟件進(jìn)行方案優(yōu)化，為微生物驅油技術(shù)的礦產(chǎn)應用及推廣提供依據，并且驗證選用的數值模擬軟件的計算能力和準確性。通過(guò)對微生物驅油數學(xué)模型的研究，詳細分析微生物驅油過(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理。因此，本文將開(kāi)展如下的工作：

　�。�1） 建立模擬計算油藏的地質(zhì)模型，詳細描述油藏靜態(tài)地質(zhì)特征，包括地層構造、沉積相、儲層、油藏類(lèi)型，油層厚度等，為選用實(shí)驗菌種培養物和數學(xué)模型提供依據；

　�。�2） 根據模擬油藏的環(huán)境選擇提高采收率菌種，在室內開(kāi)展微生物菌種與油藏環(huán)境的配伍性實(shí)驗評價(jià)，優(yōu)選出能適應油藏環(huán)境的、能最大幅度提高采收率的菌種，這一步是關(guān)鍵；

　�。�3） 根據所用菌種的特點(diǎn)和模擬油藏的條件，選擇合適的數學(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） 根據礦產(chǎn)試驗的結果，分析微生物提高原油采收率的效果，檢驗所用微生物菌種在實(shí)際油藏中的適應能力和提高采收率的能力，驗證選用的數學(xué)模型的準確性。確定微生物驅油技術(shù)推廣的可行性。

　　6、研究條件和可能存在的問(wèn)題

　　1、試驗區各井連通狀況存在差異，驅油效果明顯不同。與注入井主吸水連通好的油井效果明顯，中心井和2口基礎面積井油層發(fā)育較好，與周?chē)�注入井�?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。而試驗區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?chē)�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 .以上數據說(shuō)明在油層連通情況下，微生物驅改善水驅效果技術(shù)可行，因此，若今后再開(kāi)展微生物驅油試驗，應選擇連通狀況較好的井。

　　2、根據試驗方案設計，影響到微生物驅油效果評價(jià)，下一步研究微生物注入濃度、段塞用量大小、交替注入次數及間隔周期的優(yōu)化，以提高驅油效果。同時(shí)研究調剖與微生物菌液驅油的聯(lián)作技術(shù)，可有效的調整注入剖面，擴大波及體積，提高微生物驅油效率。

　　7、預期的結果

　　1、微生物驅油技術(shù)能處理大面積的地層，增油效果顯著(zhù)，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、室內實(shí)驗表明，所選微生物與油藏環(huán)境具有良好的配伍性，能有效激活水驅后的滯留油。

　　3、選擇的包括組分運移方程、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。

　　4、礦場(chǎng)試驗表明，所選微生物在模擬油藏中具有較強的適應能力，使試驗區降水增油幅度較大，試驗效果較好，可進(jìn)一步擴大應用范圍。

　　5、所選數值模擬軟件具有較強的計算能力和較高的準確性，能有效指導礦場(chǎng)試驗。

　　8、論文寫(xiě)作進(jìn)度安排