生物学科研究生开题报告

时间：2020-08-31 08:18:16 开题报告我要投稿

生物学科研究生开题报告范文

　　在即将到来的毕业季中，有很多生物研究生还不太会写毕业论文开题报告，众所周知，微生物通常具有极其高效的生物化学转化能力。下面的是小编分享的与生物学科研究生开题报告范文有关的文章，欢迎继续访问应届毕业生报告网!

生物学科研究生开题报告范文

　　课题名称：微生物驱油数值模拟研究与应用

　　1、选题意义和背景

　　根据预测，21世纪原油需求总量为2500-2600亿吨，按照现有油藏开发技术和措施年均仅能提供380亿吨。因此，要满足需求总量，必须将采收率提高到65%-70%,即现有水平的2倍。提高原油和天然气产量的途径主要是增加地质储量和应用高效生产技术，而后者的作用越来越重要。目前，石油天然气工业面对的最重要的挑战之一就是提高采收率。在过去的20年里，采收率提高了10%,但这主要归功于油藏工程，提高采收率方法的贡献很小。由于较低的波及系数和洗油效率，油藏中有2/3的地质储量不能采出。波及系数可以通过油藏工程和化学工程的方法得到提高，洗油效率则只能依靠化学工程。按采收率达到64%-66%的目标，现有技术可将采收率提高20%达到48%,剩余16%要依赖于化学提高采收率方法的应用。近些年来，随着新开发区块的减少以及大量高产油田的减产，提高原油采收率技术(IOR)正在世界范围内不断得到推广和应用。微生物提高采收率技术就是一种主要利用化学原理提高波及系数和洗油效率的提高采收率技术，室内实验和矿场试验表明，这是一种具有潜在经济效益的方法，特别对枯竭的生产井更是如此。在美国，枯竭井(指产油速度少于10 bbl / d的井)的产量占总采油量的将近50% ;我国的一些大油田近些年来相继进入高含水后期，所以需要一种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适合应用于今天这种经济环境。有足够的资料证明了利用微生物技术增加原油生产的可行性和灵活性。在世界各地，己经有大量的生产井和油田己经用微生物配方进行了处理。

　　2、论文综述/研究基础

　　我国的石油微生物学始于1955年，开始研究细菌勘探;20世纪60年代研究了油田微生物的生态学和生理学，参加的单位有中国科学院、石油部、地质部及一些大专院校，并取得了丰硕的成果。近几年来，国外(主要是美国)在这方面己有成熟的技术，并开始向我国市场渗透，这在一定程度上促进了我国这方面研究的发展。我国吉林油田和中国科学院微生物研究所协作研究了一项微生物吞吐技术，有较好的增油效果，但在注入微生物的同时需要注入大量的营养液，这相对提高了原油开采的成本。大庆油田在“七五”国家科技攻关成果简介中，介绍了利用微生物地下发酵的研究成果。利用微生物地下发酵提高原油采收率是当前引起石油界广泛重视的一种生物技术。大庆石油管理局和中科院微生物所在国内首先开创了将细菌直接注入地下提高采收率的室内评价方法，大庆石油管理局利用混合菌种进行了创造性的放大发酵工艺、注入工艺及矿场试验研究。据中国石油报1995年5月19日报道，油田专用微生物工厂在徐州建成(投放1吨微生物可增产原油400吨)。它由华东输油管理局和美国迈克尔?白克微生物公司合资兴建，采用美国的技术设备，按美国标准生产油田专用微生物，年产微生物7万加仑。大大促进了国内微生物提高采收率研究的进展。

　　3、参考文献

　　[1]Rebecca S. Bryant, Rhonda P. Lindsey. WORLD-WIDE APPLICATIONS OF MICROBIAL TECHNOLOGY FOR IMPROVING OIL, RECOVERY SPE/DOE35356, 1996: 127-134

　　[2]汪卫东。我国微生物采油技术现状及发展前景。石油勘探与开发。2002, 29(6)：87-91

　　[3]张训化微生物采油数值模拟研究。硕士学位论文。中国科学院渗流流体力学研究所， 2003. 9一10

　　[4]王岚。微生物采油及其作用机理。世界地质。2002, 21( 2) : 138-140

　　[5]裴雪林，刘丽，赵金献。微生物采油技术在国内外的研究现状及实例。断块油气田1997 5(4)：61一66

　　[6] Corapcioglu, M.Y and A. Haridas: “Transport and Fate of Microorganisms in Porous Media:A Theoretical Investigation,” J. of Hydrol., Vol. 72, (1984)：149-169.

　　[7] Bear, J: Dynamics of Fluids in Porous Media, New York, Elsevier, (1972)：605一616.

　　[8] Bu' Lock, J. and B. Kristiansen: Basic Biotechnology, Academic Press, New York, (1987)75一131.

　　[9] Bajpai, R.K. and M. Reuss: “Coupling of Mixing and Microbial Kinetics for Evaluating the Performance of Bioreactor,” Can. J. Chem. Eng., 60, (Jun. 1982)：384-392.

　　[10] Cernansky, A. and R. Siroky: “Deep-Bed Filtration on Filament Layers of Particles Polydispersed in Liquids,” International Chemical Engineering, Vol. 25, No. 2, (1985) 364-375.

　　[11」Adamson, A. W:Physical Chemistry of Surfaces, 3rd Edition, Joh Wiley&Sons, Inc., New York, (1976)。

　　[12]Knapp, R.M., F. Civan, and M.J. McInerney: “Modeling Growth and Transport ofMicroorganisms in Porous Formations,” Presented at IMACS, Paris, France, Jul. 18-22,1988, Proceedings of 12th World Congress on Scientific Computation, Edited by R.Vichnevetsky, P. Borne, and J. Vignes, Vol. 3, (1988) 676-679.

　　[13]Zhang, X., R.M. Knapp, and M.J. McInerney: “A Mathematical Model for Microbially Enhanced Oil Recovery Processes,” Proceedings of the 1992 International Conference onMicrobial Enhanced Oil Recovery, Developments in Petroleum Science, Edited by E.Premuzic and A. Woodhead, Vol. 39, (1993)：171一186.

　　[14] Chang, F.F, and F. Civan: “Modeling of Formation Damage Due to Physical and ChemicalInteractions between Fluids and Reservoir Rocks,” SPE 22656, Presented at the 66th Ann.Conf., Dallas, TX, Oct. 6-9, 1991.

　　[15]Popplewell, L.M., O.H. Campanella, and M. Peleg: “Quantitative Characterization of Particle Size Distributions of Instant Coffee Mechanical Attrition,” J. of Food Science, Vol.

　　4、论文提纲

　　第 1 章绪论

　　1.1 微生物提高采收率研究概况

　　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进展

　　1.1.3 微生物提高采收率的优势和局限性

　　1.2 微生物提高采收率的机理和应用

　　1.2.1 提高采收率微生物的特点

　　1.2.2 微生物提高采收率作用机理

　　1.2.3 微生物提高采收率的应用

　　1.3 微生物提高采收率数值模拟

　　1.3.1 微生物提高采收率数值模拟的主要内容

　　1.3.2 微生物提高采收率数值模拟的步骤

　　1.3.3 微生物提高采收率数值模拟发展概况

　　1.4 本文的研究思路及主要工作

　　第 2 章微生物驱油的数学模型

　　2.1 假设条件

　　2.2 微生物驱油组分运移方程

　　2.3 微生物新陈代谢动力学方程

　　2.4 微生物菌体在岩石表面的吸附 .

　　2.5 渗透率降低模型

　　2.6 黑油模型

　　2.7 微生物激活地层原油模型

　　2.7.1 界面张力

　　2.7.2 残余油饱和度

　　2.7.3 毛管压力

　　2.7.4 相对渗透率

　　2.7.5 含聚合物时液相的黏度

　　第 3 章微生物驱油的数值模型

　　3.1 网格系统

　　3.2 压力方程的离散近似形式

　　3.3 组分方程的离散形式

　　3.4 井点的处理

　　3.4.1 定产油速度

　　3.4.2 定产液速度

　　3.4.3 定水或气注入速度

　　3.4.4 定生产井井底流压

　　3.4.5 定注水井井底流压

　　3.4.6 隐式压力的限制

　　3.5 选择时间步长

　　3.6 矢量化

　　3.7 计算步骤

　　3.8 黑油模型的有限差分格式

　　3.9 组分传输方程的有限差分格式

　　第 4 章微生物驱油数值模拟应用

　　4.1 模拟软件基本介绍

　　4.1.1 主要特点及功能

　　4.1.2 模拟软件的输入输出数据

　　4.1.3 程序流程图

　　4.2 模拟油藏试验区概况

　　4.3 模拟油藏的环境与菌液的配伍性评价

　　4.3.1 Bs 生物表活剂菌液性能

　　4.3.2 Bp 生物聚合物菌液性能

　　4.3.3 生物表面活性剂二元体系驱油实验

　　4.4 历史拟合

　　4.5 微生物驱油方案数值模拟结果

　　4.6 微生物驱油注入方案的`确定

　　4.7 矿场微生物驱油试验结果及其分析

　　4.7.1 试验效果评价

　　4.7.2 几点认识

　　5、论文的理论依据、研究方法、研究内容

　　微生物提高采收率是一项具有很大应用前景的提高采收率技术。其中，微生物驱油技术由于能处理更大范围的地层，因而具有很好的增油效果，能较大幅度地提高原油采收率。本研究属于油气田开发工程的提高采收率领域。核心内容为利用油藏数值模拟方法研究微生物驱油动态过程，阐述微生物驱油的原理。通过室内实验，对微生物菌种与油层环境的配伍性进行研究，利用选择的数值模拟软件进行方案优化，为微生物驱油技术的矿产应用及推广提供依据，并且验证选用的数值模拟软件的计算能力和准确性。通过对微生物驱油数学模型的研究，详细分析微生物驱油过程所发生的物理、化学和生物的作用，从而深入理解微生物提高原油采收率的机理。因此，本文将开展如下的工作：

　　(1) 建立模拟计算油藏的地质模型，详细描述油藏静态地质特征，包括地层构造、沉积相、储层、油藏类型，油层厚度等，为选用实验菌种培养物和数学模型提供依据;

　　(2) 根据模拟油藏的环境选择提高采收率菌种，在室内开展微生物菌种与油藏环境的配伍性实验评价，优选出能适应油藏环境的、能最大幅度提高采收率的菌种，这一步是关键;

　　(3) 根据所用菌种的特点和模拟油藏的条件，选择合适的数学模型，也就是要选择已建立的描述油藏渗流的偏微分方程组、相应的辅助方程、初始条件和边界条件;

　　(4) 利用选用的模拟软件，进行方案优选;

　　(5) 根据矿产试验的结果，分析微生物提高原油采收率的效果，检验所用微生物菌种在实际油藏中的适应能力和提高采收率的能力，验证选用的数学模型的准确性。确定微生物驱油技术推广的可行性。

　　6、研究条件和可能存在的问题

　　1、试验区各井连通状况存在差异，驱油效果明显不同。与注入井主吸水连通好的油井效果明显，中心井和2口基础面积井油层发育较好，与周围注入井有2个以上连通方向，并且与注入井主吸水层连通厚度大，比例高，注微生物后见效早，综合含水下降幅度大，日增油高达14t,综合含水下降9. 8个百分点，目前仍保持微生物效果。而试验区连通状况较差的井见效滞后，4口角井油层发育较差、单向连通、与周围注入井主吸水层连通厚度小，注入微生物第二段塞后开始见效，含水下降幅度小，下降4个百分点，日增油3t .以上数据说明在油层连通情况下，微生物驱改善水驱效果技术可行，因此，若今后再开展微生物驱油试验，应选择连通状况较好的井。

　　2、根据试验方案设计，影响到微生物驱油效果评价，下一步研究微生物注入浓度、段塞用量大小、交替注入次数及间隔周期的优化，以提高驱油效果。同时研究调剖与微生物菌液驱油的联作技术，可有效的调整注入剖面，扩大波及体积，提高微生物驱油效率。

　　7、预期的结果

　　1、微生物驱油技术能处理大面积的地层，增油效果显着，这是微生物采油技术发展的主要方向，能较大幅度地提高采收率。

　　2、室内实验表明，所选微生物与油藏环境具有良好的配伍性，能有效激活水驱后的滞留油。

　　3、选择的包括组分运移方程、黑油模型、微生物动力学方程、渗透率降低模型和激活滞留油模型的三维三相多组分流动数学模型能比较全面地描述微生物在多孔介质中发生物理、化学和生物反应。

　　4、矿场试验表明，所选微生物在模拟油藏中具有较强的适应能力，使试验区降水增油幅度较大，试验效果较好，可进一步扩大应用范围。

　　5、所选数值模拟软件具有较强的计算能力和较高的准确性，能有效指导矿场试验。

　　8、论文写作进度安排

　　2016.05-2016.06 微生物驱油资料查询

　　2016.06-2016.07 微生物数值模拟框机制研究分析

　　2016.06-2016.09 微生物激活地层原油模型设计

　　2016.10-2017.09 论文撰写和发表