深层超深层油气藏高应力下数字岩心构建方法

深层超深层油气藏由于埋藏深,其地应力达200 MPa,会显著改变储层岩石孔隙的微观结构。数字岩心是孔隙尺度数值模拟的重要载体,但是现有数字岩心重构方法是基于常温常压下岩心的扫描图像重构,不能反映高应力下的孔隙结构。为此,提出了一种基于离散元法考虑高应力影响的数字岩心重构方法。首先,采用分水岭算法分割CT图像,利用球面谐波分析方法建立轮廓数据库,并在PFC^(3D)中建立Clump(团簇)模板库;然后,根据孔隙度和粒径分布使用模板库中的Clump建立离散元模型,并用两点相关和线性路径相关函数曲线评价模型的准确性;随后,标定颗粒间微观力学参数,并加载应力模拟得到不同应力下的数字岩心;最后,分析了不同应力下数字岩心的孔隙几何拓扑结构,计算孔隙度和渗透率。以Bentheim砂岩为例,构建了其不同应力下的数字岩心,研究结果表明,应力增大,导致孔隙和喉道半径缩小、喉道伸长、连通性变差、孔隙度和渗透率减小。研究结果为深层超深层油气藏孔隙尺度模拟提供了技术途径。

智慧绿色矿山建设技术探讨

以老虎洞山为例,在绿色矿山建设基础上探索建设智慧矿山关键技术,通过精细化管理,有效利用矿产资源、矿石产量动态控制、安全生产监控和管理,实现矿山生产的可视化、合理化、精细化,监测监控系统的实时化、远程化,数据的高度集成化和智能化。

直升机双层平尾构型气动特性分析

为分析双层平尾气动特性,采用CFD方法建立了直升机平尾计算模型,获得了低速前飞和机身大迎角状态不同构型平尾的气动特性,分析了单层和双层平尾构型的气动特性和流场特点,研究了双层平尾对低速前飞状态和大迎角状态的纵向静稳定性改善作用机理。结果表明:双层平尾构型通过抑制旋翼/平尾干扰改善低速前飞状态下的直升机俯仰力矩突增问题,前进比为0.05时,双层平尾俯仰力矩比单层平尾减小56.8%;双层平尾的失速迎角和最大俯仰力矩增大,从而增强直升机大迎角状态的纵向静稳定性,迎角20°时,双层平尾俯仰力矩比单层平尾增大60.1%。

基于VOF方法的超临界二氧化碳——水两相流动孔隙尺度数值模拟

二氧化碳(CO_(2))捕集与封存技术有利于减少CO_(2)的排放量,近年来针对CO_(2)地质封存形成了从纳米尺度到油气藏尺度的大量研究成果,大多数研究只针对单一维度多孔介质中流动行为开展研究,且物理实验方法受许多不确定性因素影响,十分耗费时间和成本。为了从微观角度深入理解CO_(2)地质封存过程中的渗流行为,提高CO_(2)地质埋存量,基于追踪两相界面动态变化的VOF(Volume of Fluid)方法,分别建立了2D和3D模型,开展了超临界CO_(2)-水两相流动数值模拟研究,对比了不同润湿性、毛细管数、黏度比条件下的CO_(2)团簇分布特征、CO_(2)饱和度变化规律,揭示了孔隙尺度CO_(2)埋存的内在机理。研究结果表明:①随着岩石对CO_(2)润湿性增加,CO_(2)波及范围扩大,同时CO_(2)团簇的卡断频率减少,CO_(2)埋存量增加;②随着毛细管数的增加,驱替模式由毛细指进转变为稳定驱替,CO_(2)埋存量增加;③随着注入超临界CO_(2)黏度逐渐接近水的黏度,两相流体之间的流动阻力降低,促进了“润滑效应”,CO_(2)相的渗流能力提高,CO_(2)埋存量增加;④润湿性、毛细管数、黏度比在不同维度多孔介质模型中对CO_(2)饱和度的影响程度不同。结论认为,基于VOF方法的CO_(2)-水两相渗流模拟研究在孔隙尺度上揭示了CO_(2)地质封存过程中的渗流机理,对CCUS技术的发展有指导意义,也为更大尺度的CO_(2)地质封存研究提供了理论指导和技术支撑。

立体定向微创手术对脑胶质瘤患者神经功能的影响

目的探讨立体定向微创手术对脑胶质瘤患者神经功能的影响。方法将100例脑胶质瘤患者根据治疗方法的不同分为传统组和微创组,每组50例,传统组行传统开颅肿瘤切除术,微创组行立体定向微创手术。比较两组患者的手术指标、临床疗效、神经肽水平、美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分、格拉斯哥昏迷量表(GCS)评分、日常生活能力(ADL)评分以及术后并发症发生情况。结果微创组患者手术时间、住院时间均短于传统组,差异均有统计学意义(P﹤0.05)。微创组患者的总有效率为80.00%,高于传统组患者的62.00%,差异有统计学意义(P﹤0.05)。术后1年,两组患者的精氨酸升压素、β-内啡肽水平均低于本组术前,但微创组患者的精氨酸升压素、β-内啡肽水平均高于传统组,差异均有统计学意义(P﹤0.05)。术后3个月,两组患者的NIHSS评分均低于本组术前,且微创组患者的NIHSS评分低于传统组,两组患者的GCS、ADL评分均高于本组术前,且微创组患者的GCS、ADL评分均高于传统组,差异均有统计学意义(P﹤0.05)。微创组患者的并发症总发生率为8.00%,低于传统组患者的24.00%,差异有统计学意义(P﹤0.05)。结论立体定向微创手术应用于脑胶质瘤患者的治疗中,可缩短手术时间与住院时间,提高临床疗效,减轻对患者神经系统的损伤,改善神经缺损状况,从而有助于提高患者的日常生活能力,降低并发症发生率。

基于多实验成像和机器学习的页岩多尺度孔隙结构表征新方法

准确、全面地认识页岩孔隙结构是精准评估储量和高效开采油气的基础和关键。为此,以渤海湾盆地济阳坳陷古近系始新统沙河街组页岩为例,综合应用包括X射线计算断层扫描、大视域扫描电子显微镜、扫描电子显微镜和聚焦离子束扫描电子显微镜在内的多实验联用成像技术,获取了二维和三维多分辨率页岩微观结构图像,并结合图像处理和机器学习算法,实现了对页岩孔隙结构进行单一尺度与多尺度的同步表征。研究结果表明:①研究区页岩的孔隙空间主要由微裂缝、无机质孔隙、有机质和有机质孔隙组成,且都呈现出多尺度特征。②无机质孔隙类型多样,其中溶蚀孔隙发育丰富;有机质呈现出条状和散块状分布,部分有机质中未发现有机质孔隙。③孔隙半径小于20 nm的占比为25%,20~50 nm的占比为19%,50~100 nm的占比为29%,100~500 nm的占比为14%,500 nm~20μm的占比为11%,20~50μm的占比为2%。④有机质孔隙的连通性弱于无机孔隙,有机质孔隙与无机质孔隙的连通对油气运移起着至关重要的作用,微裂缝主导流体流动通道。⑤孔隙半径小于50 nm的孔隙基本以有机质孔隙为主,孔隙半径介于50~500 nm的孔隙为有机质孔隙和无机质孔隙,孔隙半径大于500 nm的孔隙主要贡献者为微裂缝。结论认为,单一的成像实验无法准确、全面地揭示页岩储层的多尺度微观孔隙结构,通过多种成像技术和机器学习算法的联合使用,能够同时实现页岩孔隙结构在单一尺度和多尺度下的认识和表征,提出的新方法能够准确、全面地获取页岩多尺度孔隙结构信息。

云南思茅盆地大平掌铜金多金属矿床金的赋存状态

大平掌矿床是西南三江地区重要的铜金多金属矿床,为系统地对比研究矿区16号勘探线新发现两类金矿体,即V1块状硫化物矿体中顺层产出的层状金矿体、穿层断裂带中的网脉状金矿体中金的赋存状态、载金矿物类型,探讨金的沉淀机制。文章基于详实的野外地质调查,运用光学显微镜、扫描电镜(SEM)观察,结合电子探针(EPMA)分析和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)原位微量元素分析。结果表明,两类金矿体矿石中可见金为金的独立矿物(银金矿、碲金矿、碲金银矿),以裂隙金形式赋存,层状金矿体矿石中还可见晶隙金;热液型黄铁矿是两类金矿体矿石的主要载金矿物,其中“不可见金”均以固溶体金(Au+)为主,存在极少数的纳米金(Au0)。两类金矿体金的成矿均受后期东西向断裂带影响,为后期具有较高碲逸度的成矿热液充填成矿提供有利空间,金的独立矿物颗粒细小且分布不均,是由流体的沸腾和混合作用以及不平衡、不稳定的流体体系造成;两类金矿体中固溶体金(Au+)均由Au+占据黄铁矿晶格空位或缺陷等畸变形成。

尼日利亚奥贡州、埃邦伊州、克罗斯河州石灰岩矿地质特征对比分析

尼日利亚奥贡州伊托里石灰岩矿区、埃邦伊州埃努古石灰岩矿区、克罗斯河州卡拉巴尔石灰岩矿区均位于尼日利亚南部沉积盖层区,对上述三个代表性矿区的地质特征进行系统分析可知,得出尼日利亚南部第三系古新统Abeokuta组、白垩系上统土伦组地层是寻找工业级石灰岩矿的目标层位。其中,第三系古新统Abeokuta组中的灰岩厚度、稳定度、矿石质量较好,是寻找优质石灰岩矿的理想层位。

斜齿轮疲劳寿命及节点位移修形方法研究

针对齿轮传动系统疲劳寿命分析困难和修形局限性问题,通过Adams动力学仿真得到时域接触力曲线,并作为模拟分析载荷谱;结合有限元静态求解历程及齿轮材料的S-N曲线,在nCode中解析了斜齿轮副疲劳寿命;在应变分析引导的基础上,提出一种节点位移修形方法,对等分截面节点变形量进行K-Means聚类整合;利用最优象征节点位移的类指基函数拟合方法得到齿廓修正曲线,与轮齿受载产生的变形量高度吻合;相比于传统的直线型修形,疲劳寿命提高16.98%。将齿轮啮合过程中的受力不均载情况通过节点变形反馈,对渐开线齿廓进行有效修正,平衡啮合界面受力分布,延长疲劳寿命。

基于角接SVG治理电网背景电压不平衡

为解决电网背景电压不平衡对重要精密负荷正常工作的影响,这里提出一种基于角接静止无功发生器(SVG)装置治理电网背景电压不平衡的控制方法,通过理论分析、控制算法设计和样机测试验证等方法确认该技术方法的正确性和可行性。最终确认使用所提出的基于角接SVG装置治理电网背景电压不平衡的方法可以有效解决电网背景电压不平衡的问题,实现电力用户接入点三相电压基本平衡,保证电机类等重要精密负荷正常稳定工作。

预负荷系数对错位瓦滑动轴承静动特性的影响

[目的]滑动轴承是高速轴承-转子系统的重要组成部分,随着高速齿轮箱向着高速重载方向发展,传统圆形滑动轴承无法满足要求,错位瓦轴承具有较高的稳定性和较好的抗震性,被广泛应用于高速重载工况。预负荷系数是影响错位瓦轴承性能的重要因素,研究预负荷系数极其重要。[方法]使用DyRoBeS软件,分析不同预负荷系数对错位瓦轴承流量、功耗、温度、油膜压强、轴承刚度和阻尼等静动态特性的影响。[结果]根据仿真分析结果可知,适当增加预负荷系数能降低轴承温度,改善润滑条件;预负荷系数取0.5时Kyy最大,预负荷系数取0.35时Cyy最大。综合考虑,预负荷系数取0.4,错位瓦轴承具有较好的静动态特性。[结论]研究成果为高速齿轮箱设计提供了重要的参考。

河南省栾川南泥湖斑岩型钼钨矿床流体包裹体研究

河南省栾川县南泥湖超大型钼钨矿床形成于秦岭造山带的燕山期大陆碰撞体制,流体成矿过程包括早、中、晚3个阶段,分别以石英+钾长石±辉钼矿±黄铁矿、石英+多金属硫化物±碳酸盐和石英+碳酸盐+萤石组合为标志,矿石矿物主要沉淀于中阶段。早、中阶段石英中可见纯CO_2包裹体、CO_2-H_2O型包裹体、水溶液包裹体和含子晶多相包裹体,但晚阶段萤石中只发育水溶液包裹体。早阶段流体包裹体均一温度集中于350～460℃,盐度为5.68 wt%～17.87 wt%NaCl.eqv。中阶段包裹体均一温度集中在250～380℃,盐度为3.00 wt%～38.16 wt%NaCl.eqv;中阶段多相包裹体中常见石盐、黄铜矿和未知种类的子矿物,指示流体具有沸腾所致的还原性、过饱和特征;盐度相差悬殊的含子晶多相包裹体、富气相水溶液包裹体和富液相水溶液包裹体共存,在相近温度下异相均一,表明流体沸腾的存在。晚阶段流体包裹体均一温度集中在115～265℃,盐度介于0.53 wt%～1.23、wt%NaCl.eqv之间。估算早、中阶段流体捕获压力分别为70～300MPa和30～150MPa,推测成矿深度约为3km。总之,成矿流体具高温、高盐度、高氧逸度、富CO_2的特征;流体沸腾导致CO_2逃逸,氧化性降低,成矿物质沉淀。

曼尼希碱和季铵盐高温酸化缓蚀剂性能对比

以酮、醛、胺和喹啉、氯化苄为原料,室内分别合成制备了高温酸化缓蚀剂YSH-05和JAY-01。采用静态挂片失重法、电化学方法和扫描电子显微镜对比考察了它们的性能。结果表明,缓蚀剂JAY-01的缓蚀性能优于YSH-05,JAY-01可以适用于135℃下的酸化施工。YSH-05是以抑制阴极过程为主的混合型缓蚀剂,缓蚀剂JAY-01是一种阴极型缓蚀剂。缓蚀剂YSH-05和JAY-01在铁表面的吸附均符合Bockris-Swinkels吸附等温式,它们在钢片表面形成了一层保护膜,有效地抑制了盐酸对N80钢的腐蚀。

陕西省华县金堆城斑岩型钼矿床流体包裹体研究

陕西省华县金堆城钼矿床位于东秦岭钼矿带西部,形成于燕山期大陆碰撞体制。矿体产出于金堆城花岗斑岩体内部及其内外接触带。流体成矿过程包括早、中、晚3个阶段,分别以石英-钾长石组合、石英-(钾长石)-多金属硫化物-(碳酸盐)组合和石英-碳酸盐组合为标志,矿石矿物主要沉淀于中阶段。早、中阶段石英中可见纯CO_2包裹体(PC型)、CO_2-H_2O型包裹体(C型)、水溶液包裹体(W型)和含子晶多相包裹体(S型),但晚阶段只发育水溶液包裹体(W型)。早阶段C型和W型包裹体均一温度集中于280～370℃,盐度为5.68～11.05 wt%NaCl.eqv;中阶段C型和W型流体包裹体均一温度集中于170～270℃,盐度为5.14～12.63 wt%NaCl.eqv。早、中阶段石英中见S型包裹体,加热过程中子矿物不溶。晚阶段流体包裹体均一温度集中于110～190℃,盐度介于7.17%～11.22 wt%NaCl.eqv之间。估算的早、中阶段流体捕获压力分别为143～243MPa和22～115MPa,推测成矿深度约为2.2～8.1km。金堆城钼矿的成矿流体以富CO_2、贫Cl^-为特征。

河南省东沟超大型钼矿床流体包裹体研究

河南省东沟钼矿床是东秦岭钼矿带新发现的燕山期超大型斑岩钼矿床,是大陆碰撞成矿理论预测在先,勘查突破在后的成功范例。该矿床的形成与东沟A型花岗斑岩有关,矿体产于斑岩体外接触带的熊耳群火山岩中。以岩体为中心发育典型的斑岩蚀变分带,由内到外依次是钾化、绢英岩化和青磐岩化。流体成矿过程包括早、中、晚3个阶段,分别以石英-钾长石组合、石英-(钾长石)-多金属硫化物组合和石英-碳酸盐-萤石组合为标志,矿石矿物主要沉淀于中阶段。早、中阶段热液石英中发育CO2-H2O型包裹体(C型)、水溶液包裹体(W型)和含子晶多相包裹体(S型),但晚阶段只发育水溶液包裹体(W型)。早阶段C型和W型包裹体均一温度集中于380～550℃,盐度为7.70%～18.28%NaCleqv;S型包裹体中常见石盐、黄铜矿、方解石和未知透明子矿物,其均一温度范围为318～516℃,加热过程中除石盐外其他子矿物不熔;不包括不熔子矿物的贡献,该类包裹体盐度变化于12.85%～17.87和35.55%～47.67%NaCleqv。中阶段C型和W型流体包裹体均一温度集中于260～410℃,盐度为4.62%～18.28%NaCleqv;除不熔子矿物外,S型包裹体均一温度为197～436℃,盐度变化于7.45%～19.30%NaCleqv和31.71%～49.22%NaCleqv。晚阶段流体包裹体均一温度集中于125～225℃,盐度介于0.5%～7.25%NaCleqv之间。估算的早、中阶段流体捕获压力分别为63～117MPa和12～67MPa,推测最大成矿深度为4.7km。上述流体包裹体研究表明成矿流体由早阶段高温、富CO2的岩浆热液演化为晚阶段低温、贫CO2的大气降水热液。这种高温、富CO2的岩浆热液可视为大陆内部体制斑岩成矿系统的标志性特征,以区别于岩浆弧区同类矿床高温、贫CO2的岩浆热液。通过对比东秦岭-大别钼矿带典型斑岩成矿系统,认为成矿流体中CO2等挥发组分的含量和围岩性质(化学成分、结晶程度、抗剪抗压程度等)是控制矿体空间定位的重要因素。

大别山北麓千鹅冲超大型钼矿床地质与成矿流体特征

1矿床地质特征千鹅冲斑岩钼矿床位于河南省光山县与新县交界处,大别山北麓,已探明钼金属储量60万t,平均品位0.081%,其辉钼矿Re-Os加权平均年龄为127.82±0.87Ma(杨梅珍,2010),形成于早白垩世大别造山带进入伸展构造体制时。

四川木里梭罗沟金矿床流体包裹体研究及矿床成因

四川木里梭罗沟金矿床是产于甘孜-理塘金矿带南端的大型金矿床。矿体产于近东西向断裂控制的构造蚀变带内,矿石类型主要为蚀变蚀变玄武岩矿石、凝灰岩矿石。由深部至浅部,依次发育硅化、黄铁绢英岩化、碳酸盐化蚀变。流体成矿过程包括早、中、晚3个阶段,分别以石英-他形黄铁矿组合、石英-五角十二面体黄铁矿-毒砂组合和石英-碳酸盐±少量立方体黄铁矿组合为标志。矿石矿物主要沉淀于中阶段,五角十二面体黄铁矿和毒砂是主要的载金矿物。早阶段热液石英中发育CO_2-H_2O型包裹体(C型)和水溶液包裹体(W型),中、晚阶段只发育水溶液包裹体(W型)。早阶段流体包裹体均一温度集中于251～371℃,盐度w(NaCleq)为3.3%～13.7%;中阶段流体包裹体均一温度集中于187～294℃,盐度w(NaCleq)为1.6%～13.9%;晚阶段流体包裹体均一温度集中于144～224℃,盐度w(NaCleq)介于0.2%～10.6%之间。估算的早阶段流体捕获压力为102～343 MPa,推测最大成矿深度为10～11 km。上述流体包裹体研究表明,成矿流体由早阶段中高温、富CO_2的变质热液演化至晚阶段的低温、贫CO_2的大气降水热液;流体温度降低、CO_2逃逸是控制成矿物质沉淀的主要因素。矿床地质及流体包裹体特征指示梭罗沟金矿床可能为断控造山型金矿床。

“新工科”背景下毛管力虚拟仿真对分课堂教学实践

毛管力曲线是低渗致密油藏开发设计的重要基础资料,其测试方法和应用是石油工程专业课程教学中的重要环节。基于"新工科"理念,建设了交互式毛管力虚拟仿真测试教学系统,设计了基于该系统的虚实结合毛管力测试与应用对分课堂教学法。将常规压汞法毛管力实验教学拓展到适用于非常规油气开发的高压及恒速压汞毛管力曲线测试和应用教学,消除了实验教学中汞的毒害性影响,提升了毛管力测试课堂教学素材的广度及技术前沿性。同时,结合对分课堂教学法,大大提升了教学效果。

油藏岩石润湿性对气驱剩余油微观分布的影响机制

注气驱是目前油田进一步提高原油采收率的重要措施之一,油藏岩石润湿性对注气的效果有重要影响。基于三维孔隙级网络模型,运用孔隙级流动模拟方法,系统研究了6种不同润湿性油藏注气过程的油气水孔隙级分布和气驱效果。结果表明,水湿和MWS混合润湿(小孔隙为油湿)体系中的注气效果相对于另外4种润湿体系较差;这4种效果较好的润湿体系分别是油湿、中性润湿、MWL混合润湿(大孔隙为油湿)和部分润湿(其中30%孔隙水湿)体系。

基于CT扫描和3D打印可视化技术构建石油工程Solid Learning教学新模式

以培养具有创新意识和创新能力的高素质人才为目标,构建石油工程专业Solid Learning教学模式。首先基于CT扫描建立真实的数字岩心模型,利用优化提取算法提取其孔隙网络模型,然后利用3D打印技术建立传统方法不可见的真实模型,最后将打印出的实物模型应用于实验实践教学。应用效果表明,Solid Learning教学模式使地下原本不可见的油藏模型可视化,极大地提高了学生学习的积极性和探索意识,提高了实验及课堂教学的质量,为培养创新性高素质人才奠定了良好的基础,是一种极具推广应用前景的教学新模式。