清洁压裂液作用前后煤孔隙结构及分形特征研究

煤孔隙结构特征及分形特征是揭示瓦斯在煤体中的赋存机理及解吸运移规律的重要手段。以沈阳某煤矿的煤样为研究对象进行了清洁压裂液浸泡试验,分别采用扫描电子显微镜、孔隙-裂隙分析系统、氮气吸附和煤表面分形特征对煤表面的孔隙结构进行表征,对清洁压裂液处理前后煤孔隙结构的变化进行了对比分析,结果表明:经清洁压裂液处理后,煤样的孔隙结构得到了较好的发育,煤样表面孔隙数量约为原煤的2.9倍、平均面积约为原煤的2.66倍、平均周长增加了23.06%、平均形状因子增加了30.91%;煤样氮气吸附量从1.5036 mL/g增至2.8255 mL/g,增加的孔隙半径小于10 nm,孔隙连通性增强;清洁压裂液能使吸附孔分形维数增大、渗流孔分形维数减小,煤样内部结构更加简单,孔隙之间的连通性增强,其中吸附孔分形维数从2.331增至2.845,增幅为22.05%;渗流孔分形维数从2.865减至1.756,减幅为38.71%。孔隙结构的定量表征结果显示,清洁压裂液对煤孔隙的发育有一定的促进作用。

一种基于SEM图像研究土体颗粒及孔隙分布特征的分析方法

以4处渤海海岸带黄土SEM图像为研究对象,以宏观孔隙比作为分割阈值选取的主要参考标准,基于颗粒/孔隙及裂隙分析系统(Particle/Pore and Crack Analysis System,PCAS)对海岸带黄土SEM图像进行颗粒与孔隙的划分,分别获取了颗粒及孔隙的长度、宽度、等效直径、排列方向、形状系数、周长、面积等一系列微结构参数,完成了海岸带黄土微结构的定量化研究;根据研究结果,以等效半径作为主要参考,提出了一种获取粒径或孔径小于75μm的颗粒或孔隙的分布曲线的方法,可得到与密度计法及压汞法试验结果相似性较高的累计曲线,其结果可作为密度计法及压汞法试验的补充研究方法。

海藻颗粒流化床燃烧后灰孔隙结构分析

在小型流化床试验台上进行了大型海藻颗粒(条浒苔与马尾藻)在流化床内的燃烧试验研究,结果表明,条浒苔颗粒能够稳定燃烧,而马尾藻颗粒结渣严重.针对海藻原样和流化床燃烧后收集的底灰,进一步利用压汞法和氮气吸附法进行孔隙结构分析,结果表明,燃烧后灰比原样孔隙增多,孔隙率从21.01%增大到49.74%;内部孔隙扩张,孔容积和比表面积增大.通过分形分析可知,海藻原样表面光滑,燃烧后灰表面粗糙不规则.燃烧后海藻灰具备多孔结构,可以考虑综合利用.

碳酸盐岩储层小岩样与全直径岩心分析孔隙度关系研究

研究了碳酸盐岩储层小岩样岩心分析孔隙度与全直径岩心分析孔隙度关系,选用219块全直径岩心与大量小岩样岩心做了孔隙度数据分析,利用随机抽样数据拟合公式计算出由小岩样岩心分析孔隙度刻度测井解释后所需二次校正量,得出在低孔隙度段（0-17%）小岩样岩心分析孔隙度小于全直径岩心分析孔隙度,但是在孔隙度大于17%以后小岩样岩心分析孔隙度大于全直径岩心分析孔隙度,并给出了定量校正公式及图版,以及随机互不相同抽样的源程序。

致密储层成岩储集相分类孔隙演化分析及其微观孔隙结构特征

苏里格气田东区致密储层受多期沉积、成岩及构造等作用影响，成岩过程中压实和胶结作用强烈，成岩作用复杂，储层具有孔隙空间小、孔隙结构复杂等特点。在对成岩储集相形成的有利因素与不利条件进行分析的基础上，阐述致密储层成岩过程孔隙演化基本规律及其岩性、物性、孔隙类型、孔隙结构特征，在研究区划分出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类成岩储集相类型。通过对该区盒8、山1、山2段岩心样品分析及储集空间鉴定结果，沿成岩过程进行孔隙度演化分析推演，得出不同成岩储集相各成岩阶段孔隙演化参数和孔隙演化模式，提出了不同成岩储集相成岩作用强弱造成不同岩性、物性、孔隙类型结构差异及特征。从而对该区分类成岩储集相微观孔隙结构特征参数进行统计分析，阐明了该区孔喉排驱压力、中值压力高，孔喉分选系数、变异系数、均质系数范围大。最大孔喉半径、退汞效率和结构综合参数偏低且分布范围大．微观孔隙类型组合复杂，孔隙结构特征参数差。指出其中Ⅰ、Ⅱ类成岩储集相各类孔喉结构参数分布在相对较好范围，孔隙分选系数、变异系数、均质系数处于相对较窄居中及孔渗高值部位，具有相对较好的孔隙结构及渗流、储集特征，成为该区致密储层筛选优质储层的主要目标。

基于电成像测井孔隙度分析技术的火山岩孔隙径向非均质性研究

火山岩储集层孔隙结构复杂,孔隙发育类型多,产能预测困难。为此,根据电成像测井的方法原理,结合Archie公式和常规测井资料,将火山岩层的电成像数据转换为核磁区间孔隙度类似的形式,通过与核磁区间孔隙度对比,得到火山岩储层的孔隙区间特征。在此基础上,针对火山岩复杂的孔隙类型,对孔隙区间展开进一步分析,得到不同孔隙区间所占的比例,结合计算的孔隙度变异系数,得到火山岩储集层的孔隙区间特征及孔隙径向非均质性特征,进而发现影响火山岩储层产能的隔挡层的存在,为火山岩次生孔隙发育情况及火山岩储集层产能预测提供了参考依据。

采用气体吸附法分析载体硅胶的孔隙结构

采用NOVA 2000 e型比表面积及孔隙度分析仪测定载体硅胶的比表面积和孔隙结构,考察了该方法的准确性和重复性,并对自制GC,进口955及LG 3种载体硅胶样品进行了测定,利用BJH法和NLDFT法对硅胶的孔径分布进行了计算。结果表明,该方法的测试结果准确,被测样品的比表面积、总孔容和平均孔径测定结果的相对标准偏差均小于2%;3种硅胶样品均含有圆柱状且孔径分布较窄的中孔,GC硅胶的比表面积和总孔容均较2种进口硅胶偏大;GC硅胶和955硅胶的孔径分布更接近,而LG硅胶的孔径分布范围相对更窄且孔隙分布更均匀。

岩样核磁共振试验在孔隙结构分析中的应用

嘉二段作为四川盆地一套稳定的地层,在XX气田岩性为白云岩夹灰岩和石膏,从岩芯分析看云岩的种类较多,主要以细粉晶和粉晶云岩为主。嘉二可划分为3个亚段(即嘉二1、嘉二2、嘉二3),常规测井资料及岩芯物性分析表明嘉二1段嘉二2段储层物性差异较小,但产能差异大,利用岩样核磁共振实验数据结合压汞资料分析了嘉二1和嘉二2两个亚段的孔隙结构类型,认为孔喉半径差异是影响产能的重要因素。

高温燃煤脱硫添加剂的煅烧特性及孔隙特性研究

针对炉内煤高温燃烧中脱硫率低的国际性难点,从分析化学的角度在失重分析的基础上分析了高温脱硫添加剂的脱硫机理.利用管式炉在不同条件下(温度、时间、气氛等)对脱硫添加剂的样品进行煅烧,用Origin6 0画图软件拟合出了各种样品在不同条件下的煅烧特性;并用Poremaster60孔隙分析仪分析了各煅烧样品的孔隙率以及比表面积等重要参数;最后利用智能定硫仪测试了在不同温度下不同脱硫添加剂配方的脱硫效果,得到了脱硫添加剂脱硫效果与其孔隙特性的对应关系,为制备高效的高温脱硫添加剂提供了理论基础.

孔隙数字模体构建方法与检测实践

目的为材料孔隙结构分析软件性能提供一种直观的评价工具。方法利用三维建模软件构建了数字模型,并在某种商业化的生物医学软件中生成了数字模体。结果用该方法建立的球形模体测试出该软件孔隙度、比表面积的计算结果非常准确;当孔径与立方体边长一半接近时识别准确度降低;对随着模型孔隙复杂程度增大识别准确性降低。结论用数字模体作为测试工具不仅可以快捷有效地了解软件孔隙参数分析性能好坏,而且可以作为算法分析和输出数据结果物理含义分析的有效工具。

核磁共振在水泥基材料孔隙结构研究中的应用

介绍了核磁共振的基本原理,分析了其在水泥化学领域的特殊优势。介绍了NMR在水泥基材料孔隙分析的应用原理及应用现状。

海拉尔盆地贝尔凹陷布达特群储层次生孔隙度确定方法

海拉尔盆地贝尔凹陷布达特群储层为古潜山油藏, 岩性较复杂, 属双孔隙介质储层, 仅用常规测井资料对储层评价难度很大。为此, 将常规测井资料和成像测井资料相结合, 利用先进的孔隙频谱分析 (PoroSpect) 等技术对储层次生孔隙度的发育给出定量描述, 实现了对储层有效孔隙度的定量计算, 为古潜山油藏双孔隙介质储层测井评价提供了新的手段, 对其它裂缝油气藏的测井评价具有指导意义。

纤维地聚物改性粉质黏土无侧限抗压强度试验研究

通过对杭州市某隧道工程开挖产生的废弃粉质黏土添加不同改良剂后开展无侧限抗压强度(unconfined compression strength,UCS)试验,研究了不同矿渣掺量、矿渣-粉煤灰比例、聚丙烯纤维掺量条件下改良土样的抗压强度特性,并对抗压强度形成的机理进行了分析;同时,基于扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)试验对表征土体孔隙特征的有关指标展开了定量分析。结果表明:在矿渣掺量为12%时UCS最大,为6738.04 kPa,较素土强度提高80.69倍;粉煤灰的掺入可提高试样后期强度,在K8F2(矿渣/粉煤灰比例80%∶20%)试样中最优;聚丙烯纤维的掺入能有效地改善材料的脆断性能,最优纤维掺量为0.4%。试样孔隙的定向频率在80°~100°区间内分布的概率最大,掺入粉煤灰后定向性较为均匀;孔隙率随着矿渣掺量的增加、地质聚合物中矿渣含量的增多均逐渐减小,在试样K12(矿渣掺量12%)和K8F2中出现最小值;而随着纤维掺量的增加,呈现先降低后升高的趋势,当纤维掺量为0.4%时其值最小,为6.204%;孔隙平均直径主要分布在0~1μm,矿渣掺量增多则小孔隙增多,大孔隙减少;孔隙丰度主要分布在0.4~0.6,孔隙形状主要为椭圆。

钙质砂颗粒内孔隙三维表征

南海钙质砂颗粒形状复杂,颗粒棱角突出且面孔隙与内孔隙结构发达.为了准确表征钙质砂内孔隙三维形态,本文借助高精度X射线μCT扫描技术,得到钙质砂颗粒高精度断层图像.通过对原始CT扫描断层图像切割、除噪、二值化等一系列操作,重构得到钙质砂颗粒三维图像.由于钙质砂颗粒外形不规则,因此直接提取其内部孔隙较为困难,本文通过对钙质砂颗粒的三维图像进行三维闭合运算等一系列算法的处理,较好地重构了钙质砂内部的三维孔隙.根据块状钙质砂颗粒的外表特征、内孔隙孔隙率的大小、孔径分布曲线形状以及分形维数的大小,可以大致将块状钙质砂颗粒分为两种类型.第1种类型块状钙质砂颗粒外表存在较多沟壑且内孔隙较为发达,第2种类型块状钙质砂颗粒内孔隙较不发达且连通性较低.两种类型块状钙质砂颗粒内孔隙的孔隙率与孔径分布曲线存在明显差异.同时研究发现,钙质砂颗粒内孔隙较好地符合三维分形特征,且分形维数的大小与孔隙率大小成正相关关系.为了深入地研究钙质砂颗粒内部孔隙的连通性,本文通过计算其距离图获得颗粒内孔隙的空间网络模型,对其分析得出,钙质砂颗粒网络模型的配位数分布大体趋势相同,由于两种钙质砂颗粒内孔隙形态的差异,配位数的分布也略有差异.

AMP-30K-2岩石孔隙结构测定仪测样内部盛器的结构改进

测样盛器是AMP -3 0K -2型岩石孔隙结构测定仪的一个重要部件,它的结构及所表现出的性能直接影响测定的精度。文章分析了五种类型测样盛器的实验数据,最终选出符合分析要求的类型。

Experimental investigation of vibration pretreatment-microwave curing process for carbon fiber reinforced resin matrix composites

The vibration pretreatment-microwave curing process is an efficient,low energy consumption,and high-quality out-of-autoclave curing process for carbon fiber resin matrix composites.This study aims to investigate the impact of vibration pretreatment temperature on the fiber weight content,microscopic morphology and mechanical properties of the composite laminates by using optical digital microscopy,universal tensile testing machine and thermo-gravimetric analyzer.Additionally,the combined mode of Bragg fiber grating sensor and temperature measurement fiber was employed to explore the effect of vibration pretreatment on the strain process during microwave curing.The study results revealed that the change in vibration pretreatment temperature had a slight impact on the fiber weight content when the vibration acceleration remained constant.The metallographic and interlaminar strength of the specimen formed at a vibration pretreatment temperature of 80℃ demonstrated a porosity of 0.414% and a 10.69% decrease in interlaminar shear strength compared to autoclave curing.Moreover,the introduction of the vibration energy field during the microwave curing process led to a significant reduction in residual strain in both the 0°and 90°fiber directions,when the laminate was cooled to 60℃.

生态多孔混凝土孔隙结构特征计算方法

制备生态多孔混凝土试件,切片后,采用数字图像处理技术,通过对切片处理方案的选择对比,选取合理的切片图像处理方案;应用PS、MATLAB、IMAGE PRO PLUS、IMAGE J等软件对多孔混凝土试件切片切面进行处理分析,计算试件的图像分析孔隙率,与实测孔隙率比较分析;用数盒子数法计算生态多孔混凝土试件孔隙结构分形维数并建立其孔隙结构特征与分形维数的关系。试验结果表明:各生态多孔混凝土试件的实测孔隙率都不相同,但都在20%～30%的目标孔隙率之间;各生态多孔混凝土试件的分形维数都不相同,说明了生态多孔混凝土孔隙结构的复杂性、不规则性和多样性;分形维数与实测孔隙率密切相关。

基于斯通利波及电成像测井数据对火成岩裂缝地层的特征分析

随着石油勘探类型的转变和发展,如何高效且准确地识别地层中的裂缝变得十分重要.本文构建了斯通利波在裂缝地层中传播的理论模型,得到了斯通利波在经过裂缝带时会形成反射斯通利波,以及地层中裂缝的条数越多、斯通利波反射系数越大的理论结果.在此基础上,对辽河盆地火成岩地层的声波测井数据进行了斯通利波波场分离(中值滤波),得到反射斯通利波,并计算了裂缝地层的反射系数.同时对该地层的电成像测井数据进行了孔隙度分布谱和区间孔隙度分析.研究表明:在裂缝发育的地层,反射斯通利波能量增强,反射系数变大;裂缝发育地层电成像孔隙度分布谱明显变宽,电成像区间孔隙度中大孔隙占比增大,显示次生孔隙(裂缝)发育.

基于孔隙分布非均质性建立碳酸盐岩储层产能分类标准

塔里木盆地目标研究区块碳酸盐岩为特低孔隙度渗透率储层,储集空间复杂,粒间孔、溶蚀孔、裂缝均有发育,孔隙分布具有很强的非均质性,增加了储层生产能力测井评价难度。以分析储层孔隙非均质性与渗透性之间的关系为基础,通过提取表征储层孔隙非均质性的成像孔隙度频谱特征参数,结合储层有效孔隙度、有效厚度,建立研究区碳酸盐岩储层产能分类标准,目前预测产量级别符合率为90%,为该区试气选层和区域评价提供了有力的技术支持。

冻融及耦合酸化作用下土壤中重金属的浸出性及其机制解析

冻融与不同pH溶液的耦合作用下土壤中重金属浸出行为尚缺乏研究。本研究采用TCLP测试评估了冻融及耦合酸化处理前后土壤中重金属的浸出毒性,并采用孔隙(颗粒)与裂隙图像识别与分析系统(PCAS)和地球化学模拟软件(PHREEQC)分别探究土壤矿物颗粒的微观结构和矿物学演化特征。结果表明,经过30次冻融循环后,As、Cd、Cu、Mn、Pb和Zn的最大浸出浓度分别为0.22 mg/L、0.61 mg/L、2.46 mg/L、3.08 mg/L、29.36 mg/L和8.07 mg/L。在冻融和酸化的耦合作用下,土壤颗粒的孔隙度增加了4.79%。孔隙和裂缝的演化所引起的颗粒结构破坏证实了这一结果。在冻融作用下,土壤颗粒的各向异性增加,而在冻融与酸化的耦合作用下,土壤颗粒的各向异性降低。SEM-EDS、PCAS量化和PHREEQC模拟的结果表明,重金属的释放机制不仅与矿物颗粒的微观结构演化特征有关,还受质子腐蚀以及矿物的溶解和沉淀的影响。这些结果将为季节性冻土地区污染场地土壤修复评价提供重要参考。