气泡运移特征可视化观测装置研制及应用

气液两相流动过程中,气泡的形态变化时刻影响着流动的发展。为分析气泡在运移过程中的形态变化,该文研制了一套气泡运移特征可视化观测装置,包括管道模块、动力模块及数据采集模块。为了验证装置的可靠性,开展了不同液相黏度、不同液速及不同管道倾角下的气泡运移实验。实验结果表明,该装置操作简单、功能多样,可清晰地展示并记录气泡在不同液相环境下的运移轨迹及状态,并得到气泡的速度变化数据,实验结果直观可靠。结果证明该装置可解决因气泡运移特征复杂、影响因素多而难以获取直观数据的问题,对研究气液两相流动及气泡动力学领域的相关问题具有一定意义,可推广应用。

荫营煤矿采空区瓦斯运移特征及防治技术应用

以荫营煤矿地质条件为基础,对综采工作面采空区瓦斯运移特征及抽采技术进行了研究,确定了工作面瓦斯浓度推进方向与切眼方向上的运移规律,采用高抽巷抽采采空区瓦斯,并对高抽巷及钻场布置参数进行了设计。高抽巷瓦斯抽采混合量在90~109 m~3/min范围内,抽采纯量在4~7 m~3/min范围内,工作面回风隅角瓦斯浓度未超过0.5%,表明采用高抽巷技术能够有效治理采空区瓦斯。

气顶边水油藏油气协同开发下流体界面运移特征

气顶边水油藏的开发,存在明显的油气水互侵现象,导致产量快速递减,开发难度增大。为了防止生产井过早停产,需明确流体界面运移特征,制定油气协同开发生产制度。通过油藏数值模拟方法,建立了月东油田气顶边水油藏实际模型与机理模型,根据气顶与边水作用能量强弱,将油气协同开发区域划分为边水控制区、气顶控制区和气顶边水联合控制区三类进行研究,综合评估气窜、水淹、油侵风险,明确油气、油水界面运移特征并形成运移速度图版。结果表明:随着开发的进行,气顶膨胀导致油气界面从油藏顶部向油井方向运移,边水侵入导致油水界面从油藏底部向油井与气井方向运移,油井存在气窜与水淹的风险,气井存在水淹与油侵的风险,剩余油主要分布在气顶下部和井间高部位,确定月东油田气顶边水油藏合理采气速度为6%~8%。基于实际与理论研究形成的成果认识为气顶边水油藏油气协同高效开发提供理论指导。

长壁膏体充填开采覆岩运移特征及矿压显现规律研究

以古城煤矿1123充填工作面为研究对象,运用地质雷达、多点位移计、微震监测等方法研究深井长壁膏体充填开采覆岩运移特征及矿压显现规律。结果表明:(1)工作面超前采动影响距离为33~37 m,进风巷煤柱侧超前采动影响距离增至50 m,回风巷断层影响区超前采动影响距离呈现增长趋势;(2)充填工作面微震事件分布呈非对称、低能量、纵向发育高度小、底板集中、顶板分散等特征,以小能量事件居多;(3)充填工作面顶板以变形下沉为主,未发生大范围的破坏,说明充填开采可降低上覆岩层的运移模式和强度;(4)充填工作面推进到165.6 m时,地表未发生明显的沉降现象,表明充填开采对地表沉降具有较好抑制作用。

鄂尔多斯盆地镇北油田延长组低渗透储层成因及油气运移特征

低渗透储层具有孔隙结构复杂和毛细管阻力大等特点,油气在其中运移的动力、路径以及运移方向是低渗透储层油气成藏研究的关键。以鄂尔多斯盆地镇北油田为例,通过岩石显微薄片分析、扫描电镜能谱分析、原油含氮化合物油气运移示踪分析、砂岩含油饱和度变化特征等,分析了延长组低渗透储层的成因、油气运聚时期的储层物性以及油气在低渗透储层中的运移特征。结果表明,该区延长组储层受沉积和成岩作用的影响在油气大规模运移之前就已经形成低渗透储层,岩石中存在的大量软颗粒以及特殊的同生软颗粒是形成低渗透储层的根本原因;油气侧向运移距离短,裂缝、微裂缝为主要运移通道,在异常压力作用下油气具有幕式快速运移的特征。

厚松散层薄基岩采动诱发水砂流运移特征试验

利用自制的水砂流运移及突涌模型进行试验,模拟了采动覆岩体裂缝通道中水砂流的运移与突出过程,研究了煤层开采水砂混合流运移特性。根据煤层采动引起覆岩破坏形成的垮落带、导水裂缝带通道情况,将水砂混合流运移通道侧壁面分为平直光滑无充填的、粗糙起伏无充填的及有充填软弱泥质物质的3类,并针对这几种形态进行了模型试验。试验以0.05 MPa和0.1 MPa水压力条件下的不同通道裂缝宽度、不同倾角、不同通道侧壁形态为例,揭示了孔隙水压力在裂缝通道中不同位置的变化特征。突水涌砂在采空区是瞬间发生的,在裂缝通道内,根据孔隙水压力的变化,将水砂混合流运移过程分为相互关联的3个阶段:上升阶段、稳定阶段及突出阶段;总结了水砂混合流突出阶段的水压力变化曲线的特征,划分出了3种水砂突出类型:直泻式突出型、跳跃式突出型和缓坡式突出型。由此,探索了水砂混合流运移特征及动力机制。

咸淡轮灌土壤水盐运移特征研究

为了寻求合理微咸水农田灌溉方法,进行了不同咸淡轮灌模拟试验,分析了累积入渗量、湿润锋、土壤含水量、土壤含盐量、盐分浓度和钠吸附比的变化特征,结果表明咸淡咸轮灌方式下土壤入渗能力较大,且脱盐区内脱盐率比淡咸咸的高,而淡咸咸轮灌方式下同一土层土壤含水量高。此外,灌2次咸水与1次相比土壤盐分浓度增加不大。而低SAR的微咸水对碱化土的改良有一定作用。

黄河乌兰布和沙漠段沿岸沙丘形态及其运移特征

为更合理、精确地计算黄河乌兰布和沙漠段的入黄沙量,探明其对黄河沿岸植被造成的影响程度,以黄河乌兰布和沙漠段沿岸沙丘为研究对象,通过野外地貌调查、沙丘形态测量和遥感解译对其沙丘的形态特征及其运移特征进行了系统研究。结果表明:乌兰布和沙漠沿黄段沙丘以走向西南—东北的新月型沙丘和新月型沙丘链为主,沙丘剖面形态不对称,具有明显落沙坡;在发育过程中同时受到了西南风和西北风的显著影响,5年内以沙丘整体向河道推进为主,共移动19.45m,具有单向快速运移的特点,且沙丘不断向黄河侵袭,应采取措施予以遏制。

微咸水水源线源滴灌土壤水盐运移特征试验研究

滴灌被认为是最适合用于微咸水开发利用的灌溉技术,在微咸水资源丰富的我国有巨大的开发应用潜力。通过在室内采用土箱进行入渗试验,研究了微咸水滴灌条件下线源滴灌3个特征剖面的水盐分布特征及矿化度对水盐分布的影响。结果表明利用微咸水滴灌能形成一个较高含水率且含盐量较低的区域,为作物提供一个良好的水盐环境;在相同入渗深度,矿化度越大,含水率越大,含盐量也越大;湿润锋交汇界面处的土壤含水率和含盐量一般均大于未交汇同等土壤深度的含水率和含盐量。

川西北地区三叠系硫化氢分布及运移特征研究

在深入研究包裹体岩相学特征的基础上,应用激光拉曼光谱分析了川西北地区不同层位、不同产状中包裹体的物质组成,探讨了该地区硫化氢的分布及运移特征。研究结果表明,该地区中、下三叠统中丰富的膏岩矿物、足够的埋藏深度以及较高的地温梯度构成了硫化氢大规模生成的必要条件。高含硫化氢天然气在须二段成岩作用阶段就开始大规模向该地层中运移,其运移通道主要为孔喉和溶蚀孔隙;后期注入的烃类中硫化氢含量相对较低,其运移通道为构造裂隙和流体压力作用形成的裂隙,在运移过程中相对稳定的还原环境是硫化氢不被消耗的关键条件。

南堡凹陷油气运移特征及成藏动力学系统划分

详细分析南堡凹陷油气运聚特征 ,划分出下第三系的成藏动力学系统。研究区油气初次运移的排烃门限较深 ,处于成油门限之下的第一个高异常孔隙流体压力值骤减的深度即为本区油气大量初次运移的主排烃门限。对于二次运移 ,油源和正向构造带展布控制了油气侧向运移的区域指向 ;断裂活动和生储盖组合控制了油气的垂向运移和纵向分布 ;供油断层的活动性与烃源层主排烃期的配合 ,是控制油气在各正向构造带富集程度的重要因素。根据孔隙流体压力分布和油气运移聚集特征 ,该区纵向上可划分出 3个成藏动力学系统 :下部自源高压原生封闭—半封闭成藏动力学系统、中部自源—它源高压—常压半封闭—封闭成藏动力学系统、上部它源常压次生开放型成藏动力学系统。

文家沟巨型岩质滑坡高速远程运移特征分析

文家沟滑坡是汶川地震诱发的巨型高速远程岩质滑坡,其运移特征尚不明确。在现场调查的基础上,结合遥感解译,进一步深入研究其运移特征。分析得出,滑体自滑源区差异性启动,途经斜坡区铲刮坡表岩土体,随后以滑行、飞行等方式进入沟谷区,沿沟铲刮两岸坡体继续下行,与岸坡发生了5次明显的冲撞,逐步解体碎屑化,于第3次冲撞后开始大规模减速堆积,最终于沟口区停积。结果表明,地形是滑体运移堆积的主控因素,滑体的解体碎屑化和冲撞山体时的爬高、抛摔、越顶现象以及冲击气浪的形成等是高速行程的具体表现,碰撞是导致全程解体碎屑化的主要途径。

特大暴雨作用下土壤盐分运移特征研究

利用粉砂壤土柱研究特大暴雨过程中土壤盐分运移特征结果表明 ,当地下水埋深为 1.5m时特大暴雨作用下 0～ 30cm土层土壤盐分下移至 30～ 10 5cm土层段 ,属浅位脱盐 ,雨后土壤盐分极易再次升至耕作层 ;地下水埋深为 2 .5m时 0～ 83cm土层土壤盐分下移至 83～ 2 0 0cm土层段 ,其淋洗效果最佳 ;地下水埋深为 3.0m时 10 0～ 2 0 0cm土层土壤盐分下移至 2 0 5～ 2 5 5cm土层段 ,属深部脱盐。

不同施肥处理条件下苗圃潮土硝态氮垂向运移特征

针对我国北方典型潮土区苗圃育苗过程中水肥利用效率不高的现状,选取北京市昌平区速生杨种苗培育基地为研究对象,开展不同施肥处理条件下0-100cm土壤剖面氮素养分垂向运移过程的田间定位监测试验。监测结果表明,3种施肥处理条件下的0-100cm土壤剖面中各土层硝态氮含量以表层土体为最高,由表层向底层土壤硝态氮含量呈逐渐减小的趋势,其中处理3条件下0-100cm土壤剖面中硝态氮含量均高于处理1条件和处理2条件下的;0-100cm土壤剖面硝态氮平均累积总量排序依次为处理3>处理2>处理1,其中处理3条件下土壤硝态氮平均累积总量高达307.85kg/hm2,表明过量施肥导致土壤中硝态氮大量累积,使得硝态氮极易随土壤渗漏水下移淋失。研究结果进一步揭示了北方典型潮土土壤水、硝态氮淋失的垂向迁移与渗漏损失机制,可为制定科学的苗木施肥方案、提高肥料的利用效率、完善林木抚育管理技术等提供有力的理论支撑和科学指导。

高邮凹陷油气运移特征研究

利用高邮凹陷油气在运移过程中的油气比和甲烷含量的变化推得垂向及侧向运移系数,进而对该区油气运移特征进行了研究。结果表明,该地区油气运移程度具有“下低上高、内低外高”的趋势,即在深凹带,垂向上运移程度及运移系数自下而上依次增加,平面上深凹带和内斜坡带油气运移程度低,而外斜坡带和低凸起运移程度高。整个凹陷油气运移方式为垂向侧向混合式,但不同二级构造单元油气运移方式有所不同。深凹带相对以垂向运移为主,侧向运移为辅;斜坡带、低凸起带则以侧向运移为主,垂向运移为辅。

咸水滴灌条件下梭梭和柽柳的土壤水盐运移特征

梭梭和柽柳既是维持生态平衡的重要的荒漠植物,也是宝贵的沙生经济植物。在咸水资源丰富地区,研究了咸水滴灌条件下梭梭和柽柳生长的土壤的水平湿润区、土壤湿润体内部水分变化特点,湿润范围表层盐分和湿润体内部盐分的运移特征。一方面,为开发和利用当地丰富的咸水资源进行了尝试,另一方面,两种植物在高矿化度的水环境下生长,为咸水的安全利用及维持主要荒漠植物梭梭和柽柳成活提供了初步的参考。

缔合聚合物在多孔介质中的渗流运移特征

为了探讨缔合聚合物在多孔介质中能否保持较高的有效粘度,并指导其矿场应用,进行了不同类型缔合聚合物溶液性能评价和物理模拟实验。测试了不同类型聚合物在不同的质量浓度和剪切速率条件下的增粘性能,在高质量浓度条件下,缔合聚合物的增粘性较常规驱油用聚合物好,但其表观粘度受剪切速率影响大。在多孔介质中的有效视粘度和渗流运移特征及驱油效果表明,具有超高相对分子质量且分子间存在缔合作用的聚合物表现出了较好的增粘性和在多孔介质中均匀的压力传递特征,其作为驱油剂具有较好的应用前景,而仅靠分子间缔合作用增粘的普通缔合聚合物作为驱油剂的应用有待进一步改进和完善。

鄂尔多斯盆地中部奥陶系风化壳天然气的运移特征

鄂尔多斯盆地中部奥陶系风化壳天然气运移是迄今研究比较薄弱的重要问题 .在前人工作的基础上 ,依据实际的地质和地球化学资料 ,分析了鄂尔多斯盆地中部奥陶系风化壳天然气的运移特征 .研究认为 ,以靖边为中心的中部气区是天然气运移的有利区 .奥陶系风化壳天然气的运移较为复杂 ,既有奥陶系来源天然气的侧向运移 ,又有上覆石炭—二叠系来源天然气的穿层运移 .这与研究区的构造演化。

惠民凹陷临南地区油气输导系统及油气运移特征

油气输导系统和油气运移的特征决定油气藏形成与分布 .根据惠民凹陷临南地区的实际地质条件的分析 ,指出在异常低压的背景下 ,该研究区输导系统和油气运移聚集呈现如下特征 :( 1 )该区输导系统主要由砂体和断层组成 ,断层 (以夏口断层为主 )在油气运移中起着更重要的作用 ,且受断层面形态控制 ,两个北凸面起着汇聚油流的作用 ;( 2 )由于异常低压使得运移动力非常弱 ,油气运移表现为低速流近距离运移的特征 ,油气藏主要分布在夏口断层两侧 。

大采高综放开采特厚顶煤运移特征实测研究

为掌握大采高综放开采特厚顶煤的运移特征,采用深基点观测方法,在大同塔山8105大采高综放工作面设置观测站,对特厚顶煤不同层位的运移特征进行观测分析。结果表明特厚顶煤上、下位的顶煤运移具有不同步性,主要分为3个阶段:煤壁前方4.27 m为超前支承压力影响阶段,上位顶煤位移增量大于下位顶煤;煤壁前方0~4 m为顶板回转下沉影响阶段,下位顶煤的位移增量大于上位顶煤;煤壁后方一6~0 m为支架反复支撑一顶板回转影响阶段,下位顶煤的位移增量急剧增加。