基于KingView的煤矸石烧结空心砖隧道窑监控系统

【目的】实现煤矸石烧结空心砖隧道窑烧结过程的"自动"控制与管理,保障系统安全、稳定的运行。【方法】利用自动检测技术、增量式PID控制算法和组态软件KingView设计并实现了一煤矸石烧结空心砖隧道窑监控系统。【结果】该系统实现了对窑温、窑压、窑车位置等信息的实时检测和控制,完成了对整个烧结过程的自动控制。【结论】该设计不但有效地提高了系统运行的安全性,而且提高了空心砖的合格率与产量,收到了良好的经济效益。

四川盆地“槽-隆”控制下的寒武系筇竹寺组页岩储层特征及其差异性成因

四川盆地寒武系筇竹寺组是继五峰组-龙马溪组后页岩气勘探开发的重要接替层位,目前在德阳-安岳裂陷槽中心和槽缘部署的Z201井和WY1井页岩气勘探取得良好效果,但裂陷槽内筇竹寺组页岩储层发育特征仍不清楚。以槽内中心Z201井和槽缘WY1井为重点,结合其他页岩气勘探开发资料,系统分析了研究区筇竹寺组页岩各小层矿物特征、有机地化特征、储层及储集空间特征、含气性特征。研究结果表明:①筇竹寺组可划分为8个小层,页岩整体以脆性矿物为主,总有机碳含量(TOC)普遍大于1%,为优质烃源岩,且槽内TOC高于槽缘,具备良好的生气条件。②筇竹寺组页岩有机孔与无机孔均发育,槽内孔隙发育更好,具有极高的含气量。1,3,5和7小层黑色页岩储层品质较好,5小层储层品质最优。③德阳-安岳裂陷槽控制了筇竹寺组页岩储层发育,槽内Z201井钻遇的筇竹寺组页岩储层优于槽缘WY1井。④乐山-龙女寺古隆起控制筇竹寺组页岩有机质演化程度,古隆起内筇竹寺组有机质热演化成熟度普遍低于古隆起外,隆起区适中的热演化程度具备大规模富气的条件。筇竹寺组页岩储层各项条件较好,是未来页岩气勘探开发的主要接替区域。

四川盆地南部地区五峰组—龙马溪组深层页岩气富集控制因素新认识

近年来,随着四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气勘探开发迈向深层(埋深介于3500~4500 m),在四川盆地南部(下文简称川南)地区的泸州、长宁和渝西等区块深层页岩气不断取得了重要突破,展现了深层页岩气良好的开发前景。为了准确认识川南地区深层页岩在局部地区出现的低电阻率、高含水饱和度、测试微气现象,分别从页岩有机质成熟演化、页岩气源内运移特征和区域多期断裂活动影响等3个方面系统地分析了页岩气富集控制因素。研究结果表明:①高—过成熟度有机质石墨化造成了页岩电阻率和含气量明显降低,在有机质成熟度(Ro)大于3.6%以后,有机质生气能力衰竭,颗粒孔隙度明显降低,含水饱和度明显升高;②页岩气存在“源内侧向运移”特征,含气性与现今构造区带构造位置相对高低相关,表现为相对海拔高部位含气饱和度高,相对海拔低部位含气饱和度低;③Ⅰ级断裂对天然气的散失有显著的控制作用,建议距离Ⅰ级断裂1.5 km范围内勿部署实施井位,Ⅱ级断裂对含气性影响范围有限,距离Ⅱ级断层700 m以外时对页岩气体积压裂的影响较小。结论认为,充分考虑页岩有机质热演化程度、构造位置相对高低关系以及断裂发育特征等因素对深层页岩气富集的影响,有利于完善深层页岩气评价标准,对认识深层页岩气资源潜力以及优选有利区,具有重要现实意义,并可为推动实现深层页岩气规模增储和效益开发提供理论支撑。

页岩气井地质工程套管变形类型及影响因素研究进展

通过调研国内外大量页岩气井套管变形方面的文献,总结了页岩气井套管变形的类型,探讨了深、浅层页岩气套管变形影响因素差异及面临的问题,并提出了针对性的防治措施及下一步主要研究方向。研究结果表明:(1)页岩气井套管变形类型主要包括挤压缩径变形和剪切变形,深层页岩气井出现套管变形的概率较中浅层更大,主要为剪切变形。(2)造成套管变形的工程因素包括井筒降温、固井质量、套管疲劳、套管质量以及井眼狗腿度等,地质因素包括岩石力学特性、非均匀地应力以及天然裂缝/断层滑移等;深层页岩气井套管变形主要受天然裂缝/断层滑移的影响。(3)页岩气井套管变形风险防治措施包括控制井筒温度及注入强度,采用水泥环力学性能参数较低的水泥进行固井作业,适当减小套管外径、增大壁厚、提升钢级等提高套管质量,以及尽量让井轨迹平滑等;对深层页岩气井可通过将井眼水平段延伸方向与岩层层理方向设计为一致,掌握裂缝分布情况、尽量避开高风险剪切滑移层段,对不同级别滑移风险层段合理降低压裂规模、调整井筒方位等措施来降低套管剪切变形的风险。(4)页岩气井套管变形防治研究方向主要包括优选岩石力学特性好的压裂层段、最优井轨迹与地应力的关系分析、裂缝识别与评价、断层滑移量与套变量计算等方面。

成型方式对应力吸收层沥青混合料性能的影响

开展了旋转压实与马歇尔击实成型对应力吸收层沥青混合料体积和力学性能的影响分析。试验结果表明,应力吸收层配合比设计中可用马歇尔击实50次代替旋转压实50次成型试件,旋转压实试件与马歇尔试件的劈裂抗拉强度、贯入应力均具有良好相关性,换算系数分别为1.347和0.910。提出了基于马歇尔击实方法的应力吸收层设计要求,可更好地进行配合比设计和工地现场质量控制。

不同构造单元页岩孔隙结构差异及其油气地质意义——以四川盆地泸州地区深层页岩为例

不同构造单元页岩储层品质、含气性差异明显,构造改造作用对页岩气勘探开发具有控制作用,但关于深层页岩气的构造控制作用机理研究较少,相关认识尚不明确,制约了深层页岩气的勘探开发。为此,通过“岩心—薄片—扫描电镜”多尺度观察、全岩矿物X射线衍射分析、核磁共振等技术手段,对比分析了四川盆地南部泸州地区不同构造单元上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组深层页岩孔隙结构和储层特征的差异,探讨了不同构造单元页岩孔隙结构差异与储层品质的耦合关系,明确了页岩气产量差异的内在地质原因,落实了构造改造作用下的页岩气勘探开发有利区。研究结果表明:①向斜区页岩主要以有机质孔隙、非构造裂缝为主,孔径大;背斜区页岩孔隙结构被强烈改造,以矿物粒间孔、构造裂缝为主,矿物粒间孔狭长且定向排列,孔径小。②向斜区构造相对稳定,有机质孔隙、矿物粒间孔以及成岩裂缝保存较好,宏孔占比高,储集性能好,含气量和产量高;背斜区页岩储层发育大量构造裂缝与断层,孔隙和成岩裂缝被压实,孔径减小,储集性能变差,含气量和产量低。③距盆缘剥蚀区越远,构造越稳定的单元,保存条件越好,该类构造单元页岩储层越发育,含气量和产量越高,页岩气勘探开发潜力越大。结论认为,构造运动对于压力系统的影响是形成不同构造单元深层页岩孔隙结构特征差异的重要因素,并控制了页岩储层的含气性与产量;向斜区深层保存条件好,远离剥蚀区,为勘探开发的最有利区,该认识可为深层页岩气勘探开发提供技术支撑。

四川盆地二叠系龙潭组页岩气储层特征与勘探潜力

通过宏观野外实测、岩芯观察以及微观薄片鉴定、氩离子抛光扫描电镜观察(SEM)等技术手段,对四川盆地上二叠系龙潭组页岩气的储层特征进行了系统分析。龙潭期主要沉积环境从南向北依次发育:河流三角洲、滨岸沼泽、潮坪、混积陆棚与碳酸盐岩台地相。富有机质泥页岩主要发育在滨岸沼泽与深水陆棚相区,川北深水陆棚相页岩具有“四高一低”的特征:高含气量(>5 m^(3)/t)、高TOC(>4%)、高孔隙度(>6%)与低黏土矿物(<38%),是未来勘探的重点区。

页岩气运移证据及其动态富集模式——以四川盆地南部深层页岩气为例

页岩气存在运移现象,但页岩气运移现象对页岩气富集的影响尚不明确。为了查明深层页岩气运移证据及其富集模式,以四川盆地南部下志留统龙马溪组深层页岩气藏为例,基于页岩气藏天然气地球化学特征、赋存于顺层低角度裂缝中方解石脉包裹体特征、储层孔隙结构,查明了页岩气运移通道及运移能力,并结合典型气藏解剖,划分了龙马溪组页岩气动态富集模式。研究结果表明:①页岩气藏流体势场指示运移方向与气体组分指示方向一致,表明页岩气存在运移现象,且赋存于顺层裂缝中的流体包裹体揭示了研究区龙马溪组页岩气存在2期运移,分别发生在生烃高峰和后期抬升阶段;②现今研究区龙马溪组页岩储层存在满足页岩气运移的孔隙,且龙马溪组页岩孔隙以满足菲克扩散的孔隙为主,其次为满足滑脱渗流的孔隙和满足达西渗流的孔隙;③页岩气运移对页岩气富集具有重要的影响,研究区可划分出高抬升过渡带富集型、断裂散失背斜过渡带富集型、断裂散失向斜核部富集型、高部位富集型、弱运移能力断裂散失型5种页岩气动态富集模式。结论认为,在地质历史时期,页岩气存在运移现象,多期次的运移现象决定了现今的页岩气富集程度与富集区的优选。

仪器偏心对纵横波衰减影响的正演实验

近年来,水平井得到了越来越广泛的应用,在页岩气等非常规油气藏以及海上油气藏的勘探开发中发挥了至关重要的作用。但水平井测井在影响因素校正、资料处理和解释等方面尚存在诸多问题。针对仪器偏心对水平井声波测井响应影响的问题,开展了相关的物理模拟实验研究和数值模拟分析。提取了不同偏心率条件下的模式波的能量参数,分析了模式波能量随仪器偏心率的变化关系。结果表明,当仪器处于偏心状态时,模式波的能量均与仪器偏心率呈现类似负指数关系;仪器偏心率与模式波的能量衰减系数呈现S形曲线变化关系。研究结果有助于厘清仪器偏心对水平井声波测井响应的影响规律并为进一步开展仪器偏心对阵列声波测井响应影响校正方案研究提供指导。

渝西地区高含水页岩气藏特征、形成机理及地质意义

渝西地区深层龙马溪组页岩气藏是四川盆地海相页岩气增储上产的主要领域,然而该区域局部页岩气藏高含水给深层页岩气勘探开发带来了挑战。为此,通过基础地质、地球化学、孔隙结构、连通性、断裂活动期、页岩气成藏调整期、高含水页岩的高角度方解石脉体与上下石灰岩地层锶同位素等分析,对高含水页岩气藏形成的关键因素、页岩中水的来源及路径进行了研究,并通过数值模拟明确了高含水页岩气藏的含水饱和度下限及高含水页岩气藏与低含水页岩气藏的平面边界,揭示了高含水页岩气藏的形成机理及地质意义。研究结果表明:①断穿龙马溪组地层且终止于二叠系岩溶储层的断裂是研究区局部页岩气藏高含水的关键因素。②断裂活动期与页岩气成藏调整期匹配,页岩气先散失,下二叠统栖霞组底部地层水再沿断裂进入龙马溪组页岩储层,进而形成局部高含水。③高含水页岩的含水饱和度下限为40%,断裂附近外来水供给充足时,断裂破碎带的5 km外为高含水页岩气藏与低含水页岩气藏的边界;外来水供给不充足时,可根据高含水井位向外推0.78~5.10 km,即为页岩气勘探有利区。结论认为,渝西地区二叠系岩溶储层与切穿龙马溪组且终止于二叠系地层的活动断裂是局部页岩气藏高含水的原因,该研究成果为规避渝西地区深层高含水页岩气藏、确定页岩气有利区边界及评价井井位部署提供了理论指导。

川北地区大隆组页岩储层特征及勘探潜力

以川北地区朝天关口村大隆组典型野外剖面及邻区其他剖面为例,通过野外剖面观察、岩石薄片和微体古生物化石薄片观察鉴定等方法,分析其垂向及平面的岩相及沉积相展布及变化,结合区内已有钻井、地球化学主微量元素、总有机碳(TOC)、物性及微孔隙等参数来探讨其页岩的勘探潜力。研究结果表明:(1)大隆组地层纵向上自上而下发育一套灰色硅质灰岩、灰黑色灰质页岩、灰黑色碳质页岩、泥岩组合,其中大隆组二段硅质灰岩和泥质灰岩中含有大量的菊石、牙形石、放射虫化石,大隆组一段碳质页岩和钙质页岩中则含有少量有孔虫、介形虫、双壳类、腹足类以及腕足等化石;(2)大隆组页岩沉积环境属于缺氧—贫氧咸水环境,利于有机质的保存与富集;(3)大隆组页岩有机质类型为Ⅱ1型、有机质丰度高,处于成熟—高成熟演化阶段,孔隙主要发育粒间孔、粒内孔与有机质孔,大隆组二段黑色页岩孔隙度较高,脆性矿物质量占比高,页岩可压裂性好,具有良好的页岩气富集成藏地质条件。综上分析认为,川北地区大隆组页岩整体具有较好的页岩气资源潜力,可作为下一步页岩气勘探的后备层位。

页岩储层地震尺度断裂系统分析及其石油地质意义——以四川盆地长宁地区宁201井区为例

以四川盆地长宁地区宁201井区页岩储层为例,借助三维地震体和其蚂蚁追踪体地震属性开展了构造精细解释,应用有限元层拉平、正交分解主成分分析、自动断层片提取和古应力场反演等技术,并结合已有区域构造地质认识和单井裂缝信息,对地震尺度断裂系统进行了分期与配套,不仅重新厘定了区域构造演化序列,而且实现了区域构造和油藏级别不同尺度裂缝系统之间的有机匹配。分析结果表明:①影响目的层地震尺度断裂系统发育的主要构造活动发生于燕山期—喜马拉雅期,主要包括燕山晚期构造幕的近S—N向挤压作用、喜马拉雅早期构造幕的NNE—SSW向挤压作用以及喜马拉雅中期构造幕的NWW—SEE向挤压作用;②燕山晚期构造幕主要形成近EW向长轴背斜和向斜、近EW向逆冲断层和断层相关裂缝,以及多个方向的褶皱相关裂缝;③喜马拉雅早期构造幕主要形成了成因上相关联的共轭断裂系统,包括走滑断层和剪切裂缝(NNW向和NE向2组)以及横向扩张裂缝;④喜马拉雅中期构造幕主要形成NNE—NE向逆冲断裂和伴生褶皱,以及横向扩张裂缝。研究成果对于页岩气勘探开发区离散型裂缝建模、钻井工程预警,以及完井、开发方案优化等都有着非常重要的石油地质意义。

深层页岩气水平井双层靶体优选及效益评估

川南泸州地区五峰组—龙马溪组深层(>3500 m)页岩气富集,为保障页岩气增产稳产的开发目标,需要实现龙一1亚段页岩气的立体动用。利用岩芯、测井及生产等资料,对研究区深层页岩气地层开展了储层特征、储层品质定量化评价及压裂高度模拟等方面的研究,结合储层品质定量化评价和压裂高度模拟建立了一种深层页岩气水平井双层靶体智能优选及效益评估方法。研究结果表明:1)龙一_(1)亚段由深到浅整体物性变差,龙一_(1)^(1)—龙一_(1)^(3)小层以Ⅰ类甜点为主,龙一_(1)^(4)小层以Ⅱ类甜点为主,厚度达40余米。2)深层页岩气储层水平井靶体智能优选方法可快速得到两套靶体优选的深度、甜点品质、压裂高度和水平井靶体效益评估Q值等信息。3)第一套靶体效益评估的平面优势区域与目前产量高的井区相符合,结合龙一_(1)^(4)小层的靶体效益评估Q值和部分已建立第二套靶体水平井的实际产量,认为川南深层页岩气储层第二套靶体具有一定的开发价值和潜力,且明确了两套靶体平面上的优势区域,为深层页岩气储层双层靶体的规模化实现及产量预测提供了依据。

川南地区五峰组-龙马溪组页岩中成岩矿物的种类及其对储层的影响

页岩成岩作用及其对储层演化的影响一直以来都是页岩气勘探研究的重点,但对多矿物的类型、协同演化方式、以及对储层演化的影响的研究至今薄弱,无法更大限度地评价页岩的优质储层。运用大视域拼接扫描电镜和矿物定量分析2种方法,对四川盆地五峰组-龙马溪组页岩中的成岩矿物进行有效地识别,分析成岩作用对页岩储层发育的影响。基于矿物孔隙的发育程度将黏土矿物、草莓状黄铁矿定义为具多孔特性矿物,石英、长石、自形晶黄铁矿、碳酸盐矿物定义为不具多孔特性矿物,同时建立五峰组-龙马溪组矿物成岩演化序列,并以此探讨成岩作用中优质储层的形成机理:早—中期成岩作用阶段,不具多孔特性矿物形成脆性格架,抑制压实并保持内部孔隙;中—晚期成岩作用阶段,具多孔特性矿物和有机质形成有机复合体,催化有机孔形成。这2类矿物阶段性的贡献共同构建了页岩的优质储层,为研究页岩矿物成岩演化对储层的影响提供了进一步的认识。

格栅增强级配碎石单轴强度试验分析

采用单轴压力试验分析格栅对沥青混合料级配碎石的加筋增强作用。试验结果表明格栅对沥青混合料的集料骨架可起到约束作用,从而提高其抗剪性能和承载力。格栅网孔阻碍集料水平移动,提高了集料间的内摩擦力,是承载能力提高的主要原因,其作用机理可用摩尔-库伦强度理论予以解释。

岩石密闭热释方法评价页岩含油性特征——以四川盆地侏罗系大安寨段为例

为解决页岩含油性评价受限于游离烃蒸发损失的难题,并考虑页岩含油性评价目的和井场快速分析的需求,在结合井场低温密闭粉碎技术、改进传统岩石热解方法的基础上,建立了一种岩石密闭热释方法定量评价岩石中游离烃含量的方法。对四川盆地侏罗系自流井组大安寨段页岩进行方法对比分析表明,岩石热解方法获得S_(0)值为0.001~0.046 mg/g,S_(1)值为0.165~4.648 mg/g,而密闭热释方法获得S_(0)值为0.026~0.984 mg/g,S_(1)值为0.113~5.989 mg/g;密闭热释方法获得的S_(1)值与岩石热解方法获得的S_(1)值基本相等,而S_(0)值提高了1~2个数量级。通过改进升温程序,井场密闭热释方法分别获得不加热条件下、90℃以前、90~300℃时单位质量岩石中的烃含量,这不仅获得了更加丰富的含油性数据,而且缩短了检测周期,满足了井场快速分析的需求。结合泥浆气测、页岩地化参数、储层流体性质等参数,评价了研究井大安寨段页岩含油量“甜点”,为页岩油含油性评价提供了一种新的实验手段。

基于模糊控制的Smith预估器的改进研究

针对干燥系统具有不确定特性、大滞后的特点,提出了一种将模糊PID与模糊Smith预估器相结合的控制策略,实现了PID参数和Smith预估器滤波时间常数的在线整定,获得了比模糊PID控制、模糊Smith预估器控制更好的控制效果,仿真结果也证明了这一点.

高峰值电压长寿命超宽带时域信号源

设计了一款基于雪崩晶体管和Marx电路的超宽带(UWB)时域信号源,其具有较高的峰值电压、较快的上升沿、较窄的半脉宽、较高的重频、较长的寿命等特点。通过8路功率合成的方法,在电路成本较低的前提下,改善了输出电压饱和的问题,提高了信号源的输出电压。通过晶体管并联技术,在高峰值电压输出的情况下,提高了信号源的寿命。最终信号源实现了峰值电压10 kV,上升沿183 ps,半脉宽750 ps。在重频为20 kHz下,可以连续工作超过45 min。该信号源可用于对目标的探测、干扰、攻击和物质处理等领域。

基于C++Builder的三容器液位系统的解藕控制

根据三容器系统工作原理建立了双入双出系统的数学模型,提出了一种基于前馈补偿的解耦方法进行三容液位控制,仿真结果表明该方法能够较好的实现三容液位的跟踪控制。