基于约束条件横波速度反演和流体替代

依据辽东湾地区一组在地层条件和不同流体相态下(气饱和与水饱和)实验室测定的岩石纵波速度、横波速度及密度等数据.讨论 Gassmann 方程在横波速度反演和流体替代方面的应用效果,指出岩石骨架剪切模量和体积模量估算精度是影响纵波、横波速度预测精度的关键因素之一,提出基于约束条件横波速度反演和流体替代方法,速度预测精度的改善十分明显.

流体替代技术在北黄海盆地中生界含烃储层识别中的应用

北黄海盆地中生界勘探目的层以陆相碎屑岩储层为主,埋藏较深,受沉积压实和胶结成岩作用的影响,储层物性较差,含油气有利储层识别难度较大。利用流体替代技术,依据已建立的岩石物理模型,结合实际流体温度、压力等参数,对特定泥质含量、孔隙度条件下储层弹性响应特征随不同流体饱和度的变化规律进行正演计算,从而建立了含油气有利储层的弹性参数刻画范围。研究结果表明,对于孔隙度>8%的物性相对较好的砂岩储层,其中含水的弹性属性与含油的弹性属性有一定的差别,而储层中含气的弹性属性与含油的弹性属性差别较为明显。因此,在研究区可以应用测量的纵波阻抗和模拟的纵横波速比建立含烃储层的解释框架,并利用叠前反演技术对研究区内物性较好有利储层作出预测。

流体替代技术及应用分析

地震技术是研究隐蔽油气藏的关键技术。岩石物理是地震信号与储层性质之间的桥梁,它可以帮助我们更好的理解岩石和流体性质的地震响应。流体替代分析是岩石物理分析的重要部分,它是流体识别和储层定量研究的工具之一,在AVO分析中起了重要的作用。流体替代的理论基础是Gassmann方程。在岩石物理技术指导下,对某工区探井进行了流体替代分析,并根据替代后的结果分析了波阻抗随深度、岩性和含油气性变化的规律,同时根据替代结果进行了AVO正演研究,比较分析了储层中流体分别为盐水、气和油时的响应特征,并据此根据实际的部分叠加道集进行了烃类异常识别。

基于流体替代的敏感弹性参数优选及流体识别在渤海B油田的应用

叠前同时反演是目前储层流体识别的主要技术之一,但由于地下地质情况复杂及地球物理响应特征的多解性,仍然存在一定的不确定性。笔者从流体替代入手,分析地震振幅响应特征变化,利用流体评价因子定量筛选适合本区的流体敏感参数,最后通过叠前同时反演得到流体指示剖面。研究表明,在本区高孔隙度水层是影响油层识别的关键干扰因素,而λ/μ是适合本区的流体敏感参数,且实际应用表明该方法有效压制了强振幅水层,提高了流体识别精度。

水基炭黑-胶原蛋白纳米流体制备及稳定性实验

纳米流体由于其优异的光热转换性能,已成为新型太阳能集热介质的研究重点;但因其稳定性差、制备工艺复杂,未能在实际应用中得到推广。本文以去离子水为基液,通过两步法制备炭黑-胶原蛋白纳米流体。探究了材料添加顺序、胶原蛋白种类、超声时间、材料配比以及溶液pH等对纳米流体稳定性的影响。结果表明,制备水基炭黑-胶原蛋白纳米流体时,先分散炭黑再加入胶原蛋白可以提高其稳定性;猪皮胶原蛋白更适用于炭黑-胶原蛋白纳米流体的制备;超声45min,炭黑胶原蛋白质量配比为1/20,悬浮液pH在6.5~7.5之间制备得到的纳米流体稳定性较好。本研究有助于今后水基炭黑-胶原蛋白纳米流体产业化应用于太阳能光热转换领域。

稠油开采中多元热复合流体相态的研究进展

稠油的储量远超常规石油的储量,但因稠油黏度大和密度大的特点而难以开采,高效经济开发稠油已成为石油领域的研究重点。热复合开采技术是目前高效开发稠油油藏的关键技术,其中多元热复合流体的相态特征是稠油油藏开采流程设计与评价的关键。为此,从热复合开采技术中的混合气体系和稠油-气体系2个方面,系统地阐述了多元热复合流体相态的实验和理论研究现状。对于混合气体系相态,多采用静态法进行实验测试,使用状态方程结合混合规则进行理论预测,CO_(2),N_(2),H_(2)O和CH_(4)等常见气体分子组成的二元体系的相态测试趋于成熟,但缺少多元体系的测试数据与预测模型;对于稠油-气体系相态,总结了一般性实验流程与近年实验结果,提出一种加速油气相平衡的新型实验装置构想,指出目前理论预测在气体种类、注气量、气体扩散模型、二元相互作用系数等方面的不足。进而对多元热复合流体相态研究提出展望,以期促进热复合开采技术进一步的机理研究与参数优化。

松辽盆地海力锦铀矿床黄铁矿微量元素、硫同位素特征及其对成矿流体性质的指示

海力锦铀矿床控矿灰色砂岩垂向上具有“两红夹一灰”特征,铀矿体呈多层板状,与传统的层间氧化带砂岩型铀矿明显不同。文章通过对赋矿灰色砂岩中黄铁矿微区微量元素和硫同位素特征研究,反演海力锦铀矿床成矿流体性质及来源,主要获得了以下几点认识:(1)海力锦铀矿床含矿层黄铁矿赋存形式包括胶状、草莓状,铀矿物常与草莓状或胶状黄铁矿共伴生于有机质胞腔内或矿物粒间孔隙。(2)黄铁矿微量元素特征显示,As、Mo、Sb等亲硫性元素从核部到边部含量增高,Mo、Ni、Zn、Cu、Ba等元素与U具有较好的正相关性,这些元素在大气降水中难以沉淀和富集,往往富集于深部还原性流体中。硫同位素δ34SV-CDT值显示从核部到边部明显降低的特征,表明黄铁矿形成环境发生了较大改变,指示海力锦铀矿床成矿流体可能为深部具有一定温度的还原性流体。(3)松辽盆地西南部深部发育厚度大且面积广的富铀烃源岩,海力锦铀矿床东南部F1断裂为沟通深部富铀烃源岩和含矿层的深大断裂,据此认为海力锦铀矿床成矿流体可能来自深部还原性流体(富铀烃源岩),控矿灰色砂岩为还原性流体对原生氧化沉积建造的还原改造。

胶东盘子涧金矿床成矿流体特征--来自包裹体、H-O同位素证据

盘子涧金矿床地处华北板块胶辽隆起区,栖霞—蓬莱金成矿带上。金矿的形成主要与区内控矿断裂——盘子涧断裂和中生代岩浆岩有关。为研究该矿床成矿流体性质及演化,并控讨矿床成因,对该矿床不同阶段的包裹体进行岩相学、显微测温、包裹体激光拉曼及H—O同位素分析研究。盘子涧金矿床成矿热液期可划分为4个成矿阶段,从早到晚分别是黄铁矿—石英阶段(Ⅰ阶段)、石英—黄铁矿(绢云母)阶段(Ⅱ阶段)、金—石英—多金属硫化物阶段(Ⅲ阶段)和石英—碳酸盐阶段(Ⅳ阶段)。其中Ⅱ、III阶段为主成矿阶段。不同成矿阶段的流体包裹体有3种类型,分别是富液气液两相盐水包裹体、含CO_(2)三相包裹体和纯液相包裹体。显微测温结果显示,成矿流体的完全均一温度介于142~348℃,主要集中于200~300℃,盐度介于4.44%~10.98%NaCl_(eqv)。石英的δD_(V-SMOW)值为-74.6‰~-68.5‰,δ^(18)O_(V-SMOW)值为+11.65‰~+13.92‰。显示成矿流体为中低温、低盐度的CO_(2)—H_(2)O—NaCl体系,来源于地幔,以岩浆热液为主,并伴有部分大气降水加入。矿床成因类型属石英脉型金矿。

“两性一度”指向下流体力学荣誉课程建设探索

文章根据“两性一度”标准,确定了流体力学荣誉课程在教学大纲重塑、教学方法创新、师资队伍建设、学生选拔和考核要求等方面的目标和原则,提出了以问题驱动为抓手、以基本概念为支点、以学习产出为导向、以虚拟仿真实践教学为拓展的荣誉课程特色。以连续方程四种形式及其与不同流动模型之间的关系为重点内容,以虚拟仿真平台中计算流体力学技术案例和现代流体测量技术进展综合性作业为典型,指出了“高阶性、创新性和挑战度”三标准在课程教学内容、虚拟教学平台和学生学习产出中的要求体现,相关探索可为工科流体力学荣誉课程及其他力学荣誉课程建设提供参考。

海上稠油油田多元热流体吞吐增产机理研究与实践

多元热流体为蒸汽、氮气、二氧化碳的高温高压混合气体,具有降低稠油黏度、提高地层压力、改善油藏剖面、提高稠油油藏开发效果等作用。多元热流体吞吐技术在海上稠油高效开发中应用广泛,随吞吐轮次增加,对多元热流体吞吐机理缺乏认知,开采效果降低。为有效提升稠油油田的开采效果,采用油藏模拟分析和多元热流体吞吐及驱替室内试验方法,探究了不同多元热流体组分对增产的贡献,进一步明晰多元热流体吞吐增产机理,为多元热流体热采方案优化设计和吞吐后开发调整提供理论指导和有效措施。试验结果表明:海上油田通过多元热流体热采示范应用,油田日产油由热采前218m^(3)·d^(-1)升至最高641m^(3)·d^(-1),增幅195%,热采效果明显。

微分求积法分析碳纳米管磁流体输送系统的稳定性

基于磁流体动力学方程及非局部欧拉-伯努利(Euler-Bernoulli)梁模型,建立了轴向磁场作用下单壁碳纳米管磁流体输送系统的振动微分方程.应用微分求积法(DQM),在固支边界条件下,求解此高阶偏微分方程,着重研究管内磁流体效应、轴向磁场、小尺度参数(磁流体克努森数Kn与碳纳米管小尺度系数)对该系统振动与失稳特性的影响.数值计算结果表明,轴向磁场提升系统刚度及系统稳定性,而小尺度参数降低系统稳定性.更重要的是,固支边界系统中磁流体在磁场作用下,降低输送系统的刚度,但能提升输送系统的稳定性.

基于图和流体扰动算法的多无人车编队及避障研究

为解决多无人车编队在存在运动目标、移动威胁与突发威胁等多种情况的复杂环境中的避障问题,设计了一种基于刚性图论和流体扰动算法的多无人车编队避障控制算法。首先,针对编队控制问题,采用图论方法描述多无人车之间的协同关系,利用无人车之间的距离约束,基于反步控制理论设计领航-跟随编队控制器。李雅普诺夫分析表明,期望的编队形状是渐近稳定的。其次,针对复杂动态障碍物环境下的编队避障问题,设计了基于流体扰动算法的避障路径规划方法,由领航无人车规划出编队的行驶路径,实现编队的整体避障。最后,基于MATLAB的仿真结果验证了所提算法的有效性。

钠基纳米流体中钠原子吸附行为特性模拟计算

钠基纳米流体利用过渡金属纳米颗粒吸附钠原子的性质,有效降低了钠原子的反应性,进而有效抑制钠火及钠水事故严重性,但目前相关吸附行为及规律尚不明确。研究基于密度泛函理论和电子结构分析,计算分析了钛、铁和铜纳米团簇(TM_(n),TM=Ti、Fe、Cu,n=2~13)及其与钠原子间形成复合物(Na-TM_(n))的结构和性质,分析了TM_(n)的稳定性以及其与Na原子间相互作用。结果表明,Ti_(n)具有最高的稳定性,但其吸附钠原子的能力低于Fe_(n)和Cu_(n)。钠原子主要通过范德华作用吸附于TM_(n)表面,且两者间的电荷转移行为使得TM_(n)带负电荷。

内蒙古白云鄂博铁-铌-稀土矿床矿化蚀变矿物组合及流体组成

针对内蒙古白云鄂博铁-铌-稀土矿床是否多期成矿及底板白云岩的成因争论,本文通过光薄片岩矿鉴定和扫描电子显微镜研究,获得如下信息:(1)碳酸岩脉、磁铁矿石、蚀变岩及矿化白云岩中矿化蚀变的矿物组成类似,均以磁铁矿(碳酸岩脉中除外)、独居石、氟碳酸稀土矿物(氟碳铈矿等)、方解石、萤石、磷灰石、富钡矿物(重晶石或毒重石)、黑云母、富钠矿物(钠闪石、霓石)等为主,常见硫化物,显示为同一种富含Fe、REE、Ca、Ba、K、Na、Si及挥发分CO_(2)、P_(2)O_(5)、F、S的流体,岩(矿)石的结构构造也显示出明显的一期成矿特点,支持白云鄂博矿床主体是一期成矿事件的产物。(2)稀土矿化与底板白云岩不是同一流体的产物,稀土矿化与方解石为主的碳酸岩脉有关,有可能为火成碳酸岩或浆液过渡态流体;底板白云岩是稀土矿化的围岩,有更多的沉积成因信息,可能为热水沉积岩,或者为热液改造的沉积碳酸盐岩。(3)磁铁矿化与稀土矿化是同一成矿事件的产物,但碳酸岩中缺乏磁铁矿表明,铁质来源与稀土来源是否相同仍需要进一步研究。

胶东山后金矿成矿流体氦氩同位素地球化学特征

山后金矿位于胶西北金矿集区的招远—平度断裂带(以下简称招平断裂带)南部。本文通过测试分析黄铁矿稀有气体(He-Ar)同位素,深入分析山后金矿的成矿流体和成矿物质来源,并探讨该金矿的成矿机制。1矿床地质特征该矿床受北东向断裂的控制,赋存于招平断裂带主断面下盘40 m范围内,位于-500 m标高以上(张瑞忠,2017;柳志进等,2017)。

注热化学流体吞吐解除岩石储层反凝析伤害评价

为长期有效解除凝析气藏反凝析带来的储层伤害,提出了一种注热化学流体吞吐解除凝析油堵塞孔喉的新方法。针对致密砂岩、碳酸盐岩和页岩3类岩石,开展了注热化学流体吞吐岩心驱油实验,评价了热化学流体解除凝析油堵塞的可行性,并基于核磁共振技术分析了吞吐前后3类岩石微观孔隙结构的变化特征,明确了热化学流体解除反凝析伤害机理。实验结果表明,热化学流体(NH_(4)Cl和NaNO_(2))在乙酸溶液催化下能够迅速释放大量气体和蒸汽,提高岩心压力和温度,降低原油黏度,使凝析油由液态转变为气态,减小渗流阻力。致密砂岩、碳酸盐岩和页岩岩心注热化学流体吞吐累积凝析油采出程度分别为65.7%,73.9%和46.3%。其中,致密砂岩和碳酸盐岩岩心仅需2轮吞吐即可有效清除55.5%和67.6%的凝析油堵塞。而页岩岩心需要延长焖井时间及增加吞吐次数方能提高凝析油的采出程度。热化学流体吞吐后,致密砂岩、碳酸盐岩和页岩岩心平均孔径分别由0.37,1.04和0.0021μm增大至0.84,2.04和0.0058μm。热化学流体吞吐效果是注CH_(4)吞吐和注甲醇吞吐效果的1.85和1.32倍。

稠油油藏体相流体非线性渗流理论模型

根据稠油油藏体相流体渗流特点,建立基于稠油吸附边界层和屈服特性影响下的稠油体相流体非线性渗流理论模型及启动压力梯度理论公式,并利用岩心渗流与启动压力梯度试验结果对理论模型计算结果进行验证。结果表明:理论计算结果与试验结果拟合较好,启动压力梯度理论公式计算结果平均偏差为7.77%,稠油油藏体相流体非线性渗流理论模型计算结果平均偏差为7.50%,均在可接受偏差范围内,并且该模型针对不同流变类型的流体渗流都具有较好的普适性。

基于GA-BP神经网络模型预测水基炭黑-胶原蛋白纳米流体热导率和黏度

纳米流体由于其独特的强化传热性能,已广泛应用于各个领域。而热导率和黏度直接影响纳米流体在实际工程中的适用性,因此在考察纳米流体的强化传热特性前首先要分析研究其热导率和黏度。本研究利用炭黑和胶原蛋白,采用两步法制备了水基炭黑胶原蛋白纳米流体。实验分析了炭黑和胶原蛋白质量分数、温度对纳米流体热导率和黏度的影响。采用灰色关联方法对这些参数的权重进行了数学计算,基于实验数据建立了三输入两输出的BP神经网络预测模型,并利用遗传算法(GA)对BP模型进行优化。结果表明,遗传算法优化后的BP神经网络模型对预测输出具有更高的准确性和更好的稳定性,回归系数和最大偏差分别为0.99918和0.002。本研究不仅对于理解和控制水基炭黑-胶原蛋白纳米流体的热物理性能有重要意义,而且为工程设计和材料科学等方面的应用提供了新思路。

磁场诱导矩形通道内铁磁流体流动及强化传热

为深入研究外加磁场作用下矩形通道中铁磁流体的流动及换热性能,基于有限体积法对其进行数值仿真计算。分析铁磁流体在不同雷诺数Re、磁场强度B下对努塞尔数Nu及流体阻力系数f的影响,重点对比3种热边界条件下磁场诱导铁磁流体旋流流动的特点、强化传热效果及综合强化性能。结果表明:当外加磁场作用于铁磁流体时,由于磁场-流场-温度场的协同作用,3种热边界条件下,矩形通道内的铁磁流体均产生不同结构的旋流流动,明显强化其传热效果,且施加的磁场强度越大,强化传热效果越好,综合性能更优。在研究范围内,通过对3种热边界条件的比较,四面受热、上下两面受热和底面受热的综合强化因子最大值分别达到了1.372、2.277、2.299。

熔石英元件磁性复合流体抛光去除特性研究

基于磁性复合流体(Magnetic Compound Fluid,MCF)抛光技术开展了熔石英元件抛光工艺研究,对比了传统MCF和超声辅助MCF(以下简称UMCF)抛光对熔石英材料去除特性的影响,探究了不同抛光时间下MCF和UMCF抛光对熔石英材料去除量/去除率和表面粗糙度的影响,并构建了与抛光应力和抛光时间有关的材料去除率模型。研究结果表明,相较于传统MCF,UMCF在提高材料去除率和降低表面粗糙度方面均有优势。两种抛光方式下材料去除机制均为弹塑性去除,UMCF抛光获得的表面粗糙度相比于MCF抛光优化了68.88%。由于流体动压力和超声振动压力的联合作用,UMCF抛光材料去除率最高可达5.74×10^(-3)mm^(3)/min,相比于MCF抛光提升了4.04倍。MCF和UMCF抛光材料去除率与抛光应力和抛光时间均呈现幂函数相关性,且在UMCF抛光中抛光应力对去除率的影响权重大于MCF抛光。