特征孔结构金属多孔材料的制备方法及其应用

梯度金属多孔材料、有序金属多孔材料及纳米金属多孔材料既具备金属材料的优良特性,又因内部大量特征孔隙结构的存在而拥有不同的功能特性,在工程中得到广泛的应用。本文主要介绍了上述几种具有特征孔隙结构金属多孔材料的制备方法及其相关应用情况。

集成视觉显著性和群决策的航空零件孔特征检测

为了实现复杂环境下航空零件孔特征的高效高精度检测,提出了一种集成视觉显著性和群决策的检测方法。在经典FT显著性检测算法中引入图像增强步骤,并为每个像素赋予以最大显著区域中心为参考的权重,使用改进后的方法对图像进行孔区域分割。设计具有多尺度多结构元素的新型数学形态学边缘检测算法,结合轮廓细化算法对孔区域进行轮廓提取。最后,利用Meanshift算法寻找轮廓点的圆心位置,建立新的基于群决策的圆半径计算模型,获得孔特征的关键几何参数。结果表明:改进的视觉显著性特征检测算法能够生成更加突显孔特征的全分辨率显著图;新型数学形态学边缘检测算法能获得简化且可靠的轮廓点;该方法在不均匀光照、各类孔缺陷和孔内壁干扰等条件下均显示出较好的稳定性;即使在噪声密度高达30%时仍能成功完成孔检测,且圆心坐标和半径的误差均小于0.012 mm;平均检测时间仅为0.236 s。该方法能够在复杂环境下对航空零件孔特征进行准确、稳定的检测。

低演化陆相页岩孔缝特征及对页岩油赋存的意义:以济阳坳陷外围青南洼陷沙河街组为例

济阳坳陷低演化页岩油资源潜力巨大,是继中高成熟页岩油成功突破后的重要领域之一。为了明确低演化陆相页岩孔缝特征及对页岩油赋存的意义,以济阳坳陷外围青南洼陷沙河街组沙三下-沙四上纯上亚段为例,综合运用薄片观察、有机碳测试、X射线衍射(XRD)分析、溶剂抽提、低温N 2吸附、高压压汞、扫描电镜、能谱元素等多种技术,在划分页岩岩相基础上,探讨了低演化页岩孔隙类型、大小、分形特征及影响因素,明确了裂缝发育特征,阐明了页岩孔缝对页岩油赋存的重要意义。结果表明:研究区页岩总有机碳质量分数w(TOC)多在1.0%~4.0%,矿物组分以长英质矿物为主,其次为黏土矿物和碳酸盐矿物。孔隙类型以墨水瓶孔、平板狭缝孔为主,包括石英粒间孔、黏土矿物片间孔、白云石晶间孔等,孔径多小于200 nm,呈多峰分布,主要集中在2~50,50~80,100~200 nm。页岩储层发育较多的水平层理缝、高角度缝和网状缝,多被沥青充填或浸染,裂缝有利于页岩油的赋存和运移。富长英质矿物岩相通常比富黏土矿物岩相具有更高的孔体积和比表面积,长英质矿物对孔隙有积极贡献,且随热演化程度的增加,孔体积和比表面积呈先降低后增加的趋势。当镜质体反射率R_(o)>0.6%时,页岩油含量显著增加,主要与有机质开始大量生烃有关。水平层理缝、石英颗粒粒间孔、白云石和方解石晶间孔是页岩油有利的储集和赋存空间。

基于聚类的群孔特征在机测量摆角规划方法

针对群孔特征接触式在机测量过程中测量摆角多、标定效率低的问题,提出一种基于聚类的群孔特征测量摆角规划方法。以避免测针与孔口干涉为约束,计算测针轴线与孔轴线的夹角阈值,然后以此阈值为边界条件进行迭代聚类,进而获得覆盖全部孔特征的测量摆角集合。实验结果表明:使用所提方法可实现对群孔特征测量摆角的快速规划,测量摆角数量较传统方法下降约28%,综合测量时间下降约19%,有效提升了群孔特征在机测量效率。

碱矿渣泡沫混凝土组分优化及孔结构特征研究

以碱激发矿渣为胶凝材料,研究了不同硅灰掺量、PVA纤维和胶粉掺量对AAS泡沫混凝土固化沉降率、强度和干密度、吸水率的影响,得出各组分的最佳掺量,并对不同泡沫掺量下AAS泡沫混凝土孔结构特征进行研究。结果表明:(1)适量掺入硅灰可以降低干密度和吸水率,适量的PVA纤维和胶粉对固化沉降率和强度有利,最佳硅灰掺量为4%,PVA纤维掺量为0.8%,PVA胶粉掺量0.6%。(2)当泡沫掺量为3.5L/kg时,制备得AAS泡沫混凝土固化沉降率约为4.3%,强度约为3.6Mpa,干密度约为650kg/m^(3),吸水率为43%。(3)不同泡沫掺量下AAS泡沫混凝土平均孔径主要集中于97~186 um之间,孔平均圆度介于1.53~1.75之间,合理的泡沫掺量为3~5L/kg。

湖南桑植地区下志留统龙马溪组页岩孔缝特征及主控因素

桑植地区多口探井发现良好的页岩气显示,表明了龙马溪组海相地层具备勘探开发的价值,但整体勘探程度较低、孔缝类型划分标准不统一、孔缝影响因素需要系统归纳。为了开展桑植地区龙马溪组页岩孔缝的发育特征与主控因素研究,在文献调研的基础上,结合野外实勘、页岩露头、岩心观察、利用薄片及X-衍射、电镜扫描下天然裂缝特征参数分析,从宏观到微观,对页岩孔缝和影响因素进行了深入研究。研究结果表明:该页岩内部发育多种储集空间类型,孔隙类型划分为2大类7小类、裂缝类型划分为3大类6小类;页岩孔缝发育和分布受内外因共同影响和控制,构造因素是页岩裂缝发育的控制外因,脆性矿物的含量、有机碳含量、岩石力学性质等是影响裂缝发育的重要内因;其中多幕次挤压构造活动决定了研究区裂缝的性质与整体发育特征;脆性矿物含量、有机碳含量则与裂缝发育程度呈正相关;由于页岩的力学性质非均质性和各向异性,在构造活动下,呈现了与“S”形构造体系相关的NE―SW向方位期次配套裂缝。研究成果为桑植地区龙马溪组页岩气评价与勘探开发提供借鉴。

联合压汞法表征致密油储层孔喉特征:以陕北定边地区延长组长7段为例

致密油储层孔喉结构复杂,非均质性强,现有的单一实验技术无法将其全孔径进行有效表征。在分析目前表征方法的基础上,通过铸体薄片、扫描电子显微镜、高压压汞及恒速压汞等实验,综合研究了陕北定边地区延长组长7段致密油储层孔隙结构特征,通过联合压汞法,探讨了致密油联通孔隙的孔径大小及分布特征,细分了孔喉类型。结果表明,高压压汞表征的孔喉半径分布在0.0036~40μm,大于1μm的样品占比约12.5%;恒速压汞表征的孔隙半径分布在80~300μm,喉道半径分布范围为0.12~10μm。全孔径曲线表征孔径分布在0.0036~300μm,二者重叠区域分布在0.12~40μm,结合全孔径分布频率,探索性的将定边地区长7段的储集空间孔喉类型划分为8个区域,最终认为研究区目的层多集中发育中孔、大孔、纳米级孔喉及微—细喉道。这将为致密油储层孔喉大小及储集空间研究提供一种新思路和新手段,意义深远。

基于模型定义的孔特征实例化方法及应用

针对自动钻铆过程中对于装配信息的需求,设计一种基于模型定义的孔特征实例化方法。以孔特征为单元利用孔特征实例模板的循环匹配创建实现产品装配工艺信息的数据定义。根据实际加工需求进行未定义孔特征实例信息的属性值添加,保证装配信息的完整性。通过将装配信息储存在产品装配信息数据库中实现向后续制造活动的信息传递。实验表明:该方法可以有效实现装配信息的组织和传递,有效驱动机床进行制孔加工作业,实现CAD、CAM系统数据源的统一。

松软低渗区不同煤体结构煤的孔裂隙发育特征

为考察赵庄矿松软低渗区不同煤体结构煤的孔裂隙微观特征,基于井下煤壁、取芯井观测、液氮吸附、扫描电镜等方法,开展煤体结构特征及孔裂隙发育状态研究。结果表明:受构造作用影响,3#煤层上下部存在“软硬”分层现象;随着构造破坏程度的增高,煤的孔容、比表面积、平均孔径均逐渐增大,原生结构煤、碎裂结构煤、碎粒结构-糜棱结构煤样分别以Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类孔隙存在,扫描电镜下煤体的完整性和连通性逐渐变低,渗透性能整体较差。

贵州合层开发煤层气井产层孔渗特征研究

贵州省煤层发育,煤层气资源富集,对其合层开发煤层气产层孔渗特征进行研究能够为煤层气高产、稳产提供依据。基于贵州合层排采煤层气井产层特征统计,综合现有地质及工程数据,系统研究产层孔渗特征。研究结果表明:贵州境内受煤变质程度高的影响,煤层气产层孔隙度较低,主要在2%~6%之间;煤储层大多发育两组相互近正交的内生裂隙,外生裂隙则与区内深大断裂活动以及煤层厚度有关;产层渗透率均低于0.35 mD,属于中低渗透率产层,且以小于0.1 mD的低渗产层为主。

不同粒度构造煤的孔结构特征研究

煤的孔结构特征是影响煤层气吸附的关键参数,构造煤的煤体结构破碎,煤粒径变化范围大,明确不同粒度构造煤的孔结构特征对瓦斯赋存规律研究具有重要意义。以河南省平顶山煤田东部十矿采集的构造煤为研究对象,将构造煤样品破碎筛分为5个粒度:1.0~0.50、0.50~0.25、0.25~0.15、0.15~0.09、0.090~0.075 mm,通过低压N_(2)吸附测试表征不同粒度构造煤的孔结构特征。结果表明,不同粒度构造煤的低压N_(2)吸附/脱附等温线为Ⅳ型,滞后回线为H3型,BET比表面积、BJH孔体积的变化范围分别为0.6926~1.3416 m^(2)/g、0.00349~0.00722 cm^(3)/g。构造应力作用破坏煤体结构,完整的孔结构被破坏,部分超微孔喉被移除,可接触的中孔、大孔增加,BET比表面积、BJH孔体积随着煤粒度的降低而增大。为准确表征构造煤的孔结构特征,应选择不同粒度的构造煤进行分析,研究可为构造煤的吸附性和煤与瓦斯突出分析提供重要指导。

南海西部特低渗油气藏储层特征及流体识别方法探讨

南海西部海域中深部地层广泛存在特低渗致密油气藏,该类储层气测和含油显示好,孔隙度中等且高阻特征,但测压以干点和致密点为主,测压流度和岩心渗透率很低,常规取样难以取到原状地层流体,给测井流体识别和储层评价带来很大困难。因此,以岩心分析资料为基础,结合测井曲线和测压、测试成果,重点对储层特低渗的成因开展分析,通过已证实的特低渗致密油层,建立一套基于措施条件下的储层参数下限标准。基于不同钻井液体系下泥浆侵入在测井曲线中的特征,分析储层渗透性并指导判别流体性质。最后,结合相渗、半渗透隔板等资料,建立区域束缚水、残余油饱和度模型,开展储层精细评价,寻找储层甜点,为开发生产奠定基础。

低渗透致密气藏微观孔隙结构及渗流特征研究:以苏里格气田苏48和苏120区块储层为例

利用常规与恒速压汞、核磁共振等实验资料,对苏里格气田苏48和苏120区块低渗透储层的储集空间、孔隙结构类型及渗流特征的研究结果表明,溶蚀型次生孔隙为该区的主要储集空间,晶间孔相对发育、残余粒间孔分布较少,伴有微裂缝发育时,晶间孔转化为有利储集空间;该区储层的孔隙结构类型可分为粗态型、偏粗态型、偏细态型及细态型,4种孔隙结构类型的储集空间组合类型依次变差;低渗透储层的品质主要受喉道控制,喉道是决定其开发效果的关键因素;与常规气藏相比,苏里格气田低渗透储层相对渗透率曲线参数特征为:储层的束缚水饱和度较高,等渗点较低,共渗区较窄。其中Ⅰ类、Ⅱ类储层的储集空间类型较好,喉道发育程度较好,可动流体饱和度较高,稳产时间相对较长;Ⅲ类储层的储集空间类型较差,喉道发育程度较差,可动流体饱和度较低,稳产时间相对较短。

宜宾地区页岩微孔特征及吸附解吸特性研究

选取四川宜宾地区志留系龙马溪组页岩,对总有机碳、黏土矿物含量等储层性质进行表征。利用扫描电镜、高压压汞法、低温氮气吸附一解吸法和二氧化碳气体吸附法对孔隙结构特征进行定性和定量分析。采用质量法对页岩样品进行不同温度时的等温吸附和解吸实验,结合吸附势理论对吸附解吸过程进行解释。结果表明,页岩样品TOC较高,页岩样品主要以微孔为主,介孔次之,大孔发育较少;微孔和介孔的发育增大了页岩的表面积,提供了更多的吸附位,有利于页岩气的吸附。页岩样品等温吸附曲线表明,随着压力的增大,吸附量先迅速增大而后逐渐趋于稳定,解吸曲线与吸附曲线相似并存在滞后现象;TOC与页岩吸附性能有着较好的正相关性;吸附势能曲线中势能零点与吸附曲线的拐点基本一致,通过吸附势的变化可以解释吸附解吸过程中页岩气的赋存状态。

特低渗透砂岩油藏储层微观孔喉特征

通过岩心样品的恒速压汞测试,对特低渗透砂岩油藏储层微观孔喉特征进行的研究结果表明,储层有效喉道半径、有效喉道体积、有效孔隙半径、有效孔隙体积及孔喉比等特征参数与孔隙度、渗透率之间具有较好的相关性;对于孔隙度、渗透率较高的岩样,有效喉道、有效孔隙发育程度较高,孔喉比较低;特低渗透砂岩油藏储层孔隙结构具有中等孔隙和小喉道发育、孔喉连通性差及孔喉性质差异大的特点,开发过程中可能存在潜在的贾敏效应伤害。特低渗透砂岩油藏储层性质主要由喉道控制,喉道半径分类明显。渗透率越低,喉道半径与渗透率的相关性越好。喉道控制储层渗透性,进而决定开发难度和开发效果。

南堡3号构造中深层中低渗储层微观孔喉特征

岩心观察、薄片鉴定、全岩矿物等测试分析表明,南堡3号构造中深层中低渗储层岩石类型为长石砂岩和岩屑长石砂岩,在碎屑组分中长石含量较高,存在钾长石、斜长石、微斜长石等多种类型,进一步观察发现储层碎屑组分成分成熟度和结构成熟度偏低,为近物源快速堆积。利用铸体薄片及分析化验资料进一步分析了储层微观孔喉特征,结果表明:南堡3号构造中深层储层孔隙以次生孔隙为主,主要为粒间溶蚀孔隙、粒内溶蚀孔隙,喉道主要为片状或弯片状喉道,共发育6种孔喉结构,并以中孔细喉型和小孔细喉型为主,储层类型为中等—差储层,对该储层喉道加以改造,可有效改善储层物性。

低渗透砂岩微孔特征与孔隙结构类型的关系——以东营凹陷南斜坡沙四段为例

低渗透砂岩已成为油气增储上产的重要勘探开发目标,但孔隙结构类型多样、微孔发育使得测井响应特征难以明显反映储层及其有效性。利用压汞、核磁共振、物性、薄片及CT等资料分析东营凹陷南斜坡沙四段(Es_4)低渗透滩坝砂岩孔隙结构,并将其划分为三大类五小类,即:Ⅰ类(Ⅰ_1和Ⅰ_2)、Ⅱ类(Ⅱ_1和Ⅱ_2)和Ⅲ类。孔隙结构类型受控于矿物、粒径及成岩作用等的综合影响,微孔(孔喉半径<0.024 8μm)含量及其特征是造成孔隙结构类型差异的重要因素。在此基础上,分析矿物含量、粒径、电性与微孔含量的关系,发现矿物、粒径影响微孔含量及特征,且微孔含量与电性特征关系密切。利用测井曲线对低渗透砂岩微孔含量变化的敏感性,有助于在井筒剖面进行孔隙结构类型划分及识别有效储层。

应用恒速压汞技术研究致密油储层微观孔喉特征——以鄂尔多斯盆地上三叠统延长组为例

针对常规压汞获得的孔喉数值偏低,影响对储层的正确认识及后期开发技术政策的制定等问题,应用消除毛管压力影响的恒速压汞数据对鄂尔多斯盆地延长组致密油储层微观孔喉特征进行了直观、定量的分析。结果表明:致密油储层平均孔隙半径为153μm,与渗透率无相关性;平均喉道半径为0.34μm,是影响渗透率的主要因素,与渗透率具有很强的正相关性;孔喉半径比大,平均为556,与渗透率有较强的负相关性;汞进入阻力较小的大喉道所控制的孔隙时,总毛管压力曲线与孔隙毛管压力曲线几乎重合,喉道的影响不明显,随着进汞量的不断增加,毛管压力逐渐升高,喉道逐渐主导着进汞总量。因此,致密油的规模开发需应用先进的储层改造工艺,充分扩大、增加喉道,降低孔喉半径比,提高储层渗流能力,才能取得更好的开发效果。

反应器合成聚丙烯粒子孔特征的研究

对工业上最常应用的4种Ziegler-Natta聚丙烯催化剂聚合制得聚合物粒子的孔特征进行了研究,并考察了预聚合对孔特征的影响。实验结果表明,聚合时间对不同催化剂制得聚合物的孔体积、孔隙率和比表面积等的影响规律不同,预聚合对提高聚合物的比表面积有显著作用,预聚合时间在20min时,各种催化剂制得聚合物的孔体积和孔隙率都达到最大值。各种催化剂共聚动力学的特征与均聚物的孔特征均能很好地关联,并且孔特征能够解释诸如衰减速率等现象。

页岩气藏孔渗结构特征和渗流机理研究现状

页岩气因其储量大、分布广、清洁,被认为是替代常规能源的重要能源之一。此类气藏属于特低孔、特低渗且存在吸附解吸等特性的非常规气藏。与常规气藏相比,因其具有特殊的微观储存结构和复杂的渗流机理,导致一般无自然产能或低产。因此能否认清其储渗结构和渗流机理是制约页岩气藏有效开发的瓶颈之一。为此调研了页岩气孔渗特征、评价方法以及多尺度下的渗流产出机理发展现状,为下一步的页岩气藏动态分析,产能预测等研究提供理论支撑。