关于人体表面和非均质组织剂量计算的修正算法

作者对射线束三维人体剂量计算问题,介绍了有关人体表面弯曲和组织密度不均匀修正的算法.该算法通过建立仿真人体矩阵,克服计算中不便查找人体信息的困难,能避免在获取人体信息时发生差错,较好地解决了人体剂量的计算问题.

基于探针气体吸附等温线的矿物材料表征技术:Ⅲ.表面能量非均质性

表面能量非均质性是影响固体材料表界面行为的重要属性,基于低温气体吸附等温线的分子探针方法是目前得到广泛认可的定量表征该属性的技术。本文详细介绍了这一技术的三种常用计算方法:规则化方法、密度泛函理论及微分等温线加和(DIS)法。作为应用实例,使用规则化方法和DIS方法对合成的Schwertmanite样品进行了表征,发现其表面存在三种不同的能量区域。研究结果表明,规则化方法适用于各种不同的样品,但只能给出吸附能曲线而不能精确表征表面能量区域;函数方法虽然比较精确,但表征值不能处理复杂表面;DIS方法虽能精确表征,但计算却较为繁琐。三种方法可互相补充。

非均质表面诱导液滴脱落的数值模拟

采用伪势格子玻尔兹曼方法(LBM)多相流模型对均质表面上液滴脱落临界直径与壁面润湿性的关系以及非均质表面上液滴聚合脱落现象进行了研究,分析了液滴尺寸、壁面润湿性的差异、液滴半径比对非均质表面液滴聚合脱落的影响。结果表明:非均质表面在一定程度上可以诱导相应尺寸大小的液滴聚合并脱落,可通过增大中间区域的接触角来扩大非均质表面诱导聚合脱落液滴的尺寸范围;非均质表面接触角差值越大,液滴聚合速度越快,同时液滴在壁面上的铺展能力越强,液滴纵向振荡幅度越小;在一定范围内,液滴半径比越大,两液滴的内部压力差越大,融合速度越快,液滴可获得额外的动能并从壁面上脱落。

非均质油藏聚合物微球-表面活性剂复合调驱体系

为了进一步提高非均质油藏水驱开发后的采收率,将聚合物微球与表面活性剂相结合,研发出一种适合非均质油藏的聚合物微球-表面活性剂复合调驱体系。文中对聚合物微球和表面活性剂的最佳注入质量浓度和注入量分别进行了评价,并在此基础上开展了三层非均质岩心驱油实验。研究结果表明:聚合物微球JWQ-11具有良好的膨胀性能和封堵性能,当JWQ-11质量浓度为2000 mg/L、注入量为0.3 PV时,对不同渗透率岩心的封堵率均在90%以上;表面活性剂SGS-Ⅱ具有良好的界面活性和驱油效果,当SGS-Ⅱ质量浓度为2500 mg/L时,油水界面张力降低至10^(-3) mN/m数量级,当其注入量为0.3 PV时,低渗岩心水驱后采收率提高12.0百分点以上;水驱后,聚合物微球-表面活性剂复合调驱体系和后续水驱总共提高采收率24.2百分点。现场应用结果表明:W31井组实施聚合物微球-表面活性剂复合调驱措施后,注入井高渗层吸液量下降,低渗层吸液量增大,生产井日产油量提升1倍以上,含水率明显下降,达到了良好的增油效果。

储层非均质性对自生CO2调驱效果的影响

为了研究海上油田储层纵向非均质性对自生CO2调驱效果的影响规律,分别建立了12组层间非均质物理模型和3组层内非均质物理模型,利用驱油实验考察了自生CO2调驱对层内非均质性、层间非均质性和渗透率级差等因素的适应性。实验结果表明:在各层渗透率都相同的条件下,自生CO2调驱技术对层内非均质模型提高采收率的幅度可达27.40%~31.03%,而对层间非均质模型提高采收率的幅度仅为17.38%~22.05%,说明CO2调驱技术受层间非均质性的影响更大;对于中-低渗透层相同层间非均质模型,渗透率级差越大,自生CO2调驱提高采收率的效果越好;用渗透率均值来表征层间非均质性的影响,自生CO2调驱提高采收率的幅度随渗透率均值的增大呈现出先增大后减小的趋势。矿场试验结果表明,自生CO2调驱技术对海上油田具有良好的增油效果,应用前景广阔。

非均质油藏水驱后化学体系提高采收率效果研究

用物理模拟的方法对比了非均质油藏水驱后期分别采用聚合物驱、高分子表面活性剂驱、化学堵水等方法提高采收率的效果差异。通过多孔介质中表现出的阻力效应及运移特征,探讨了不同驱替介质在非均质油藏中的调驱机理和液流转向效果。进一步通过并联填砂管模型中的驱油实验,考察了水驱后使用不同化学驱替方式对剩余油的动用特征及提高采收率的潜力。结果显示,相同驱替速度下,聚合物的阻力系数上升快但平衡值低;高分子表面活性剂及与原油产生的乳状液阻力系数上升慢,但平衡值高。三种驱替方式都在一定程度上改善了开发效果,但相比之下高分子表面活性剂驱效果更为明显。主要由于高分子表面活性剂与原油的乳化作用使高渗透层的残余油得到启动,而生成的乳状液的阻力效应又使得液流转向波及到低渗透层。这种综合作用使该驱替方式提高采收率效果好,含水率降幅大且维持时间较长,对于非油藏水驱后改善开发效果,进一步提高采收率具有明显优势。

平面非均质油藏水驱开采特征和剩余油分布实验研究

为明确平面非均质性对水驱开采特征和剩余油分布的影响规律,结合冀东油田非均质性强等特点,运用布置饱和度测量电极的平面非均质物理模型,开展不同主流线与渗透率分布之间的夹角对水驱开采特征和剩余油分布的影响研究。实验结果表明:当主流线与渗透率分布夹角增加时,开采时间增加明显,水流通道建立后,孔隙内含水不断增加,油水接触界面也在不断增加,平面波及系数有所上升,见水时间明显延长,产油速度变慢,最终采收率增幅明显;主流线与渗透率分布夹角为0°的模型中,在注入量为0.11 PV时,水开始在采出井突破,当夹角增加到30°时,水突破的注入量为0.35 PV,剩余油主要分布在非均质性引起的驱替死角,渗流阻力较大的局部中低渗带;单一表面活性剂驱并不适用于水窜后的平面非均质油藏,需要采用在强封堵能力调剖体系提高波及系数的基础上提高驱油效率的方式。

应用水力层析法刻画含水层非均质性

为了研究含水层多孔介质参数非均质性,利用一系列连续的交叉孔水力试验获取含水层对于外界干扰的反应信息,应用序贯连续线性估计方法(Sequential Successive Linear Estimator)对多系列水头信息进行随机参数估计,即水力层析法。应用该方法对随机产生参数的一维含水层进行了渗透系数K和储水率Ss的估算,并对估计值和真实值进行了对比,其中使用单井数据计算就可使K值的平均相对误差控制在2.67%,证明了该方法的有效性。在对某地浸采铀厂区长、宽为150m×150m的含水层进行了实例研究,使用29口井孔进行层析试验,对于该二维水平分布含水层的非均质特征进行了刻画,其中K值为0.5~1.4 m/d,Ss为0.00005/m^0.0002/m。该数据在后期的地下水污染溶质运移模拟中取得了很好的应用。作为研究地下水参数的新方法,水力层析法能够对三维分布的含水层特征进行高精度刻画,这种层析的概念和反演方法可广泛应用于环境和地球科学领域的研究。

一种高渗非均质砂岩储层暂堵体系的制备及性能评价

针对高渗非均质砂岩储层酸化效果差、酸化转向困难的问题,首先对聚丙二醇醚化反应制备离子型Bola表面活性剂BS(聚丙二醇二羧酸钠),然后将阳离子胍胶(羟丙基三甲基氯化铵胍胶CG)和Bola表面活性剂BS自组装成超分子凝胶BSP体系。通过黏度变化特征优化了BSP体系形成凝胶的最佳条件,采用流变仪测试了体系的流变性及剪切修复性,采用并联岩心流动实验测试了体系的酸化转向效果,通过SEM分析了BSP体系的酸化转向机理。研究结果表明,转向BSP体系的黏度随温度升高呈现出驼峰现象,剪切后的黏度具有良好的自组装修复性能。非均质性严重的储层,酸化时低渗层难以被改造。BSP体系具有良好的暂堵转向效果,转向剂BSP体系的注入可有效减少酸液在高渗层的滤失,并有效动用低渗层。BSP体系在不同的pH值下呈现网状和超分子微球形态,有助于酸化过程中实现暂堵与清洁的功能。图10表1参15。

三种驱油剂在聚驱后二维非均质物理模型上的驱油效果

在模拟大庆油田条件下,在3种VK值的二维纵向非均质人造岩心上,在45℃考察了水驱、1.0 g/L普浓聚合物驱之后,3种聚驱后驱油剂的驱油效果。所用聚合物为M=2.5×107,HD=26.5%的HPAM。这3种驱油剂的组成(g/L)为:12/5/1.4的Na2CO3/烷基苯石油磺酸盐/HPAM溶液(ASP);加入17.5 mg/L Cr3+的ASP(铬交联ASP);2.5 g/L高浓HPAM溶液。两种ASP体系与原油间界面张力在10-4mN/m量级。随岩心VK值增大,水驱采收率大幅度降低,普浓聚驱采收率增值显著升高,聚驱后驱油剂的采收率增值与岩心VK值和驱油剂类型有关。高浓聚合物、ASP、铬交联ASP的采收率增值,在VK=0.50岩心上分别为7.7%、10.6%、12.1%,在VK=0.65岩心上分别为7.8%、12.3%、22.5%,在VK=0.72岩心上分别为10.3%、9.8%、11.2%。铬交联ASP注入压力升幅大,后续注水压力维持高值;高浓聚合物溶液注入压力升幅较大或很大,但后续注水压力迅速下降;ASP注入压力升幅最小,后续注水压力不断下降。因此,聚驱后采用洗油效率特别是扩大波及体积能力更强的驱油剂,可以进一步提高采收率。图3表4参9。

渗透率和渗透率变异系数对复合体系非均质模型驱油效果的影响

在二维纵向非均质砂岩储层模型上,考察了气测渗透率(0.3,0.7,1.5,2.0μm2)和渗透率变异系数(0.60,0.72,0.80)对三种复合体系驱油效果的影响,实验体系含碱10.0 g/L、表面活性剂3.0 g/L、聚合物1.5 g/L,聚合物相对分子质量2.5×107(模型渗透率为0.3μm2时除外,为1.8×107),实验温度45℃。将模型水驱至含水>98%之后注入0.35 PV复合体系及0.20 PV保护段塞(0.8 g/L聚合物溶液),再水驱至含水>98%。对于所有实验体系,当渗透率不变而变异系数增大时,复合驱采收率增大,总采收率则减小,而当变异系数不变而渗透率增大时(不考虑0.3μm2的情况),复合驱采收率也增大;在同一渗透率、同一变异系数条件下的驱油效果,以甜菜碱表面活性剂BS/聚合物二元体系为最好,碳酸钠/石油磺酸盐Ss/聚合物三元体系次之,氢氧化钠/重烷基苯磺酸盐Sy/聚合物三元体系最差。

基于集合卡尔曼滤波的多相流模型参数估计——以室内二维砂箱中重质非水相污染物入渗为例

重质非水相有机污染物(DNAPL)泄漏到地下后,其运移与分布特征受渗透率非均质性影响显著。为刻画DNAPL污染源区结构特征,需进行参数估计以描述水文地质参数的非均质性。本研究构建了基于集合卡尔曼滤波方法(EnKF)与多相流运移模型的同化方案,通过融合DNAPL饱和度观测数据推估非均质介质渗透率空间分布。通过二维砂箱实际与理想算例,验证了同化方法的推估效果,并探讨了不同因素对同化的影响。研究结果表明:基于EnKF方法同化饱和度观测资料可有效地推估非均质渗透率场;参数推估精度随观测时空密度的增大而提高;观测点位置分布对同化效果有所影响,布置在污染集中区域的观测数据对于参数估计具有较高的数据价值。

煤储层孔隙结构与甲烷吸附能量变化的非均质性特征

煤储层具有复杂的孔隙结构,在吸附甲烷气体过程中伴随能量变化。为研究煤储层孔隙和甲烷吸附过程中能量变化的非均质特性,使用分形维数分析煤孔隙的非均质性,运用吸附势和表面自由能理论分析等温吸附过程中的能量变化非均质性。结果表明:PY-1、PB-1、PB-2样品主要发育微孔,PY-2样品主要发育大孔,不同样品的孔隙分布差异明显;微孔是吸附甲烷的主要场所,但并非是影响甲烷吸附量的决定因素。煤的孔隙结构和本身性质影响了煤吸附甲烷的非均质性选择,镜质组含量越高,孔隙结构越复杂,孔隙分形维数越大,非均质性越强;甲烷吸附量越高,吸附势和表面自由能变化越大。

高温气井非均质碳酸盐储层自转向酸的研制与应用

针对高石19井区西北部气井温度高、常规自转向酸高温降黏导致酸化效果不理想的问题,以含芥酸酰胺羟磺基两性表面活性剂黏弹性转向剂、抗高温酸化缓蚀剂、阳离子低聚物抗温剂等为原料制得自转向酸。评价了自转向酸的抗温性、缓蚀性、缓速性能和自转向性能,并在天东110井进行了现场应用。结果表明,自转向酸适宜的配方为20%HCl+8%转向剂EP-306B+2%铁离子稳定剂TYL+2%酸液缓蚀剂GSY+1%酸液缓蚀增效ZXJ+1%阳离子低聚物DJW+6%有机酸YJS。自转向酸的抗温性和缓蚀性能较好,在150℃下与岩屑反应后的最高黏度为48 mPa·s,对钢片的腐蚀速率为49.8 g/(m^2·h)。自转向酸的缓速性能良好,与岩屑反应40 min后酸液质量分数仅降低3%。对高110井渗透率倍数为21.4的2块岩心进行酸化,对低渗透率岩心的改造率为72.2%,具有良好的自转向性能。在天东110井自转向酸酸化中取得预定的酸化效果,残酸返排率达到70%,实现储层有效均匀改造。该自转向酸体系在高温气井非均质地层具有良好的酸化效果。图5表2参14。

南华北盆地周口坳陷东北部上古生界泥岩孔隙非均质性及主控因素

利用岩石热解、总有机碳质量分数、X−衍射、扫描电镜观察和低温氮气吸附等实验,结合孔径和分形维数计算方法,研究上古生界泥岩孔隙结构和分形维数特征,讨论孔隙结构非均质性特征和主要影响因素。研究结果表明:周口坳陷东北部上古生界泥岩孔隙结构较复杂,不同孔隙尺度的分形维数介于2.67~2.90,微孔和宏孔的孔隙结构相比介孔的孔隙结构更为复杂;上古生界泥岩中的S_(2)(岩石热解过程中产生的碳氢化合物含量)与比表面积相关性较好,证明干酪根对比表面积具有一定影响;上古生界泥岩有机碳质量分数w(TOC)与微孔、介孔和宏孔的分形维数相关系数均较低,仅下石盒子组泥岩介孔中的S_(2)和w(TOC)与分形维数呈正相关关系,山西组微孔中的S_(2)与分形维数呈负相关关系,大部分孔隙分形维数与w(TOC)无明显线性关系,证明分形维数几乎不受有机质影响;上石盒子组泥岩比表面积与黏土矿物质量分数相关性较好,但其余层系石英、黏土矿物、伊/蒙混和伊利石质量分数与比表面积相关性低;石英质量分数与分形维数呈负相关关系,伊/蒙混层质量分数与分形维数呈正相关关系,且相关系数均较高,表明上古生界泥岩中的石英降低了孔隙的非均质性,而伊/蒙混层增加了孔隙的非均质性。总而言之,研究区上古生界泥岩有机质热演化程度相对较低,有机质孔隙发育有限,有机质不是孔隙结构非均质性的主要影响因素;而石英和伊/蒙混层是研究区上古生界泥岩孔隙结构非均质性的主要影响因素。

调剖调驱技术在非均质油气藏的应用

针对油田储层非均质性、注入水驱波及体积小、驱替效率低、注入水利用率低等问题,选择适宜的调剖体系,对复合断块构造非均质性强、原油黏度大的储层采取分层调剖,用凝胶先后封堵高孔高渗层及高孔中渗层,使低渗透层得到很好的利用,缓解油藏层内矛盾。加注表面活性剂进行调驱治理,利用表面活性剂和稠油分子之间的相互作用将稠油聚集体解聚,降低稠油黏度,改善油水流度比,驱油效果显著提高。

饱和非均质介质中PCE的运移分布与修复研究

重非水相液体(DNAPLs)泄漏进入土壤-地下水环境成为长期污染源,给人类健康及生态环境带来严重威胁。将四氯乙烯(PCE)作为特征污染物,通过二维砂箱实验探究饱和非均质介质中PCE的运移分布,及Tween 80溶液对PCE的去除效果。采用透射光法监测运移与修复过程,定量评估PCE的修复效率。结果表明,由于PCE无法克服毛细压力,在低渗透性介质上方聚积污染池;由于拉断效应,PCE在运移路径上以离散状形式存在。离散状PCE与Tween 80溶液的有效接触面积大,易被优先溶解去除,控制着修复效率。Tween 80溶液对离散状PCE修复效果显著,可作为有效的修复溶剂选用。

辉门改进涡轮增压器密封工艺解决非均质材料焊接难题

在涡轮增压器出气口法兰的垫圈上有一个厚的镀铝隔离层，它的功能是防腐蚀和反射热能，在其两侧都焊有不锈钢层。为了避免处理多个单独部件，3层都会被焊在一起，但这会产生密封问题，因为镀铝层会在焊接时反应，在密封表面的焊点上产生气泡，导致接触表面受力不均匀。针对该问题，辉门控股公司动力系统部门开发了一套新的生产工艺，可以解决由于非均质材料焊接而产生的密封问题。

均质脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐的合成及性能研究

以脂肪醇为原料 ,通过Williamson合成法合成了聚氧乙烯醚加成数n =2、 3、 4的均质醇聚氧乙烯醚 ,并利用羧甲基化法合成了聚氧乙烯醚加成数n =2、 3、 4的均质脂肪醇聚氧乙烯醚乙酸钠。经减压蒸馏提纯 ,薄层色谱显示均为单一斑点。综合表面活性测试结果表明 ,当脂肪基的碳链长度相同时 ,随着聚氧乙烯醚加成数的增加 ,均质脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠盐的表面活性增加 :当聚氧乙烯醚加成数相同时 ,随着脂肪基的碳链长度的增加 ,均质脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠盐的表面活性增加。

非均质表面估计模型在尘肺病发病估算中的应用

目的探讨采用非均质表面估计模型（MsN）估算尘肺病发病情况。方法基于主成分分析法，将河北省所有县（区）按尘肺病危害程度分为3层，利用2010年县（区）尘肺病发病数据，应用MSN模型估算尘肺发病率和发病数。结果综合MSN模型应用要求、主成分分析结果、专家经验，将河北省172个县（区）分为职业病危害较轻、中等、较重3层，各层县（区）数分别为74、61、49个，分别从各层中选取样本县12、12、25个，估算河北省尘肺病发病人数为2105人，发病率为261．5／10万，估算标准误为389．9／10万。结论MSN模型为推测尘肺病例数量提供了一种新的思路和科学方法。