油田示踪剂技术

介绍了油田示踪技术的发展历史、分类和应用,比较了化学示踪剂、放射性同位素示踪剂、稳定性同位素示踪剂和微量物质示踪剂的优点和缺点,总结了国内外的研究进展,指出了微量物质示踪剂是油田示踪剂未来的发展趋势。

金属过滤膜去除微粒子的研究

为彻底去除类似隐孢子虫等粒径 <5 μm的微粒子 ,对金属膜过滤系统的性能及其开发进行了研究。通过考察滤过水的水质和膜压差等指标 ,选择金属粉末烧结膜过滤器为膜组件 ,以与隐孢子虫外观尺寸相似的示踪微粒子为研究对象 ,将金属粉末烧结膜过滤器滤过水进行荧光染色后置于荧光显微镜下观察并进行粒子计数。结果表明 。

连铸坯非金属显微夹杂物体积率分析

借助扫描电镜和示踪法,利用金相学体积率法对BOF-LF-VD-CC流程生产的GCr15方坯连铸轴承钢和SS400板坯连铸中碳钢中非金属显微夹杂物的类型、特点、数量和分布进行了分析。结果表明,GCr15轴承钢显微夹杂体积分数为0.03%,SS400板坯显微夹杂体积分数为0.025%;0-5μm的夹杂占两种铸坯夹杂物的比例最大,决定了铸坯内弧至外弧夹杂物分布的特点。>10μm的夹杂所占比例很小,在1%-4.5%。

微型流化床内气体返混

微型流化床基础和应用在近几年受到越来越多的关注。针对微型流化床对气固反应分析的应用要求,利用脉冲示踪法研究了内径10mm和21mm两种尺寸微型流化床中的气体返混特性,具体考察了管内径、颗粒静床高度、床料颗粒粒径和气体表观流速对气体返混程度的影响。结果表明:随着床内径、颗粒静床高度和表观气速的减小和床料颗粒粒径的增大,气体在床内的返混程度减小。使用粒径约270μm粗颗粒时,两种床径的浅层微型流化床中的气体返混程度都较小,对应的Peclet数在27以上,证明了床内气体流动接近平推流,从而为利用微型流化床最小化气体返混对反应测试的影响,获得近本征反应动力学参数提供了流动特性的保障。

新型Ba-GTP微球示踪剂的应用及资料效果评价

介绍了新型同位素载体的研制及测井实例 ;对比了新旧同位素载体的优缺点 ;证明了在三次加密井网和“三低”油田低注水井注水剖面测井中使用新型同位素载体的可靠性。

基于土壤入渗水量分布特性的微喷灌系统组合分析

通过显色示踪方法研究了微喷条件下入渗水量分布模式,在此基础上探讨了微喷组合布置形式。试验结果显示喷洒水量分布为2次曲线情况下,入渗后水量分布符合4次曲线;同时分布峰值位置沿半径方向向外侧偏移,而含水率变化量在垂直方向分布差异性较小。依据实际入渗水量分布情况,采用正方形组合方案对系统的灌溉效率进行评价,组合间距为1.1倍有效喷程时,均匀系数最大。基于入渗水量分布进行微喷组合将能够有效地提高灌水质量和效率。

锶-89在土壤中淋溶和迁移的研究

采用微土芯装置研究了^(89)Sr在淹水土壤中的淋溶和垂直迁移。结果表明:1.通过18cm土柱后的淋溶水中^(89)Sr含量甚微:青紫泥约占标记量 0.2％,小粉土约占 0.3％,红黄壤约2.4％。2.滞留于土壤中的^(89)Sr,一半以上残存于表层2cm内:青紫泥67.4％,小粉土65.7％,红黄壤 55.1％。3.土壤中^(89)Sr-Sr含量随土壤深度按指数规律衰减:青紫泥 C_3=892.93 e^(-0.5073 x),小粉土C_1=498.96 e^(-0.3365 x),红黄壤C_2=341.29 e^(-0.1924 x);就随深度衰减速率而言,青紫泥>小粉土>红黄壤。

某地浸采铀条件试验酸化前后同源示踪对比试验模拟分析

在某地浸采铀条件试验现场微酸酸化前后开展2次同源4元素示踪对比试验,通过构建酸化前后不同的溶质迁移模型,量化计算分析酸化对浸出的影响。模拟结果表明:地浸采铀条件试验采场酸化后,粒子有效对流域面积和溶浸范围分别比未酸化地层提高3.5和3.2倍;微酸酸化有利于提高地浸采铀效率。

新型水溶性微量物质示踪剂研究

以2,6-吡啶二羧酸、3,4-吡啶二羧酸和稀土氧化铕为原料,合成了两种可作为新型水溶性微量物质示踪剂的稀土螯合物。对比了商业化微量物质示踪剂和新制备的稀土螯合物在溶解性、配伍性、热稳定性和静态吸附性方面的差异,实验结果表明,该稀土螯合物作为微量物质示踪剂的性能优于工业化微量物质示踪剂。

近终形异型连铸坯中显微夹杂物行为研究

对采用半敞开方式浇铸的H型钢中显微夹杂物的类型、数量、尺寸以及分布情况进行研究,并通过示踪剂追踪分析了钢中夹杂物的来源。试验结果表明:铸坯内T[O]平均为70.8×10-6,显微夹杂总体积率为0.15%,主要分为球形硅钙酸盐夹杂、块状硅铝酸盐夹杂、球状硫化钙夹杂三类。其中前两类占夹杂总量的89.7%,为多元素的复合氧化物,两者的化学成分比较接近,区别主要在于A l、Ca含量;第三类占10.3%,该类夹杂含S较高。夹杂物主要为小于10μm的显微夹杂,它的分布特点决定了连铸坯中夹杂物的分布特点。

德龙Q195连铸坯中显微夹杂物行为

针对德龙现行工艺条件,采取示踪剂追踪手段对Q195钢中显微夹杂物进行研究,通过金相显微镜观察铸坯中显微夹杂的形貌、数量、大小及分布,并通过扫描电镜确定夹杂物的化学成分。研究表明:铸坯中显微夹渣物以小于5μm的夹渣为主,约占91%。T[O]平均含量为21×10^(-6),显微夹杂总体积率为0.16%,铸坯中主要有主要有两种显微夹渣物,分别为MnS夹渣、球形钙铝酸盐夹渣。其中MnS夹渣约占铸坯中显微夹渣总数的62%,球形钙铝酸盐夹渣约占38%。

非开挖管线精细探测方法分析

地下管线精细探测为在常规地下管线探测的基础上,针对工程建设中的重点区域、重点管线、疑难管线、特殊管线采用专门的仪器和方法,通过高质量、高密度或高精度的探测,为设计、施工提供更准确更详细的地下管线现状成果。其中非开挖管线的精细探测是重中之重且一直是业内难题。文中通过应用实例,验证了里奇SR-20结合微型示踪探头以及结合惯性陀螺仪定位技术在非开挖管线精细探测中的精确性和可靠性,根据场地条件和管线深度在这两种方法中进行选择,实现对非开挖管线的精细探测。

微量物质示踪剂稳定性评价方法研究

利用一种新的方法对微量物质示踪剂在地层条件下稳定性进行评价,克服了常规方法的局限性,通过该方法的研究,建立油田井间示踪剂监测微量物质评价体系,为该技术的推广应用奠定基础。

微量物质示踪剂用量设计研究

针对目前常用微量物质示踪剂用量设计方法仅考虑单层注入,计算公式中保障系数依靠经验赋值,无定量依据的问题,通过修正公式中预期最大稀释体积计算方法,从而满足分层注入井组使用要求;同时,在分析示踪剂产出影响因素的基础上,明确保障系数主要由井筒内稀释系数、井网外稀释系数、地层吸附系数以及检测校正系数组成,结合现场生产情况得到井筒内稀释系数、井网外稀释系数的计算方法,根据室内实验结果,确定微量物质示踪剂氟苯甲酸地层吸附系数取0.8,检测限校正系数取100~200。对改进后用量设计方法在渤海某油田的应用效果进行数理统计发现,多数井组实际产出浓度与改进后方法设计浓度较原方法设计浓度更加接近,说明改进后方法合理可靠,满足现场使用要求,为今后同类用量设计提供有力的理论依据。

大型生物膜反应器的宏观水流混合特性研究

基于多级理想完全混合反应器(CSTR)串联假设,以东深供水原水生物预处理工程(目前世界同类工程之最大规模工程)的生物接触氧化池为研究对象,采用罗丹明B作示踪剂试验,运用MATHLAB编程对各级反应器出口浓度系数和混合距离作曲线拟合,推算反应器的串联级数。结果表明:生物池单级CSTR长约13m,全池270 m的CSTR反应器串联级数n=21;将生物池水流模型简单地视为推流式模型,将产生较大偏差;曝气管层的水流在每隔4.5 m区段有71.8%的水体发生交换,每级CSTR不存在短流情况。

冷轧板翘皮表面缺陷研究

我国北方某厂Q195钢种制成的冷轧薄板经常出现翘皮现象,分析了该厂100 t转炉→炉后吹氩→连铸生产工艺。结果表明,翘皮是由铸坯中显微夹杂引起的。以Si-Al-Mn-Ti复合脱氧夹杂为主,平均含量为32个/mm^2,粒度在0~5μm的约占29.2%,5~10μm的约占42.8%,10~15μm的约占17.3%,大于15μm的约占10.7%。显微夹杂中大颗粒夹杂已经球化良好,未被钢包渣有效吸附。为此,对钢包渣进行了钙铝酸盐改质处理,钢包渣吸附夹杂效果明显改善,粒度较大的显微夹杂物几近消除,剩余钢中的绝大部分夹杂为0~10μm,冷轧板表面缺陷得到消除。

Q195连铸板坯中显微夹杂物行为研究

系统分析了某厂生产的Q195钢中氧氮含量、钢中显微夹杂物类型、尺寸、数量及分布的变化历程。结果表明:铸坯中夹杂物浓度较高,二次氧化严重;其中显微夹杂物为Al_2O_3-SiO_2-MnO、FeO-Al_2O_3等复合夹杂物,发现Ce、La等示踪元素;说明钢包渣、中间包渣对钢水存在明显污染;含Na、K夹杂物所占比例只有10%,说明结晶器内保护渣对钢水存在污染,但与钢包渣、中间包渣对钢水相比所占比重很小。因此,需要从吹炼工艺、钢包下渣量以及保护渣方面进行优化。

高寒草原矮火绒草和紫花针茅微斑块对Rb^(+)的吸收距离

植物微斑块是草原植被基本的空间分布形式,空白裸地上的土壤养分资源在多远距离上能够被植物吸收是一个重要问题。利用稀有元素铷(Rb)示踪方法,通过分析Rb^(+)的吸收量和吸收距离,探讨青藏高原高寒草原群落群落优势种紫花针茅(Stipa purpurea)和伴生种(同时也是退化草地常见种)矮火绒草(Leontopodium nanum)对土壤养分和水分资源的吸收范围。结果表明:紫花针茅斑块对Rb^(+)的平均最大吸收距离(5.6 cm)约等于平均斑块间距(5.7 cm),而矮火绒草斑块平均最大吸收距离(34.2 cm)远大于紫花针茅和平均斑块间距;2个物种对Rb^(+)的吸收量都与斑块大小(生物量)呈极显著正相关(P<0.001);无论吸收量还是吸收距离,矮火绒草均大于紫花针茅。这说明裸地土壤中的养分资源可以被植物微斑块吸收利用,而且大斑块对资源占有的能力也越强。

气体示踪技术在盐穴地下储气库微泄漏监测中的应用

常规的监测手段无法满足盐穴地下储气库盐穴、井筒等注采系统的微泄漏监测要求。为此,基于油气藏监测中常用的气体示踪检测技术,依托高分辨质谱仪建立了SF_(6)痕量气体示踪剂检测方法(检测设备主要由在线冷冻大气采样器、在线多气氛反应热解/热脱附炉等组成),在中石油金坛盐穴储气库开展了盐腔、腔体间连通、环空带压井筒和井口及地面管线微泄漏监测现场试验。研究结果表明:①目标盐腔不存在天然气泄漏情况,3口相邻老腔井间也无连通现象;②4口目标井均存在微泄漏现象,检测到的SF_(6)含量介于1×10^(-13)~5×10^(-13) L/L,由于估算的天然气泄漏速率为1 mL/min,认为该储气库井口及地面管线不存在完整性破坏;③环空带压井筒微泄漏监测试验结果表明,A、F井均不存在井筒泄漏,其环空带压应该是因油套间温度/压力升高引起。结论认为:建立的SF_(6)痕量气体示踪剂检测方法能够实现对盐穴储气库微泄漏监测和评价的要求,下一步应扩大监测区域,制定覆盖全库区的实时监测方案,建立一套有效的盐穴储气库微泄漏长期监测系统和安全预警系统。

利用纳米磁性材料表征地表溅蚀特征的初探

磁性示踪研究坡面土壤侵蚀已取得一定成果,但目前的磁性示踪方法不能满足次降雨后的溅蚀特征研究。因此,在无磁性的石英砂上施用不同浓度(1.5%、2.5%、3.5%)和不同粒径(20 nm、200 nm)的纳米磁性材料,而后进行人工模拟溅蚀试验,利用磁化率仪和3D手持微地形扫描仪研究地表磁性变化与溅蚀后地表特征变化之间的关系,研究利用纳米磁性材料表征溅蚀特征的可行性。结果表明:20 nm磁性材料提高石英砂磁性背景值的幅度远高于200 nm磁性材料且不同浓度的磁性差异极显著,两种纳米磁性材料均呈现出布设浓度越大,示踪时间越长的特点;溅蚀后表层磁化率随溅蚀时间的延长而逐渐衰减,二者呈现出相关性较高的χ_1=aln(t)+b对数函数关系;20 nm磁性材料在3.5%浓度下可有效定量表征出石英砂溅蚀量的变化(p<0.01),二者之间的相关关系可用χ_2=a Mb幂函数表示;20 nm磁性材料在溅蚀3 min内的磁化率变化与微地形高差变化呈极显著相关关系(p<0.01),说明20 nm磁性材料可以在短时间内有效表征出溅蚀地表的侵蚀程度,可表征出的侵蚀厚度在-5~10 mm内。该研究证明20 nm磁性材料表征溅蚀地表特征的方法在一定程度上是可行的,可为磁性示踪法的深入研究提供新的思路和方法。