Doppler Spectrum Analysis of Time-Evolving Sea Surface Covered by Oil Spills

Based on the model of a contaminated sea surface that was proposed by Lombardini et al., the influence of the damping effect of oil films on the sea surface roughness spectrum and the geometrical structure of the sea surface is examined in detail by comparing with a clean sea surface. Fhrthermore, based on a quasi-stationary algorithm, a time series of backscattered echoes from a time-evolving sea surface covered by oil slicks is obtained by utilizing the frequency-domain numerical method of the parallel fast multiple method. Then, the Doppler spectrum is evaluated by performing a standard spectral estimation technique. Finally, the influence of the oil film damping effect on the Doppler spectrum of the backscattered echoes from time-evolving sea surface is investigated in detail by making a comparison of the Doppler spectrum of an oil-covered sea surface with the Doppler spectrum of a dean sea surface. The numerical simulations show that the damping effect of oil films has an influence on the Doppler spectrum signature for both horizontal-to-horizontal and vertical-to-vertical polarizations.

Study on the connectivity of heavy oil reservoirs by ultraviolet spectrum technique in the western part of the QHD32-6 oilfield

As a new method,the ultraviolet spectrum technique is applied to studying the connectivity of biodegradable heavy oil reservoirs.The similarity of crude oils can be judged according to the extinction coefficient(E) because aromatic hydrocarbons and non-hydrocarbons have conjugated bonds and obvious absorption in the ultraviolet range,and different materials have different characteristics and additives.The relationship diagram is made in terms of the extinction coefficients(E) of the samples by taking E as the Y-axis and wavelength as the X-axis.The connectivity of oil reservoirs is estimated according to the curve positions and characteristic fingerprints of the samples.The connectivity of part of the reservoirs in the western part of the QHD32-6 oilfield was studied with this method.The results showed that the connectivity of samples from wells F7 and F8 in the Nm-2 oil reservoir zone is good,that of samples from wells F17 and F20 in the Nm-1 oil reservoir zone also is good,and that of samples from wells F17,F19,and F20 is poor.

塔河油田盐下地区原油地球化学特征及不同期次油气成藏贡献

对于多旋回叠合盆地,油气藏形成的过程往往伴随着多期次的原油充注,但并非每一期原油充注都对现今油藏形成起到关键作用。流体包裹体方法只能对原油充注期次和时间进行限定,而无法确定各期充注原油对油藏的贡献。针对上述问题,以塔河油田盐下地区奥陶系碳酸盐岩油藏为例,采用原油地球化学、流体包裹体法、荧光光谱和单井模拟分析方法,系统揭示了研究区原油的荧光特征、油气成藏期次和成藏时间。原油生物标志化合物参数分析结果表明,其母质相同且沉积于海相弱还原环境,再通过与研究区烃源岩进行油源对比,确定了原油均来自下寒武统玉尔吐斯组烃源岩。原油芳烃中甲基菲指数和二苯并噻吩参数是定量评价原油成熟度的有效指标,计算得到塔河油田盐下地区原油成熟度(R_(o))在0.90%~1.47%之间,可能对应了多期油气充注。此外,在对盐下地区奥陶系储层油包裹体荧光光谱分析、共生盐水包裹体测温和测盐的基础上,结合单井埋藏史和热史模拟,确定盐下地区存在加里东中期(420 Ma)、海西中期(318 Ma)和喜马拉雅晚期(10 Ma)3期原油充注。对比原油和3期油包裹体荧光光谱参数,认为喜马拉雅晚期是盐下地区的主成藏期,为盐下地区的奥陶系油藏贡献了最多的原油。

海面乳化溢油水包油乳化液的LIF接收光功率饱和强度分析

海面溢油的水包油乳化液对海洋造成严重的危害,水包油乳化液的识别以及定量分析,对于海洋污染的处理以及海洋环境的恢复具有重要意义。近年来一些研究对较薄的乳化溢油进行了定量分析,然而对于油层较厚的乳化溢油却鲜有深入的研究。激光照射到海面的水包油乳化液产生的荧光,在一定条件下会开始出现饱和而不再变化,针对这一饱和临界点以及相关范围的水包油乳化液的光谱特征进行研究。根据LIF探测系统接收到的光功率与BRRDF数值的关系,使用BRRDF模型对荧光光谱进行仿真。分析的油品使用Romashkino油和Petrobaltic油,分别代表深色不透明的油和明亮透明的油。提出一种针对厚度较大的水包油乳化液的荧光强度计算方法,计算出两种油在不同浓度和乳化时间下的乳化液出现荧光饱和的厚度。对计算结果进行比较可以看出饱和厚度随着浓度的增加而降低,随着乳化时间的增加而降低。分析结果显示,对于海水中的深色不透明的油的水包油乳化液,LIF接收到的荧光强度通常会出现饱和,因此单独使用LIF系统无法判断出超过饱和厚度的乳化液层的厚度。设计了一个4层神经元的神经网络,对饱和临界点附近的荧光光谱对乳化液浓度的识别能力进行验证。验证结果显示,不同浓度的水包油乳化液,只要达到或超过饱和厚度,其荧光光谱就具有较好的鉴别能力,可以用来区分不同浓度的乳化液。对于那些距离饱和厚度比较远的样本,荧光光谱具有分辨乳化液是否达到饱和厚度的能力。这些实验和结论将对较厚的水包油乳化液的识别和定量分析研究提供参考。

紫外光谱结合BP神经网络算法建立食用油掺伪煎炸油的快速鉴定模型

为建立一种快速食用油掺伪煎炸油检测方法,采用紫外光谱法鉴别其掺伪,本研究选取大豆油、玉米油和葵花籽油为代表分别煎炸,在纯油中掺入相应煎炸时间0~6 h及掺假梯度0%~90%的煎炸油制备掺伪油样,进行紫外光谱及二阶导数预处理,经处理后的光谱特征峰与BP(Backpropagation)神经网络算法结合建立食用油掺伪煎炸油模型,对掺入煎炸油类别、煎炸时间和煎炸油含量进行鉴别分析。结果表明二阶导数预处理后掺伪煎炸油的光谱特征峰中大豆油为446、462 nm、玉米油为268、274 nm、葵花籽油为280、288 nm,根据其特征峰位与峰值建立Levenberg–Marquardt算法(LMA)、动量梯度下降法(MGD)及弹性梯度下降法(EGD)掺伪模型识别率分别为98.15%、91.67%、95.52%。

电力用油红外光谱检测技术

红外光谱检测技术因其检测速度快、对样品无损伤、无污染、易操作等特点,已广泛应用于石油化工、制药等行业的检测中。红外光谱检测方式主要包括定性检测和定量检测,定性检测通常采用比较法,即通过与标准物质对照或查阅标准谱图;定量检测是通过测量特征吸收谱带强度,结合化学计量学方法计算出对应组份含量。阐述了人工神经网络、偏最小二乘法等化学计量学方法在电力用油酸值、水分、抗氧化剂、糠醛等检测中的应用,并对其在油品检测中的应用给出了建议。

相关系数法在船舶柴油机油液光谱分析中的应用

船舶柴油机过磨合期后,各摩擦副发生早期磨损时,由于磨损量不大,润滑油中各金属元素数值未超过检出限值,分析人员可能会认为设备磨损正常,超出检出限值时,经验少的技术人员对于分析定位磨损颗粒元素来源不确定。文章通过对船舶柴油机油液光谱数据的分析,发现相关系数法可以有效解决上述问题,为相关系数法在船舶柴油机以油液分析技术为手段的故障诊断中提供了一种新的应用。

六君子汤中理气药陈皮挥发性成分与胃肠动力调节关联性研究

目的从胃动力调节角度分析理气药陈皮挥发性成分在补气方剂六君子汤中的理气作用,比较不同陈化年份的陈皮挥发性成分对脾虚大鼠胃排空和小肠推进的影响,进而挖掘六君子汤中理气药陈皮挥发性成分与调节脾虚大鼠胃肠动力的关联性成分。方法采用GC构建15批不同陈化年份的陈皮药材挥发油类成分的指纹图谱,以胃排空和小肠推进为指标评价陈皮挥发性成分改善胃肠动力作用,采用偏最小二乘回归分析以及灰度分析法分析指纹图谱与调节脾虚大鼠胃肠动力相关性。结果陈皮挥发油成分均可促进胃排空及小肠推进,其在六君子汤中的增益作用强度以5、10年最佳。在15批不同陈化年份的陈皮药材挥发油类成分的GC图谱中,峰3、峰4、峰9为发挥胃肠道调节作用的可能药效成分。结论六君子汤中理气药陈皮挥发性成分通过增益脾虚大鼠胃动力达到理气补气之效,此增益作用为多种有效成分共同起效的结果。该研究初步揭示了六君子汤中理气药陈皮挥发性成分的理气作用与脾虚胃动力调节的关联性,为探索补气方剂六君子汤中陈皮理气作用的物质基础提供一种新思路。

海洋油膜偏振反射特性仿真与测试

为了海洋溢油的检测与识别,在偏振特性建模中综合考虑天空的偏振辐射、油膜表面的动态反射、接收探测器的姿态和性能,进行全数字仿真,开展外场动态水面的实测,进行油膜偏振半实物仿真,最后对海洋溢油进行了偏振测试与分析。试验结果表明:在区分油品方面,汽油和水的强度差值为29.33%,线偏振度差值为0.97%,二者结合可较好的分辨溢油。

基于界面电荷极化特性的变压器油纸绝缘寿命预测方法研究

准确预测变压器油纸绝缘寿命对于保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。根据微观介电响应机制剖析界面极化与油纸绝缘老化的内在机理联系,并基于混合极化模型——一种在扩展德拜模型基础上引入界面极化支路的等效电路拓扑,探究界面电荷极化特性在油纸绝缘寿命预测中的应用。首先,分析温升过程中频谱特性变化背后蕴含的普适弛豫极化规律,基于混合极化模型重构回复电压极化谱。结合温度对主时间常数和模型参数的影响规律,提出一种单一温度测试下的油纸绝缘活化能计算方法,通过界面极化电容构建出频温平移因子。其次,剖析介质损耗因数随老化加深的变化规律,探究损耗峰偏移现象与界面极化弛豫时间的内在联系,凝练全新表征油纸绝缘聚合度含量的频域特征参量——界面极化支路极点Ph2。最后,联合界面极化支路极点Ph2、频温平移因子和损失累积动力学方程构建油纸绝缘寿命预测模型,并将不同运行年限变压器现场实测数据代入模型验证实效性,为油纸绝缘寿命预测提供了一种新思路。

基于太赫兹频谱的绝缘油中微量甲醇无损检测新方法

甲醇是油纸绝缘中纤维素老化的特有标志物,目前采用的顶空气相色谱/质谱测试方法过程繁琐,无法实现无损快速检测。现有的拉曼光谱和红外光谱也难以实现低浓度甲醇(mg·L^(-1)级)的感知。利用太赫兹检测技术对极性物质的敏感性,提出了一种实现绝缘油中微量甲醇的无损检测新方法。通过采用克拉玛依25#矿物绝缘油和色谱级别的甲醇配制浓度为99、59.4、19.8、9.9、4.95、2.48、1.24、0.62、0.31和0.15 mg·L^(-1)的含甲醇的绝缘油混合溶液。检测含微量甲醇的绝缘油在太赫兹频段的吸收光谱,发现在1.7 THz左右存在特征峰,其与油中甲醇浓度有较好的定量相关关系,初步在实验室中实现了0.15 mg·L^(-1)的绝缘油中微量甲醇的测量。基于量子化学计算分析揭示了甲醇与绝缘油之间复杂的分子间力使油与甲醇分子协同振动,是太赫兹频段特征峰的机理。甲醇和绝缘油之间复杂的分子间作用力,使得两种分子在太赫兹频段产生协同振动。同时,随着甲醇浓度的增加,甲醇分子间会形成氢键,更易缔合,减少了甲醇分子与绝缘油分子缔合的比例,从而1.7 THz左右的特征峰增长速度变缓。因此,吸收峰的强度与甲醇浓度存在非线性关系。含微量甲醇的老化绝缘油的太赫兹频谱在1.7 THz左右同样出现了吸收峰,在同一甲醇浓度时,吸收峰的强度随着老化天数的增加而增加,增幅与老化程度存在非线性关系,这可能与不同时期的绝缘油裂解的产物含量有关。聚合物和绝缘油对太赫兹波的低吸收性,有机会实现变压器上绝缘油中低浓度甲醇的快速原位检测。未来将通过进一步增大光程、绝缘油老化产物与甲醇的协同振动机理分析以及自适应大数据信号提取算法来提高测试下限,并排除老化因素的影响,实现全周期绝缘油中甲醇含量的准确无损测量。

红外光谱吸收法在线油膜厚度测量系统在板材生产中的应用

为防止冷轧带钢在储存及运输过程中表面出现锈蚀影响产品质量及性能,需要在线对成品带钢进行涂油处理。因此,在生产过程中根据产品性能要求需对油膜厚度进行准确测量和控制。重点介绍分析红外光谱吸收法在线检测油膜厚度的测量原理、硬件特性及实际应用效果。在线油膜厚度测量系统的应用,能够实现生产过程中对油膜厚度的快速有效检测,并通过实时的数据上传实现了检测数据的记录保存及反查功能。

基于卷积神经网络的成品油红外光谱分类分析

针对石油类产品在运输及使用过程中泄漏污染引起的环境问题,文章以4种成品油为研究对象,基于卷积神经网络(CNN)对油品红外光谱进行分类分析,为石油类产品泄漏追踪溯源。实验测量了4种成品油及其混合物共387组红外透射光谱,采用Savitzky-Golay多项式平滑法(S-G)、标准正态变换(SNV)和多元散射校正(MSC)3种方法对光谱数据进行预处理,分别建立了预处理前后CNN分类模型。研究结果表明:预处理后的光谱数据建立的CNN模型分类精度均高于原始数据,其中SNV预处理的光谱数据表现出最佳分类精度为0.9744,损失值为0.2579。该研究结果说明基于神经网络结合红外透射光谱的检测方法对成品油品种分类是可行的,且该项成果为后续实现石油类污染物高效、快速检测提供理论支持。

页岩油地层原油黏度的核磁共振评价方法

随着页岩油气资源的规模化勘探与开发,精细地层评价发挥着越来越重要的作用.地层原油黏度作为影响页岩油开发方案、产能、产量以及采收率等的重要参数,是流体识别及定量评价的核心内容之一.然而,页岩油流体赋存状态多样且流动机理复杂,导致原油黏度指数难以准确估算.因此,建立页岩油地层原油黏度评价方法具有十分重要的意义.本文从核磁共振评价原油黏度的基础理论出发,分析并明确原油黏度、T_(2)对数平均值、绝对温度三者之间的关系,利用核磁共振方法表征不同温度下原油T_(2)弛豫特征与绝对温度的变化规律;然后,开展页岩油原油变温核磁共振实验,结合原油的黏温关系图版,分析表征原油黏度的主要参数,验证页岩油原油黏度理论计算模型的可行性;最后,通过饱含原油的页岩油岩心变温核磁共振实验,进一步明确地层条件下原油黏度、绝对温度以及T_(2)对数平均值之间的关系,改进原油黏度理论计算模型,建立了页岩油地层原油黏度的核磁共振评价方法.实际测井资料应用表明页岩油地层可动油黏度指数与实际试油得到的原油黏度相比,相对误差在5%以内,验证了该方法的应用效果.

锂基脂静态热氧化老化行为的红外吸收光谱定量分析

为探讨锂基润滑脂在高温使用工况下的热老化行为,以不同矿物油、合成油PAO为基础油,以12-羟基硬脂酸锂为稠化剂制备润滑脂样品。使用自行设计的红外光谱定量分析设备,采用静态热老化方式模拟并系统研究了不同老化温度、不同基础油种类的锂基润滑脂老化过程。探索了该老化过程中的润滑脂中关键组分分子结构变化及其规律,并分析建立了可用于有效评定润滑脂热老化程度的综合性能指标E。结果表明:锂基润滑脂的热老化过程中,首先基础油发生氧化、硝化、硫化等反应,随着老化程度的加剧,稠化剂发生降解;对于140℃下静态热老化的1#锂基脂样品,E值上升至新脂的1~23倍时为初级氧化阶段,上升至23~38倍时为氧化的平台阶段,结合其他理化指标,前2个阶段为影响润滑脂寿命的主要部分,随老化时间增加,E值继续上升,润滑脂结构开始降解失效。另外,润滑脂老化程度随温度的升高而加速。基础油种类对老化速率有一定影响,聚α烯烃规整的长链烷烃结构在老化过程后期能够保持稠化剂结构的稳定,制备的润滑脂样品具有更好的高温性能。

变压器油纸绝缘受潮状态对频域介电谱的影响特性分析

阐述对多种不同受潮程度的变压器油浸绝缘纸样本进行频域介电谱测试,探讨受潮程度对变压器绝缘纸频域介电谱特性的影响规律,分析变压器绝缘纸受潮状态评估的特征参量,为评估提供依据。

四川盆地侏罗系凉高山组不同岩性组合页岩油赋存状态及可动性

通过系统分析钻井取心资料,将四川盆地侏罗系凉高山组页岩细分为纯页岩型组合、介壳型页岩组合和粉砂型页岩组合等3类5种岩性组合,在此基础上,总结不同岩性组合页岩储层宏观、微观特征差异,识别并评价不同岩性组合页岩油储层流体赋存状态特征及可动性,优选有利岩性组合类型。研究表明:①凉高山组页岩油分为游离油和吸附油,游离油具有易流动油和束缚油2种赋存状态,页岩孔隙中,小孔主要赋存吸附油和束缚油,中孔主要赋存束缚油和易流动油,大孔主要为易流动油;二维核磁共振T2≥0.2 ms,1≤T1/T2<10的区域为易流动油以及束缚油信号,T2<0.2 ms,10≤T1/T2<100的区域则为吸附油信号,并建立了凉高山组不同赋存状态流体二维核磁共振T1-T2识别图版;核磁共振孔径转换揭示了凉高山组页岩油游离油孔径下限为60 nm,建立了基于孔径大小和流体赋存状态的页岩油储层孔隙划分方案。②有机质含量、流体流动能力、矿物组成及孔隙结构是凉高山组页岩油赋存及可动性的直接影响因素。③粉砂型页岩组合大孔及微裂缝发育,易流动孔隙占比高,可动油更容易富集;粉砂纹层构造发育不仅能够提供丰富的储集空间,也会提高孔隙连通性,有利于页岩油聚集、赋存及流动,指示了粉砂型页岩组合为凉高山组有利岩性组合类型,其发育层段即为四川盆地凉高山组页岩油勘探开发有利层段。明确粉砂型页岩组合孔-缝配置关系是未来凉高山组页岩油勘探开发取得突破的主要攻关研究方向。

变压器油色谱在线装置故障诊断与预测分析

阐述油色谱技术的基础原理、在变压器油分析中的作用。分析油色谱在线监测装置的应用,以及对电力变压器健康监测的影响。探讨基于智能技术的变压器油色谱在线装置故障诊断和预测分析的方法。

高效液相色谱法对长链烷基芳烃的组分分析研究

烷基化芳烃作为第四代合成油系列产物,因其性能优异而受到广泛关注,其中长链烷基芳烃由于碳数较大、沸点较高而难以气化、相对成分较为复杂,给组分分析带来很大困难。利用高效液相色谱法对长链烷基芳烃的各组分进行了分析,分别探讨了紫外检测波长、流速以及流动相的极性等参数对色谱分析结果的影响,并总结出一种适于长链烷基芳烃组分分析的方法。研究结果可为分析长链烷基芳烃相关产品提供一定的理论指导。

延长油田长6储层渗吸驱油效率实验研究

注水开发是特低渗油藏提高采收率的主要技术,水驱油过程中渗吸作用对水驱油效率贡献大小,对有效提高水驱油效率并最终提高原油采收率至关重要。以延长油田长6组油藏真实岩心为研究对象,重水和无水煤油为实验介质,采用核磁共振技术,分别开展了自发渗吸、渗吸驱替、驱替实验研究,并定量描述了渗吸作用对水驱油效率的贡献值。结果表明:静态条件下,随自发渗吸时间增加,驱油效率逐渐增大,最高达到37.11%;渗吸后再以不同驱替速度进行驱替,增大驱替速度,有效增加了驱替过程对水驱油效率的贡献,驱替速度0.06 mL/min时,最终驱油效率为45.68%;在岩心饱和油状态下直接驱替时,随注入速度的增大,驱油效率呈现出先增大后减小的趋势,最终的驱油效率为37.73%;自发渗吸静态贡献率最大为37.11%,动态贡献率最小为7.95%,不同条件下驱油的自发渗吸平均贡献率为22.53%。该研究成果对于特低渗油藏水驱油提高采收率具有借鉴意义。