Numerical and theoretical investigations of the effect of the gangue-coal density ratio on the drawing mechanism in longwall top-coal caving

Discrete element calculations of the top-coal drawing process for diferent gangue-coal density ratios were conducted to investigate the efect of the gangue-coal density ratio on the drawing mechanism in longwall top-coal caving.The efects were analyzed for the drawing body,the top-coal boundary,and the recovery of top coal.The results show that for increasing density ratio,the initial drawing body on the goaf side is farther away from the drawing support and its width and volume gradually increase.The upper part of the sickle-shaped drawing body extends near the initial drawing body with increasing density ratio in the normal cycling stage,and the distance from the drawing body to the initial drawing body is its maximum width.The larger the density ratio,the smaller the height of the top coal above the goaf at the end of the initial drawing process.The height of the top-coal boundary decreases with increasing density ratio,until it reaches a limit.In a normal cycle,due to hysteretic development,the top-coal boundary moves toward the goaf until the density ratio is approximately 2.0,which is consistent with the physical experiment results.Finally,increasing the advance length of the working face is benefcial for increasing the overall recovery of top coal.

Numerical Simulation of High Concentration Polymer Flooding in Oilfield Development

The field test of high concentration polymer flooding has the characteristics of high cost, long cycle and irreversibility of the reservoir development process. In order to ensure the best development effect of the development block, this paper simulated and calculated the high concentration polymer flooding development case of the polymer flooding pilot test area through numerical simulation research, and selected the best case through the comparison of various development indicators. The simulation results showed that the larger the polymer dosage and the higher the concentration, the better the oil displacement effect. The best injection method in the construction process was the overall injection of high concentration polymer. The test area should implement high concentration polymer oil displacement as soon as possible. The research results provided theoretical guidance for the future development and management of the pilot area.

页岩油蓄能体积压裂开发效果预测与评价方法

蓄能体积压裂(以下简称蓄压)是页岩油藏提前补充地层能量、大幅提升单井产量的主要开发方式,应用广泛。通过渗吸与驱替机理结合实际生产数据统计分析,提出了根据返排率预测蓄压开发阶段最大累计产油量方法。研究结果表明:返排率30%之后,蓄压的累计产油量与返排率对数呈强线性相关,可预测压后单井最大累计产油量;该方法已经得到其他页岩油藏实际生产数据的实证,较递减曲线分析法更加准确且更具普适性,是对储层条件、压裂规模与工艺、焖排采工作制度等主客观因素的综合评价。返排率法可进一步确定液油比和合理返排速度。蓄压排采的平均返排速度控制在6~8 m^(3)(/d·km),与渗吸排油速度相匹配,能够更加高效地利用蓄压补充的弹性能量,取得较高采收率和较低的液油比。单井压后最大可采油量的返排率预测法为蓄压的经济效益评价、生产制度优化、压裂成本控制等提供了依据,对地质-工程一体化、优化井网井距和压裂设计具有重要指导意义。

稠油提高采收率技术现状及发展趋势

综述了目前稠油开采的主要方式,介绍了稠油热采技术、化学驱油、二氧化碳驱油、微生物驱油以及电磁加热等稠油开采技术的现状。分析了上述稠油开发技术的优势和不足,对稠油开发方式的发展趋势进行了预测。指出兼顾效益和环保是未来稠油开发的发展趋势。热采碳排放较多,化学驱油容易带来环境污染和水处理困难等系列问题。清洁能源有利于实现稠油开发,提升稠油开采质量。

内耳三维真实重建反转恢复成像与突发性聋预后

目的分析突发性聋(突聋)患者的内耳三维真实重建反转恢复(three dimensional real inversion recovery,3D Real IR)成像表现,探讨内耳不同信号强度与突聋预后的关系。方法选取2022年9月25日—2023年4月10日郑州大学第五附属医院耳鼻咽喉科住院治疗及门诊治疗的单侧突聋患者60例,按照听力曲线将患者分为低频下降型4例、高频下降型1例、平坦下降型34例和全聋型21例。由于平坦下降型和全聋型治疗方法一致,将平坦下降型和全聋型的55例患者按治疗有效与否分为无效组25例和有效组30例;按治疗前听力分级,分为轻度听力损失组11例、中度听力损失组7例、重度听力损失组16例和极重度听力损失组21例;根据听力下降与否分为患耳组55耳和健耳组55耳。比较患耳和健耳的耳蜗信号强度,并测量延髓信号强度,分别计算耳蜗/延髓(cochlea/medulla ratio,CM)比值,分析耳蜗信号强度与治疗结果之间关系。结果无效组CM比值明显高于治疗有效组,差异有统计学意义(P<0.001);患耳组与健耳组CM比值比较,差异有统计学意义(P<0.05)。轻度、中度、重度和极重度听力损失组患耳CM比值比较(2.57±3.02 vs 1.77±0.87 vs 2.04±1.98 vs 2.51±2.33),差异无统计学意义(F=0.304,P=0.823)。结论内耳3D Real IR可显示突聋患者血-迷路屏障通透性的改变,CM比值可以更精确了解突聋患者内耳受损的程度,CM比值大小与听力损失程度并不一致,可以单独作为一种判断突聋预后的因素。突聋患者CM比值高于1.58提示可能预后不良。

纳米材料在油田开发领域的研究及应用

可利用石油资源逐渐减少、开采难度在增大。纳米材料具有卓越的粒子尺寸和性能,通过表面改性还可在同一纳米材料上集成多种驱油功能,其被认为是解决传统提高采收率(EOR)技术所面临众多问题的潜在方案。本文主要介绍了纳米材料的制备与改性、种类,综述其在油田开发各阶段的应用与研究进展,特别是EOR方面。结合油田开发需求与纳米技术的优势,指出了纳米颗粒在EOR过程中应用的挑战和未来研究的机遇。

血-迷路屏障通透性与突聋发病机制及预后的关系:在3D real IR的发现

目的分析突聋患者的内耳钆造影MRI三维真实重建反转恢复(three dimensional real inversion recovery,3D real IR)成像上的表现,探讨血-迷路屏障的通透性与突聋发病机制及其预后的关系。方法对41例单侧突聋患者行内耳钆造影MRI,测量患耳和健耳的耳蜗信号强度,并测量延髓信号强度,分别计算出耳蜗/延髓比值(cochlear/medulla ratio,CM ratio),以CM比值作为血-迷路屏障通透性的标志物,分析突聋患者患耳、健耳CM比值的不对称程度与疗效之间的关系。结果41例患者中,33例(80.48%)患耳的CM比值高于健耳,差异有统计学意义(P<0.05);患耳CM比值为健耳的1.5倍以下者18例,治疗有效率为77.78%(14/18);患侧CM比值不高于健侧者8例,治疗有效率为100%;达到健耳的1.5倍至1.75倍之间者7例,治疗有效率为100%(7/7);达到健耳的1.75倍至2.0倍之间者2例,治疗有效率为50%(1/2);达到健耳的2.0倍以上者14例,治疗有效率为14.28%(12/14);差异有统计学意义(P<0.05)。结论内耳3D Real IR可显示突聋患者血-迷路屏障通透性的改变,80.48%的突聋患者患侧耳蜗出现高信号,患耳CM比值达健耳的1.75倍以上者多数预后不良。

原位二氧化碳泡沫驱提高采收率实验

原位CO_(2)泡沫驱是一种很有潜力的提高采收率技术。通过原位CO_(2)泡沫驱提高采收率实验,优化了生气体系、泡沫体系以及注入参数,得到了最佳的注入量、注入速度和适用的渗透率级差范围。研究结果表明,在温度为70℃,地层水矿化度为10 000 mg/L条件下,得到可以作用于地层深部的原位CO_(2)泡沫体系,其配方为:2.1%碳酸氢铵+1.6%醋酸+9.5%氯化铵+0.1%α-烯烃磺酸钠AOS+0.1%油酸酰胺丙基甜菜碱DHSB,泡沫体积可达810 mL,泡沫综合指数为15552 mL·min。该体系形成的泡沫在油藏中部具有较高黏度和较大弹性的特性,能够有效封堵高渗通道,表现出良好的封堵能力。在渗透率级差为6左右时,原位CO_(2)泡沫体系注入速度控制在1.0mL/min左右,注入段塞量控制在0.3 PV,能够发挥最佳的调驱效果。研究还发现,该泡沫体系在渗透率级差为3.9~13.7的非均质储层中能有效提高采收率,而在渗透率级差为15.6的条件下,虽然未能显著提高低渗层采收率,但在高渗管中仍然有一定的洗油作用。本研究为原位CO_(2)泡沫驱技术的应用和优化提供了重要参考。

不同驱替阶段砾岩油藏内油采出规律

聚合物/表表面活性剂二元复合驱是在水驱后提高不同模态砾岩油藏采收率的重要技术,但应用二元复合驱时,对不同砾岩油藏却产生了不同的驱油效果,而对于该方面的研究当前还比较少。基于室内岩心驱油实验结合核磁共振在线监测和CT扫描,对单、双和复模态砾岩油藏在不同开采阶段的剩余油分布和不同孔隙内油的采出规律进行研究。结果表明,水驱阶段,复模态岩心的采收率最高,其次是单模态岩心,双模态岩心的采收率最低,3种模态岩心采收率分别为31.4%、25.8%、33.4%。而二元复合驱阶段岩心提高采收率幅度为:双模态>复模态>单模态,分别提高了27.9、26.4、19百分点,且3种模态岩心在二元复合驱时的孔隙动用下限均降低,且复模态岩心的降低幅度高于双模态岩心和单模态岩心。单、双、复模态岩心的非均质性逐渐增强,单模态岩心水驱阶段均匀驱替,采收率高;复模态岩心中的油主要集中在孔径为32.7~52.5μm的优势大孔中,在水驱阶段油也被大量采出,导致剩余油量低;双模态岩心中大孔内油量较复模态低,水驱采收率低,剩余油量高。在二元复合驱阶段,由于调驱作用和水驱后剩余油量影响,双模态岩心提高采收率效果最好,其次是复模态岩心。

陆相页岩层系岩心中气态烃井场测定技术初步应用及展望

陆相页岩层系的流体分析是页岩油甜点评价的重要基础,针对岩心样品中气态烃易于散失的特性和页岩油钻井现场的需求,研发了井场岩心气态烃快速采集测定装置及方法,探讨了基于岩心气态烃分析和热解含油性分析资料快速计算视气油比和估算游离油损失的方法。研究表明,该装置适用于全直径岩心和块状样品的气态烃检测,既可以实现全直径岩心在常温、常压下逸散气态烃的采集测定,也可以测定块状岩心样品的气态烃总量,气态烃检测相对误差10%,测试结果可以转换为单位质量岩样气态烃含量。全直径岩心逸散气分析可实现岩心气态烃的非破坏式采集和测定,反映了页岩层系垂向上含油气性及其非均质性的变化特征。视气油比可反映页岩层系含油气性和可流动性的趋势,视气油比越大,代表相应页岩层系页岩油可流动性越好。利用视气油比可估算岩心经历降压降温脱气过程中游离烃的损失量,在建立岩心降温降压脱气过程的热解游离烃损失恢复方法中具有较大应用潜力。岩心气态烃井场测定技术丰富了适用于井场的岩心流体分析实验技术手段和方法,为陆相页岩层系流体评价及甜点确定提供数据支撑。

普通稠油非均相复合体系组分驱油贡献率

非均相复合体系能实现协同调驱,在稠油开发方面极具潜力,但各组分驱油贡献率不明确,给体系优化与选择带来盲目性。针对由部分水解聚丙烯酰胺、双效型表面活性剂和预交联凝胶颗粒(B-PPG)组成的非均相复合体系,在分析其界面与封堵性能和驱油特征的基础上,开展了聚合物、二元复合体系和非均相复合体系驱油实验;依据3类体系驱油的采收率增幅,归一化计算了不同水油黏度比下非均相复合体系组分驱油贡献率。结果表明,0.106~0.150 mm(150~100目)B-PPG膨胀后的粒径中值为800μm。该非均相复合体系与渗透率为1.1μm~2的填砂模型匹配,运移封堵阻力系数与残余阻力系数分别为420.5和203.0,更低渗透率(0.30μm~2)的填砂模型则难以进入。对于渗透率级差约为3.0的并联填砂模型,非均相复合体系具有较强的调驱能力,最高注入压力为0.42 MPa、低渗透模型分流率最高达到42.2%;而二元复合体系的最高注入压力仅为0.25 MPa、低渗透模型分流率仅为24.3%。当水油黏度比为0.05~0.46时,非均相复合体系中聚合物驱油贡献率(43.1%~84.1%)最高,表面活性剂(22.1%~7.6%)最低,B-PPG(34.8%~8.3%)介于两者之间。水油黏度比(≥0.46)较高时,表面活性剂和B-PPG驱油贡献率较小,聚合物或二元复合驱后非均相复合驱增油潜力有限;水油黏度比(≤0.2)较低时,表面活性剂和B-PPG驱油贡献率大,水驱或聚合物、二元复合驱后非均相复合驱增油潜力较大。

表面活性剂化学性能分析及提高致密油田采收率实验研究

自制了一种适用于致密砂岩油藏驱采的表面活性剂FDP,利用X射线衍射仪、扫描电镜及界面张力仪等手段分析了目标油藏的储层特性,测试了FDP对岩石界面张力与润湿性的影响特性,利用岩心驱替实验装置评价了表面活性剂FDP与SDS溶液驱油时静态吸附与动态吸附特性,对比分析了其在渗吸采收率方面的效用。结果表明:表面活性剂FDP在多孔介质中可有效通过改变岩石润湿性、降低油水界面张力及乳化作用实现驱油效果。目标区块油藏孔隙类型主要为长石溶孔,其间连通性差,整体表现为弱亲水性。0.02%FDP体系,其油水界面张力仅为2.33 mN·m^(-1),三相接触角低于30°,其在静态渗吸与动态渗吸中的渗吸采收率均显著高于SDS体系,可有效提高致密砂岩油藏采收率。

鄂尔多斯盆地延长油田双河西区块长6油藏开发参数

鄂尔多斯盆地延长油田双河西区块长6油藏为低渗透油藏,常规开发指标计算方法并不利于油田进行油藏地质研究、开发政策制定与成本控制。对延长油田双河西区块长6油藏产量递减规律、水驱储量动用程度、注采比、含水率、注水利用状况及采收率进行分析。结果表明:双河西区块长6油藏产量递减规律为双曲递减模式;区块注水开发潜力较大,目前该区块水驱储量控制程度为74.54%,水驱储量动用程度为36.94%,注采连通率为27.27%;合理注采比约为2.5,随着采出程度增加,含水率上升速度先增大,后有所减小;根据存水率、耗水指数及水驱指数可知,开发后期,区块注水开发效果逐渐变好,最终采收率增加,研究区在开发过程中含水上升率应尽量小于6.1%,地层合理压力应大于9.1 MPa,在该开发条件下,研究区最终采收率约为23%。

深度调剖化学剂驱油机理及实验研究

基于分子设计及化学反应合成了化学驱油剂HPEN体系,分析了催化剂质量分数、反应温度、反应时间及投料比等因素对反应产率的敏感性。通过正交方案设计优选了HPEN的合成条件,岩心驱替实验评价了HPEN与磺酸盐复配体系的驱油特性,选取目标区块进行了现场应用实验。结果表明:HPEN适宜的合成条件为催化剂质量分数5%、反应温度100℃、反应时间6 h、脂肪醇聚氧乙烯醚与磺酸盐投料比1∶1.5。无机盐离子的存在会不同程度影响HPEN溶液体系的界面张力。1.0%的HPEN与磺酸盐按质量比3∶1复配时效果最佳,此时体系抗温能力为130℃,高矿化度溶液体系其界面张力仍处于10-2 mN·m^(-1)数量级范围。复配体系可显著提高现场原油采收率,实现老井日均产油4 t、日均产液16 m^(3)的效果。

Location of Asymmetric Ground Fault Using Virtual Injected Current Ratio and Two-stage Recovery Strategy in Distribution Networks

Sparse measurements challenge fault location in distribution networks.This paper proposes a method for asymmetric ground fault location in distribution networks with limited measurements.A virtual injected current vector is formulated to estimate the fault line,which can be reconstructed from voltage sags measured at a few buses using compressive sensing(CS).The relationship between the virtual injected current ratio(VICR)and fault position is deduced from circuit analysis to pinpoint the fault.Furthermore,a two-stage recovery strategy is proposed for improving reconstruction accuracy of the current vector,where two different sensing matrixes are utilized to improve the incoherence.The proposed method is validated in IEEE 34 node test feeder.Simulation results show asymmetric ground fault type,resistance,fault position and access of distributed generators(DGs)do not significantly influence performance of our method.In addition,it works effectively under various scenarios of noisy measurement and line parameter error.Validations on 134 node test feeders prove the proposed method is also suitable for systems with more complex structure.

基于改进VMD-WTFD算法的二次谐波光谱信号反演分析

采用变分模态分解和小波阈值调整函数(VMD-WTFD)算法在处理噪声时,信号波形恢复往往偏离标准的谐波信号,导致反演结果出现偏差。提出了一种改进VMD-WTFD算法,该算法采用新型阈值函数对VMD-WTFD算法进行改进,然后以此改进算法对二次谐波光谱信号进行反演分析。仿真与实验结果表明:与其它几种降噪算法相比,改进VMD-WTFD算法在不同调制度下反演出的原始信号的峰值、峰位和峰谷值更接近原始标准二次谐波光谱信号,去噪后的信噪比为17.545 dB,相关系数可达到0.9929;可以较清晰地反演出人体呼出气体中CO_(2)的二次谐波幅值。

堵水调剖在低效水驱油藏中的发展与应用

目前油田存在含水较高的现象,为了保障石油开发开采能力,加快对油田化学堵水调剖技术的研究十分重要。首先调研了国内油田应用的堵水调剖技术与各类堵水调剖剂的性能、作用机理研究以及在油田的应用现状,重点介绍了化学堵水调剖剂,然后进行实际应用。通过油藏的地质特征、高渗透层的窜流特征,开展井组筛选标准、堵剂优选、方案优化的深入研究,在现场试验取得良好增油效果,能够有效提高水驱控制程度和采出程度,为低效注水开发区块提供了重要的借鉴意义。

炭渣碱化焙烧模拟浸出液制备冰晶石

以铝电解槽炭渣纯碱焙烧后的浸出液制备冰晶石是炭渣高效利用的关键.但在冰晶石合成过程中,钠、铝等组元的竞争反应会降低浸出液中氟的回收率.为了进一步研究冰晶石和主要杂质的反应机理,利用氟化钠和铝酸钠配制模拟浸出液,以制备冰晶石的形式回收氟,并分析了浸出液的铝氟比(Al与F的摩尔比,下同)、反应终点pH值和温度对氟回收率的影响.结果表明:在氟铝配合离子的优势区间内,更易于冰晶石的合成;当浸出液中铝氟比为1∶6、反应终点pH值为8、温度为20℃时,制备的冰晶石形貌良好,氟的回收率达到98.89%.

柠檬烯纳米乳液驱油剂在油藏中的增产机制

结合实验与理论计算,分析纳米乳液的组装结构和稳定性,通过能量最小化结构优化和分子动力学模拟,考察柠檬烯纳米乳液在油藏沥青质和胶质中的行为,探讨柠檬烯纳米乳液驱油剂的作用机制。结果表明:柠檬烯分子的强疏水性和非平面结构在驱油过程中发挥关键作用,其疏水特性促进表面活性剂组装成高度稳定且尺寸较小的纳米胶束,从而有效减少地层对纳米乳液的吸附损失,扩大波及体积。此外,柠檬烯的非平面结构使其在分子间不规则碰撞中灵活旋转,能够深入渗透至稠油中的沥青质和胶质,并通过π—π相互作用解离这些组分的缔合作用,降低稠油黏度,增强流动性和剥离性能,从而显著提高原油采收率。这些发现为深入理解纳米乳液驱油剂的增产机制提供了新视角,并为开发更高效的纳米驱油剂提供了重要参考。