离子种类和质量浓度对不同温度稠油油水界面张力影响的实验研究

为了研究在不同温度下离子种类和质量浓度对稠油油水界面张力的影响,分别配制了含不同质量浓度Na+、Ca2+、Mg2+的盐水溶液,应用旋转油滴法测量了不同温度时稠油与盐水的界面张力,分析了温度、离子种类与质量浓度对界面张力的影响规律.实验结果表明:①盐水成分为Na+和Mg2+时,随离子质量浓度的增大,界面张力先减小后增大,存在极小值;成分为Ca2+时,界面张力先增大后稳定再增大.②随温度升高,在Na+和Ca2+作用下界面张力明显减小,在Mg2+作用下先减小后稳定.③温度和离子质量浓度均影响界面张力;离子质量浓度低时界面张力主要受温度影响;离子质量浓度高时在Na+作用下界面张力受温度影响较大,在Ca2+作用下界面张力受温度的影响减弱;在Mg2+作用下界面张力受离子质量浓度的影响较大.

不同浓度乙醇-水溶液核磁共振实验研究

利用核磁共振方法研究了质量分数在0%～100%范围内乙醇-水溶液的横向弛豫时间和信号强度,分析了乙醇-水溶液质量分数与溶液分子间氢键的整体作用力及核磁共振信号强度之间的关系。结果表明:乙醇-水溶液分子间氢键的整体作用力随乙醇质量分数增加呈现先增大后减小的变化关系,当乙醇质量分数为55.6%时出现最强氢键缔合状态;核磁共振信号强度随乙醇-水溶液质量浓度的增加而增大,并且二者之间存在较好的线性关系。利用这种关系可实现乙醇-水溶液浓度的核磁共振测量,为方便、快速、精确地测量乙醇-水溶液的浓度提供了一种新方法。

乙醇汽油中乙醇含量核磁共振检测的实验探索

为探索利用低场核磁共振技术测量乙醇汽油中乙醇含量的方法,用无水乙醇和93#汽油配制出乙醇体积百分数为0%～16.0%的乙醇汽油溶液,采用CPMG自旋回波法测量了不同乙醇含量汽油样品的横向弛豫时间,发现其不随乙醇含量的变化而呈现一定规律性的变化。因此,在减小操作误差的基础上加入CuCl2·2H2O来扩大乙醇含量对核磁共振横向弛豫时间的影响。结果表明:加入CuCl2·2H2O可使横向弛豫时间随乙醇含量增加的变化量增大;乙醇含量在0%～16.0%,横向弛豫时间约从3.00 s变化到0.25 s。根据实验结果拟合出了横向弛豫时间随乙醇含量变化的经验公式,提出了乙醇汽油中乙醇含量的核磁共振检测方法,通过实例测量验证了这一方法的有效性和可靠性。

超声波制备低含油稳定原油乳化液的正交实验

为了利用超声波制备出稳定的低合油原油乳化液,选取乳化剂用量、超声功率、超声作用时间、乳化剂亲水亲油平衡（HLB）值4个影响因素,进行单因素实验和正交实验,筛选超声波制备低含油稳定原油乳化液的最佳条件.根据乳化剂用量单因素实验结果,确定最佳乳化剂用量为0.5％.通过超声功率、超声作用时间和HLB值3个因素的正交实验,进一步优化了制备稳定原油乳化液的条件.实验结果表明,对乳化效果影响大小的因素依次为超声作用时间、超声功率和乳化剂的HLB值;最佳乳化条件为超声功率400 W、超声作用时间10 min、HLB值6、乳化稍用量0.5％,在此最佳条件下可制备出含油率为1％～9％的稳定原油乳化液.

致密油岩心孔隙度核磁共振实验测量的杂质信号处理方法

核磁孔隙度的测定是核磁共振岩心分析的重要内容和基础性工作。通过5块致密油岩心的核磁共振测量发现,核磁孔隙度明显高于质量孔隙度。分析原因主要是致密油岩心洗油难度大、部分含氢物质未能洗去,存在较强的杂质测量信号。为了消除杂质信号对测量核磁孔隙度的影响,提出了谱差值法和差值谱法,给出了两种方法的实验测量和数据处理方法,并通过实验数据分析了两种处理方法的适用性。差值谱法的处理结果表明,5块致密油岩心的核磁孔隙度与质量孔隙度比值的平均值由1.660变为1.196,明显减小了核磁孔隙度的测量误差;采用差值谱法处理致密油岩心的核磁共振实验数据可有效地提高核磁孔隙度的测量精度。

液晶电光效应的实验研究

在原有液晶电光效应实验内容基础上，测量了0～3V电压条件下扭曲向列相液晶的透过率与光源波长的关系，分析了不同波长的光源对液晶电光效应的影响，同时测量了液晶光开关的响应时间和液晶板的视角特性。

模拟过套管电阻率测井响应的递推矩阵方法

采用递推矩阵方法计算过套管电阻率测井响应的修正传输线方程,并模拟不同地层模型的测井响应,考察水泥环、电极距、套管非均匀性等因素对测井响应的影响。该方法在传输线方程系数中考虑径向含多个界面地层的影响,可以给出轴向呈层状、径向阶跃变化地层模型的电势分布,具有计算量小、易编程、无溢出等优点。模拟结果表明:递推矩阵方法具有很强的地层界面轴向分辨能力;低电导率水泥环对高电导率地层的测井响应产生更为明显的影响;径向存在多个地层界面时计算结果为径向各层电导率的综合反映;套管变薄或变厚对测井响应都有一定影响且测井异常发生在套管突变点附近;电极距对测井结果亦产生影响。

电加热强化页岩气解吸的数值模拟

根据电流连续性原理、能量守恒方程和Langmuir吸附模型,建立了多电极加热强化页岩气解吸的数学模型,利用有限差分法进行了求解。讨论了不同电极分布方式下页岩气藏的电场、温度场分布及其对页岩气解吸的影响。结果表明:五点电极加热时电能大部分集中在电极附近,电极附近温度上升较快,地层加热不均匀;排式电极加热方式能够较均匀地加热地层,页岩气解吸效果较好,相对于五点电极加热,解吸率增加约1倍。加热功率为30 k W时,排式电极加热1 a页岩气解吸率达到24.64%,说明了电加热是一种有效的强化页岩气解吸技术。地层温度随加热电功率的增加线性增加,但功率越高,解吸率增加越慢。

三维数字岩心建模方法综述

三维数字岩心在孔隙尺度上描述了岩石的微观结构,已经成为定量分析岩石孔隙结构和岩石物理数值模拟的基础.本文介绍了构建三维数字岩心的两种常用方法;X射线层析扫描成像(CT)和基于岩石二维图像的重建算法,并分析了其优缺点和适用范围.以砂岩为例,定量比较了X射线CT、顺序指示模拟(SIS)、多点地质统计学(MPS)和过程法构建的三维数字岩心.结果表明:过程法重建的三维数字岩心的孔隙连通性与真实岩心最接近,而随机法重建的三维数字岩心孔隙连通性较差.结合复杂储层的岩石物理数值模拟,对三维数字岩心建模技术的发展方向做了展望,认为多尺度、多组分和纳米级三维数字岩心将在岩石物理数值模拟中发挥重要作用.

致密油储层岩石孔隙结构特征的聚类分析——以吉木萨尔凹陷芦草沟组储层为例

为了优选出适合于致密油储层孔隙结构分类的最佳聚类分析方法,根据195个致密油储层岩心的高压压汞分析资料,分别选用系统聚类、快速聚类与二阶聚类三种聚类分析方法,对孔隙结构进行了分类评价。结果表明:二阶聚类分析方法是适合于致密油储层孔隙结构分类的最佳方法;芦草沟组致密油储层的孔隙结构分为三类,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类孔隙结构分别属于中孔中细喉、中孔微细喉和过渡孔微喉,平均毛管半径的聚类中心值分别为0.88μm、0.14μm和0.03μm,渗透率分别为1.696×10^(-3)μm^2、0.289×10^(-3)μm^2和0.025×10^(-3)μm^2;致密层是吉木萨尔凹陷芦草沟组储层的主要类型;二阶聚类分析方法可有效地评价致密油储层孔隙结构的分类特征,具有重要的实用价值。

电动力学修复污染土壤的改进技术

针对传统电动力学修复污染土壤技术存在的不足,在介绍电动力学技术修复机理的基础上综述了相关的改进技术。大量研究表明:实验装置添加工作液循环系统、工作电极布置形成非均匀电场、土壤中添加改良剂或表面活性剂、修复过程中调节pH值等技术改进均可提高电动力学修复效率;采用原电池代替电源的方法可达到减少能源消耗的目的;电动力学修复技术与其他修复技术联合可扬长补短。未来研究中应加强不同性质土壤的电动力学修复机理研究,以便较少破坏土壤结构和有机质;加大与其他修复技术联合方式的研究力度。

雷击时地下空间电磁场与负载感应电磁场的仿真计算

随着高新电子技术的迅猛发展,雷电电磁辐射给人们的生产生活造成的危害越来越大。为了分析雷电电磁辐射的危害,基于MTLE雷电回击模型,以及北京地区实测雷电流波形,采用三维时域有限差分(FDTD)方法,计算了雷击时地下空间中的电磁场,并对线缆终端负载进行了雷电电磁耦合,计算了负载上的雷电感应电压和感应电流。计算结果表明,土壤对雷电电磁场的屏蔽并不彻底,地下空间仍需要进行防雷设计;线缆终端负载上感应的电压和电流峰值可达数百千伏和数百安培,并且其数值随雷电波波头时间的减小而增大,对当前大多数自动化系统危害严重。

十二烷基苯磺酸钠和无机阳离子之间相互作用的密度泛函理论研究（英文）

研究阴离子表面活性剂和阳离子之间的相互作用对于理解阴离子表面活性剂的沉淀和溶解现象具有十分重要的理论和实际意义,但关于两者相互作用的相关理论模型鲜有报道。本文采用密度泛函理论(DFT)方法研究了十二烷基苯磺酸根阴离子(DBS^-)与阳离子(Na^+,Mg^(2+)和Ca^(2+))在溶液内及气/液界面处的相互作用。在溶液内,在两种不同溶液环境中(水相和正十二烷)构建DBS^-/阳离子相互作用模型,并对其进行优化。结果表明,DBS^-能够与阳离子以双齿结构稳定结合。DBS^-与阳离子的结合能不仅取决于参与的无机盐离子种类,还与溶剂的性质有关。在气/液界面处,DBS^-与六个水分子相互作用形成的水合物DBS^-·6H_2O最为稳定。但是,无机盐离子的引入会严重破坏DBS^-·6H_2O水合物的水化层结构。本文定义无量纲参量def用来对水化层结构的变化程度进行评价。无机盐离子对DBS^-·6H_2O水化层结构破坏程度的顺序为:Ca^(2+)>Mg^(2+)>Na^+。电荷分析结果表明水化层在十二烷基苯磺酸钠(SDBS)头基与阳离子的相互作用中起了重要作用。

基于鱼骨图和层次分析法的石油静电事故影响因素分析

针对石油静电事故影响因素的复杂性、多层次性和不确定性的特点,采用鱼骨图分析法,找出了引发石油静电事故的影响因素,确定出6个主因素、25个子因素的石油静电事故评价指标体系。应用层次分析法确定了各个影响因素的重要程度,分析出导致石油静电事故的重要因素。结果表明,6个主因素中,隶属于生产操作工艺和安全生产管理的操作错误、人体静电和接地故障3个主因素权重之和高达0.792,是引发石油静电事故的主导因素;子因素中预防的重点应放在喷溅式装卸油、化纤品与人体摩擦和接地线损坏方面。鱼骨图分析法和层次分析法的联合应用,合理地解决了石油静电事故影响因素分析难题,具有一定的推广应用价值。

Ag改性TiO_2纳米管阵列的光电化学性能研究

采用阳极氧化法及光沉积法制备Ag改性Ti O2纳米管阵列,采用XRD、SEM分析样品的晶型和形貌特征,并利用电化学工作站三电极体系通过I-E、光生电位、光电流响应及莫特肖特基曲线考察样品的光电化学性能。结果表明：Ti O2纳米管阵列的内径约为60 nm,管壁厚度约为30 nm,Ag颗粒粒径为15-20 nm;光沉积时间对Ag颗粒尺寸几乎没有影响,仅增加了Ag粒子的沉积量;Ag的改性能够有效地促进电子和空穴的分离,提高了对太阳光的利用率,在氙灯照射下,Ag-Ti O2纳米管阵列具有良好的光电化学性能,光电流达到0.28 m A/cm^2,载流子密度ND为2.21×1022cm^-3,光转化率可达到4.10%。

采用混合法和递推矩阵算法模拟层状介质中随钻电磁波电阻率测量仪器的响应

将混合法与递推矩阵算法相结合计算轴对称条件下二维层状介质中随钻电磁波电阻率测量仪器的响应。根据层界面处电磁场的连续性条件得到确定所有待定系数的矩阵方程组并通过递推方法快速求解,以摒弃繁琐的上行波和下行波模式并避免指数增加项的出现。利用上述算法分析井眼、侵入和钻铤凹槽对随钻电磁波电阻率测井响应的影响。结果表明,由于金属钻铤的存在导致井眼内钻井液所占空间相对变小,从而使钻井液对接收线圈响应的影响变小;钻铤凹槽对随钻电磁波电阻率测量仪器相位差和幅度比的影响可忽略不计,但对单个接收线圈处电磁信号的相位和幅度产生明显影响,并且对幅度的影响大于对相位的影响。

柱状成层地层中仪器偏心对阵列感应测井响应的影响

采用柱状成层介质的并矢Green函数高效计算井眼中偏心发射源产生的电磁波,并利用该算法模拟了阵列感应测井仪器在井眼中偏心时的响应.在模拟时既考虑到了金属心轴的存在也考虑到了线圈系所处绝缘层的存在,并重点分析了绝缘层的影响.数值模拟结果表明,对相对低泥浆电导率情况而言,无论线圈距长短,线圈系所处绝缘层对仪器响应的影响均较小,可忽略不计.而对于相对高泥浆电导率情况,线圈系所处绝缘层对仪器响应的影响明显,不可忽略,且线圈距越短影响越大,仪器偏心距越大影响越大.另由数值模拟结果可以看出,在相同泥浆电导率情况下,仪器线圈距越短偏心对线圈系响应的影响越大.

用柱状成层各向异性介质的并矢Green函数模拟偏心对多分量感应测井响应的影响

采用偏心状态下柱状成层各向异性(横向各向同性)介质中并矢Green函数的解析表达式高效模拟多分量感应测井仪器在井眼中偏心时的响应.为提高精度,在模拟时考虑到了金属心轴、绝缘保护层的存在以及各分量线圈系的具体形状.数值模拟结果表明,当井眼内钻井液电导率相对较高、地层电导率相对较低时,偏心对仪器响应的影响较大,尤其是对短线圈距线圈系的影响更为明显,必须进行偏心效应校正.当钻井液电导率相对较低时,偏心对线圈系响应的影响可忽略不计.对位于相对低电导率井眼中的线圈系而言仪器方位角的影响可忽略不计,而当线圈系位于相对高电导率井眼中时仪器方位角的影响极为明显.当仪器偏心率较小时线圈系的响应随仪器方位角的变化较小,仪器偏心率越大线圈系的响应随仪器方位角的变化越明显.

原油乳化液低场核磁共振测量参数优化与T_2谱特征分析

为优化低场核磁共振CPMG自旋回波法检测原油乳化液的测量参数,用原油和蒸馏水配制了含水20.0%的原油乳化液,依次改变各影响参数,测量了相应的T2谱。通过分析T2谱各峰的横向弛豫时间和峰面积随各参数的变化,总结出不同含水原油乳化液的最佳核磁共振测量参数为:重复采样次数取100,重复采样等待时间取8 s,半回波时间取300μs,原油乳化液含水体积分数为C时,回波个数Echo Cnt=11 000+10 000C。在最佳参数下测量了含水20.0%、30.0%、40.0%和50.0%油包水型原油乳化液T2谱,分析了T2谱的基本特征和3个峰的形成机理。

用柱状成层各向异性介质的并矢Green函数模拟多分量感应测井仪器的响应

采用递推方法得到柱状成层各向异性介质(横向各向同性)中并矢Green函数的解析表达式。该表达式可用于模拟柱状成层各向异性地层中任意点源(包括电流源和磁流源)的响应,地层数目可以任意,源点和场点的位置可以在任意地层中。利用上述表达式模拟含金属心轴和绝缘保护层多分量感应测井仪器在有井眼和侵入带各向异性地层中的响应。为提高模拟精度,考虑各分量线圈系的具体形状。将金属心轴作为一层介质处理,既可以考虑其电导率有限,也可以考虑其电导率为无穷大的情况。数值模拟结果表明,共面线圈系具有与共轴线圈系完全不同的响应特性。共面线圈系的响应特性更为复杂,对钻井液电导率、侵入带电导率、地层电导率、地层各向异性的变化更为敏感,且在很多情况下其响应会随这些参数的变化出现符号改变。此外,由于共面线圈系的同一响应可对应各向同性地层或各向异性地层的不同电导率,从而使得对测量数据的解释处理变得复杂。