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.

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.

石墨烯/聚乙烯复合材料及其拉伸性能的分子动力学模拟

利用分子动力学方法,模拟石墨烯/聚乙烯复合材料的微观结构和性能,并采用单轴拉伸模拟方法研究石墨烯/聚乙烯复合材料的拉伸性能.结果表明,在石墨烯/聚乙烯复合材料平衡构型中,聚乙烯基体分子在石墨烯表面处形成多层吸附层,吸附层处于动态稳定状态,层内分子可以发生扩散迁移.吸附层内聚乙烯分子发生"吸附固化"现象,分子弯曲程度减弱,发生有序排列,且在垂直于石墨烯方向的运动性能受到抑制.拉伸模拟结果表明,石墨烯能够提高聚乙烯材料的拉伸性能.在弹性区和屈服区,石墨烯阻碍了复合材料在垂直于拉伸方向的压缩变形,聚乙烯分子"吸附固化"结构保持稳定,引起体系整体应力的迅速升高.在软化区,由于石墨烯发生剧烈弯曲,"吸附固化"结构发生破坏,最终引起体系应力迅速减小.在弹性区和屈服区,体系应变主要引起了非键相互作用的改变.在软化区之后,应变主要导致了体系内分子成键相互作用的改变.应变速率能够提高复合材料的屈服应力,而不改变复合材料应力应变的整体趋势.

铌酸钾钠基无铅压电材料的水热法制备和结构调控

采用水热合成法分成铌酸钾钠(KNN),研究了水热起始碱浓度、反应温度以及添加剂种类和浓度对其晶体结构与形貌的影响。研究结果表明:当起始碱浓度比大于或小于1时,KNN晶粒以台阶式生长形成方块晶粒,而碱浓度比接近1时,KNN晶粒细化并大量团聚成球形;当倾向形成富钠型KNN时,铌酸钠长成了纳米棒。当水热反应温度低于200℃时,得到的晶体产物是水热反应的中间产物,经过后续热处理可直接转化为KNN结晶物;添加不同浓度(1~10g/L)的添加剂聚乙二醇400(PEG400)、三乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、乙二胺四乙酸(EDTA)后,均能得到KNN结晶体,但对KNN晶粒形貌影响较大,添加5g/L的PEG400可以抑制晶粒团簇,得到良好分散性且晶体形貌规则的KNN纳米晶颗粒。

阳极氧化法制备TiO_2纳米管及光催化研究进展

TiO2纳米管是一种新型的高性能材料,因其独特的有序结构而显示出优异的性能,在许多领域有着广泛的应用。本文主要阐述了阳极氧化法制备TiO2纳米管及其纳米管生成的机制,分析了制备过程中电解液pH、阳极氧化电压对所生成的TiO2纳米管阵列结构的影响。实现TiO2纳米管定向排布,对于发挥低维材料的效用至关重要。高度有序的纳米管阵列结构,具有显著的量子尺寸效应和取向效应。对TiO2纳米管阵列进行掺杂改性能够增强材料的光催化性能,提高其光催化效率。在光照条件下,光生电子能快速从TiO2纳米管的导带进入导电基体,大大降低了光生载流子复合几率,从而使其表现出良好的光电活性,可用于太阳能电池领域,在抗菌消毒,污水处理方面也具有很大的应用价值。