油气田开采中管道微生物腐蚀防护技术研究现状与趋势

腐蚀是油气田管道设施运行中的关键共性科技问题。在油气田环境中,微生物腐蚀是油气田主要的腐蚀类型之一,也是油气田开采过程中的腐蚀控制难题。综述了目前油气田微生物腐蚀的研究认识现状、研究进展和当前的主要防腐蚀方法和控制技术,分别介绍了腐蚀微生物群落、微生物腐蚀机理、腐蚀微生物检测和管道微生物腐蚀控制措施等,并针对油气田微生物腐蚀研究和防护控制提出了相关建议。

非热加工技术对食品内源酶的控制研究进展

食品内源酶是指作为食品加工原料的动植物体内所含有的各种酶系,在加工贮藏过程中会对食品质地、风味和营养品质等方面产生不良影响,使食品原料发生变质。为延长产品货架期,在加工过程中有效控制食品内源酶活力具有至关重要的意义。与传统热加工相比,以超高压、超声波、辐照、等离子体、高压脉冲电场等为代表的非热加工技术,能在有效杀灭菌、钝酶的同时较好地保留食品原有的感官品质与营养特性等。本文综述近年来非热加工技术在控制食品内源酶方面的研究进展,探讨该技术对食品内源酶的作用机制,在理论结合实践的基础上展望未来研究方向,为非热加工技术在食品加工与保鲜方面的应用提供参考。

基于神经网络的拖网渔船主机功率估算技术研究

针对目前渔船存在的“大机小标”问题,本研究探索出一种拖网渔船主机额定功率估算的方法,用于判断主机是否符合规范。通过收集的42条实际运行渔船船型参数和主机额定功率数据,运用神经网络算法,成功建立船型参数和主机额定功率之间的预测模型,并运用该模型对现有拖网渔船的主机额定功率进行估算,将估算功率和实船主机额定功率对比,验证预测模型的有效性。研究结果表明,该估算方法能够有效估算拖网渔船主机额定功率,运用该预测模型,能够检验拖网渔船主机是否满足政策相关规范要求。

南黄海海相油气地震勘探关键技术突破及应用

南黄海盆地发育厚度大、分布广的中生代—古生代海相地层,是油气勘探开发的重要对象,然而受地质条件复杂、地震采集环境恶劣等因素的影响,地震成像品质不佳的问题突出,制约了该区油气勘探的进程。为了破解上述技术难题,通过开展科研攻关,形成了南黄海盆地中生界—古生界地震资料采集、处理与综合解释等3项关键技术系列。研究结果表明:①通过立体地震资料采集、广角反射地震信号提取、广角反射波成像处理、地震综合解释等技术以及海上试验应用,获得了该盆地中部隆起和北部坳陷海相下构造层的有效反射和成像,满足了地质科学研究和地震成像的要求;②取得了对南黄海盆地海相下构造层分布、构造特征等的一系列重要新认识,为该盆地海相地层油气资源潜力评价及勘探指明了方向;③在此基础上,提出了CSDP-2科学钻探井位,在海相中生界—古生界中钻遇厚度较大的烃源岩和多套储层油气显示,证实了该项技术的可靠性。结论认为,该项地震勘探关键技术可以为南黄海盆地海相地层的油气勘探提供技术支撑,应用前景广阔,并由此坚定了在该盆地进行海相油气勘探的信心。

海洋沉积物中甲烷代谢微生物的研究进展

甲烷是一种重要的温室气体,深刻影响着全球的气候变化。同时,甲烷还是海底潜在能源—天然气水合物的主要成分。海洋沉积物是甲烷生物转化的一个重要生态区域,产甲烷菌主要利用H_(2)、CO_(2)及简单的有机物(甲醇、甲胺、二甲基硫等)作为底物生成甲烷,产生的甲烷在向上迁移的过程中主要被甲烷厌氧氧化(anaerobic oxidation of methane, AOM)和甲烷好氧氧化(aerobic oxidation of methane,AeOM)消耗,进而大大减少了甲烷向大气的排放量。AeOM主要发生在含氧的沉积物及沉积物-水界面中,由甲烷好氧氧化菌(aerobic methane-oxidizing bacteria, MOB)介导。然而,绝大部分甲烷在穿透缺氧沉积物层之前是被AOM反应消耗,甲烷厌氧氧化古菌(anaerobic methanotrophic archaea,ANME)是主要的参与者,这些功能微生物耦联电子受体SO_(4)^(2-)、NO_(2)^(-)/NO_(3)^(-)或Fe^(3+)和Mn^(4+)将甲烷进行氧化。本文对产甲烷菌和甲烷氧化菌的种类、代谢途径及其在海洋沉积物中的分布特征进行了综述,并在前人工作基础上,对今后海洋生境中甲烷代谢过程的研究进行了展望,以期为进一步开展海洋环境中甲烷的生物转化过程及元素耦合的研究提供理论依据。

海洋重力不规则测线网平差模型对比分析

基于国际共享MW9006航次船载实测资料,针对目前已经被广泛运用的最小二乘和半系统差调整两种平差模型进行讨论,提出了一种适用于不规则复杂测网下重力测线数据的平差方法。规则测线网下,随着半系统差调整平差次数的增加,其结果趋近于最小二乘平差。然而,在实际应用于不规则测线网平差中时,由于存在斜交主测线和联络线的补充测线,最小二乘平差只能损失部分交点数据不参与平差而降低精度,而半系统差调整可通过遍历测线的方式计算全部交点并参与平差,但存在交点差重复参与计算的问题。所以两种平差方法又均有局限,亟待提出一种新的方法来处理解决上述问题。基于补充测线与主测线、联络线交点的分布及大小等因素,将不规则测线网分为6种类型开展最小二乘平差和半系统差调整平差工作。在对6种结果进行评价时,选取了测线精度、交点差均方根及平差结果整体均一性等三个要素进行分析评估,并最终确定不规则测线网下的平差方式及结果,最终航次内114个交点均方根降为(±1.84×10^(-5))m/s^(2)。

长山列岛邻近海域沉积环境微塑料的分布特征

长山列岛(长岛)属于典型的海岛生态系统,随着海洋微塑料污染日益加剧,其周边海域沉积环境中的微塑料分布现状值得深入探究。文章以长岛养殖区和航道沉积物为研究对象,利用显微镜观察和傅里叶变换红外光谱测定等方法对沉积物中的微塑料进行分析。结果表明,长岛邻近海域沉积物中微塑料的丰度为133.14—499.82个/kg,平均丰度为252.59个/kg。微塑料的尺寸以<500μm为主,占微塑料总丰度的70%以上;微塑料的形状以颗粒状为主,其次为碎片状、纤维状和小球状;微塑料的颜色以透明色为主;微塑料的聚合物类型以玻璃纸为主,其次为聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯和纤维素等。由于长岛地处黄渤海交汇处,整体水动力交换能力较好。虽然长岛南部水域水体流动性弱于北部,且南部水域距离入海河流更近,受陆源输入的影响更大,但是长岛南部水域沉积物中微塑料的丰度并未显著高于北部。研究为长岛海洋生态环境中微塑料污染的科学评估与管理提供科学依据。

凡纳滨对虾全基因组SSR标记开发及不同养殖群体的遗传多样性

为了探究SSR标记对凡纳滨对虾养殖群体的遗传多样性和群体遗传结构的影响,为凡纳滨对虾种质资源的遗传改良提供基础信息。实验利用MISA软件对凡纳滨对虾全基因组SSR位点进行搜索,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳获得多态性高的SSR标记,基于POPGENE 1.32、PIC-CALC和Mega 6.0软件分析6个不同来源的凡纳滨对虾养殖群体的遗传多样性和群体结构特征。在凡纳滨对虾全基因组数据中共鉴定出10 453 975个微卫星,约占基因组序列总长度的18.56%,其中,二碱基微卫星最丰富,占总数的82.15%。利用具有多态性的14个SSR标记分析3个国内群体[桂海1号(CG)、海兴农2号(CH)和山东养殖群体(CT)],及3个国外群体[厄瓜多尔1号(FO)、厄瓜多尔2号(FT)和墨西哥群体(FM)]的遗传特征。结果显示,14个SSR标记在6个群体中共检测到208个等位基因变异,等位基因数、观测杂合度、期望杂合度和多态性信息含量的范围分别为6~25、0.112~0.994、0.234~0.925和0.226~0.918;遗传多样性丰富程度为CH>FO>FM>CT>FT>CG。桂海1号与山东养殖群体、3个国外群体间属于中等程度的遗传分化。聚类分析结果显示,国内群体桂海1号和海兴农2号聚为一大类,山东养殖群体与国外群体厄瓜多尔1号、厄瓜多尔2号和墨西哥群体聚为一大类。研究表明,筛选的14个SSR标记可用于凡纳滨对虾群体遗传多样性的评估;3个国外群体的遗传多样性相对较高,且与国内群体桂海1号和海兴农2号的亲缘关系较远。本研究对凡纳滨对虾种质资源的开发利用与新品种选育具有十分重要的意义。

基于CFD的不同通风结构下渔船机舱通风系统性能分析

由于一些渔船机舱高度受限,通风管路中不可避免有结构加强筋,加强筋型式、高度,通风栅的数量、位置等均会对风管内流场产生影响,从而影响通风效果的好坏。针对某型远洋渔船机舱通风系统,基于计算流体力学(CFD)数值方法对机舱左右舷风管进行模拟仿真,研究了气流场与加强筋和通风栅的相互关系,考虑了气流在障碍或发散流动中的运动特性。结果显示:普通加强筋、增设导流板隔开加强筋及增设隔板隔开加强筋3种不同型式对风管流场影响各不相同,内表面平滑的风管流态最流畅;风管入口和风管端口处的通风栅会较大程度上降低其他通风栅的风速;风管内结构高度的增加会引起流态的紊乱、降低风速、加大各通风栅风速的不均衡。研究结果可为渔船机舱通风系统设计优化提供参考。

基于改进麻雀搜索算法的B样条曲线拟合方法

航空发动机叶片气动性能设计的改进要求叶片加工系统采用高精度、高效率的加工工艺,基于传统建模方法的叶片加工系统已难以满足当前的加工需求。提出一种基于改进麻雀搜索算法(SSA)的拟合方法,旨在利用最少控制点高效地达到曲线拟合的目标精度,进而提升传统建模方法的精度和效率,建立适用于数字孪生生产环境的高精度、高实时性的三维叶片模型,提高航空发动机叶片的加工合格率。启发式优化算法在B样条曲线拟合中存在收敛慢的问题,而SSA不断跃向最优解的特性使其能快速收敛。基于此,改进SSA的位置更新函数并给出内节点向量更新范围的概念,通过自动迭代内节点向量配置,利用最小二乘法计算最优控制点,依据局部和全局误差计算适应度值并参与下次迭代,多次迭代后得到符合目标精度的拟合曲线。此外,为提高SSA搜索最少控制点的效率,设计一种二分搜索方法。采用某型叶片截面数据进行拟合验证,结果表明,与传统定义节点向量方法和经典优化算法相比,该方法具有较高的拟合精度和收敛效率,在20和80个控制点下分别取得了1e-3 mm和1e-5 mm左右的拟合精度,在5e-3 mm目标精度下,收敛效率较粒子群优化算法、标准SSA分别提升了14.5%~97.8%和35.8%~70.1%,搜索最少控制点的效率较传统方法提升了34.7%~49.6%。

中国海域油气资源潜力分析与黄东海海域油气资源调查进展

2019年是青岛海洋地质研究所重建40周年。40年来,研究所根据公益性油气资源调查的基本定位,按照"立足黄东海、面向中国海、辐射全球海"的空间业务布局,紧密围绕国家和社会重大需求、瞄准国际海洋科技前沿,以摸清中国海域油气资源家底、掌握资源分布状况、实现新区新层系油气突破、服务国家能源战略和海洋强国战略为己任,持续开展了中国海域油气资源区域评价与黄东海盆地油气资源调查,大体分为海域及邻区沉积盆地对比研究、中国海域区域评价战略研究和黄东海海域新区新层系油气资源调查3个阶段。先后主持编制了中国海域沉积盆地分布图和油气资源勘探开发(动态)形势图,开展了海域及邻区含油气盆地对比、中国海域油气勘探开发形势动态分析和油气资源区域评价战略研究、黄东海海域油气资源调查研究与评价,取得了一批原创性的成果。主要体现在:①海域油气资源早期评价技术和沉积盆地深部地震探测技术取得突破性进展;②中国海域油气资源丰富,下一步的调查与勘探方向包括:新层系、近海天然气、富生烃凹陷潜山油气藏、南海深水油气、南海生物礁和非常规天然气;③明确了南黄海盆地的基底性质、海相盆地地层层序和构造区划、侏罗纪前陆盆地特征、海相盆地的油气地质条件和有利区带;④明确了东海中生代盆地的地层层序、盆地结构和两期盆地性质、"大东海"中生代地层分布特征、中生界油气地质条件和有利区带;⑤发现了南黄海古生界古油藏。上述成果和认识为海洋油气资源调查与勘探的下一步工作奠定了坚实的基础。

北部湾典型海域关键环境因子的时空分布与影响因素

为研究北部湾典型海域关键环境因子的时空分布及其影响因素,2016年9月至2017年8月对该海域29个站位进行了多学科月度综合调查,分析了该海域主要理化因子的时空分布特征,探讨了水文及生物因素对关键环境因子分布的影响。结果表明:硝氮(NO3^--N)、活性磷酸盐(SRP)的时空分布具有一致性,高值区主要出现在近岸钦州湾海域,海峡口临近海域及30m等深线以深海域,各月份总有机碳(TOC)、溶解有机碳(DOC)的表底浓度无明显差异(P<0.05),高温季节溶解氧(DO)、pH的低值区主要位于30m等深线以深的底层海域。DO、pH、NO3^--N、SRP、溶解硅酸盐(DSi)为影响该海域浮游植物生长的关键理化因子。近岸10m等深线以浅的区域Ⅰ中,NO3^--N浓度主要受地表径流带来的陆源污染影响,区域Ⅱ中NO3^--N、SRP在秋季受到南海水向北入侵影响,春、冬季受来自琼州海峡的混合水影响,30m等深线以深的区域Ⅲ中,NO3^--N、SRP全年受到南海高盐水的影响。在球形棕囊藻囊体丰度较高的2017年2月至3月,有囊体站位表层的NO3^--N/SRP显著低于底层(P<0.01),无囊体站位表底层的NO3^--N/SRP之间无显著性差异(P>0.05),棕囊藻赤潮的生消可能是导致春季NO3--N、SRP表底分布出现差异的主要原因。

中国海域基岩油气藏特征及未来勘探方向

基岩油气藏是一种特殊类型的油气藏。随着渤中19-6凝析气藏、永乐8-3-1基岩油气藏及渤中13-2油气田等取得重大突破,证实中国海域基岩油气藏具有巨大勘探潜力。截至目前,已在渤海盆地、北部湾盆地、琼东南盆地、珠江口盆地获得多个高产基岩油气田。中国海域基岩油气藏具有分布广泛、纵向层系多、岩性多、类型多样的特征,主要发育前寒武系变质岩和混合花岗岩、古生代碳酸盐岩、中生代火山岩以及花岗岩侵入体、中生代碎屑岩等4套储层,尤其以前寒武系变质岩和中生代花岗岩侵入体为主。研究表明基岩油气藏主要表现为新生古储,其形成主要受控于富烃凹陷、构造运动、储盖条件等多种控制因素的影响。在总结前人成果的基础上,指出了中国海域未来基岩油气藏勘探应重点关注6大勘探方向:渤海盆地残山,北黄海盆地东部坳陷东北部局部凸起,南黄海盆地凸起带,东海陆架盆地低凸起,北部湾盆地涠西南凹陷、珠江口盆地惠州凹陷和琼东南盆地松南低凸起,南海南部中建南盆地和万安盆地。

基于DEM数据的菲律宾海典型区地貌类型划分

深远海海底地质环境复杂,地貌形态多变,目前没有形成统一的地貌类型划分量化标准。本文主要针对这一问题,选择菲律宾海中南部典型区作为研究区,结合已有规范、标准和区域构造演化特征,提出了海山、海丘、海底裂谷、山间谷地、山间洼地、山间盆地6种四级地貌单元的量化划分标准。利用ArcGIS平台对DEM数据进行深度处理,提取高程、坡度、坡度变化率、地形起伏度等关键地貌因子,对研究区海山等地貌单元进行了定量化划分,明确了其分布特征。结果显示:受控于形成时期不同的构造背景,研究区西部与东部具有显著的构造走向差异,西部海岭呈近EW向雁式排列,东部海丘呈近NS向雁式排列,东部海丘相较于西部海岭更为狭长;海山、海丘和山间盆地等大规模地貌单元的形成往往受控于强烈的构造、岩浆活动。本次研究成果能够丰富深远海海底地貌类型划分和成因研究领域,为今后相关标准规范的制定奠定基础。

海上丝绸之路沿线深水油气资源勘探方向

深水油气成为全球常规油气最重要的接替领域。海上丝绸之路(简称海丝路)沿线油气资源丰富,是全球油气勘探开发最活跃的地区,深水油气已取得了重大突破,但是部分地区勘探程度较低,发现的油气田较少,勘探潜力巨大。海丝路沿线深水盆地主要呈"一横一纵"的分布格局,"一横"主要指近东西向的新特提斯构造域深水盆地群,"一纵"主要指近南北向的东非陆缘深水盆地群。最新深水油气发现证实,海丝路沿线盆地具备形成大油气田的物质基础,存在高效的油气运移通道。海丝路沿线深水油气整体勘探程度较低,未来深水区油气以寻找构造和岩性两大类圈闭为主。孟加拉湾深水区以新生代浊积砂体形成的岩性圈闭为目标。巴基斯坦深水区以新生代生物礁和河道砂体形成的岩性圈闭为目标。东非海岸深水区以近岸的中—新生代发育的生物礁、海底浊积砂体形成的岩性地层圈闭为目标。东南亚深水区以寻找大型构造型油气田为目标。

南黄海首次暴发“巨囊”生态型球形棕囊藻藻华

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)常在热带至温带近海海域形成有害藻华,该种具有种内遗传多态性,且有囊体大小、特征色素组成等性状分化。在我国南海形成有害藻华的球形棕囊藻可形成“巨型囊体”,以19′-丁酰氧基岩藻黄素(But-fuco)为特征色素,是一种独特的“巨囊”生态型。2021年11月底至12月初,南黄海青岛沿岸暴发大规模球形棕囊藻藻华。藻华发生期间,对青岛沿岸3个站位的水文和化学要素进行了观测,分析了球形棕囊藻囊体的数量、直径和色素组成,并应用一种高分辨率种下分子标记——叶绿体rbcS-rpl27基因间隔区分析了其遗传特征。结果表明,藻华发生期间青岛沿岸表层海水温度较低(12~14℃),海域营养盐组成具有高溶解有机氮、低溶解无机氮的特征;球形棕囊藻囊体丰度超过20个/L,最大囊体直径为18mm,以But-fuco为特征色素,rbcS-rpl27序列分析表明其与南海“巨囊”生态型球形棕囊藻具有相同的遗传特征。南黄海首次暴发的球形棕囊藻藻华是由“巨囊”生态型形成,该藻华可能对海洋生态系统、水产养殖业发展和核电设施运行等构成威胁,亟待开展藻华成因与监测预警对策研究。

中国近海基岩油气藏分布特征及其控制因素

基岩油气藏已成为中国海域油气勘探的增储上产的重要领域。基岩油气藏主要发育在裂陷盆地、走滑盆地和前陆盆地,具有“新生古储”的特点。中国海域基岩油气藏分布具有平面广、纵向层系多的特点,储层类型主要以前寒武系变质岩和混合花岗岩、古生代碳酸盐岩、中生代火山岩以及花岗岩侵入体、中生代碎屑岩为主。通过分析海域基岩油气藏空间分布规律和生储盖特征,探讨基岩油气藏形成的控制因素。研究表明,基岩油气藏控制因素主要为烃源岩条件、构造活动、储层条件、源储接触以及封盖条件。

水下激光扫描成像系统及其在冷泉研究中的应用

利用深潜器及其搭载光学设备获得重点调查区的高分辨率影像资料是深远海调查的重要内容,对于研究冷泉、热液等特殊海底环境及其生态系统的组成、空间规模、分布特征以及演化规律具有重要意义。主要介绍了搭载于"发现"ROV的4500m级L1000型图像和激光扫描系统及其应用实例。利用该系统拍摄并带有位置信息的海底高清照片,首次获得了台西南冷泉区的高清全幅海底拼接图像,并根据该拼接图像对台西南冷泉区的海底特征、空间分布规律和规模进行了直观分析和量化研究,有效地提高了我国深远海近海底测绘的能力。

热带东印度洋春季浮游植物群落结构空间特征分析

基于2013年3月至5月采集的热带东印度洋海域(10.0°S^4.0°N, 83.0°~97.5°E)浮游植物水样样品,分析了其种类组成、优势类群、细胞丰度等群落特征参数,综合比较了水平和垂向上浮游植物种类及丰度的差异性,初步探讨了其成因。结果表明:2013年春季热带东印度洋微型浮游植物共鉴定出306种,主要由硅藻、甲藻、金藻、蓝藻、裸藻和隐藻六大门类组成,其优势类群主要以粒径较小的隐藻、微型甲藻、菱形藻、环沟藻等为主。水平分布上,各水层浮游植物细胞丰度分布趋势相似,但斑块特征明显,其高值区位于88°E断面赤道以南次表层水域(30 m、75 m),局部区域细胞丰度值可达104 cells/L以上;与其毗邻的东南部、东部水域为低值区,并向赤道延伸。垂直剖面上,硅藻和甲藻广泛分布在各取样深度,但分布特征有明显的空间差异和规律,0 m、30 m大部分站位硅藻种类比例在0.2~0.3甚至更低,甲藻在0.7~0.8,随着水层加深(75 m、100 m、150 m、300 m),硅藻种类占比上升到0.5~0.6,甲藻降低到0.4~0.5,无论硅藻还是甲藻种类数75 m层最丰富。30 m和75 m水层细胞丰度明显高于其他水层。甲藻是热带东印度洋微型浮游植物种类和细胞丰度的重要贡献者,低生物量海域表现的更为明显,贡献率大于80%。该研究将极大丰富东印度洋浮游植物群落空间特征基础信息较匮乏的现状,为量化、评估该海域的生物资源提供数据支撑。

动态边界粒子SPH法在养殖工船横摇液舱晃荡模拟中的应用比较

为研究养殖工船养殖舱晃荡现象对舱壁结构强度和养殖安全的影响,采用光滑粒子流体动力学方法(SPH法)对横摇激励下养殖工船养殖水舱的轻微晃荡和剧烈晃荡进行数值模拟,通过引入动态边界粒子法解决SPH法固壁边界上或边界附近的粒子截断误差影响精度问题,并对动态边界粒子两种处理方法模拟结果与相关文献进行了对比分析,验证数值方法的有效性。结果显示:该方法可靠有效,适用于模拟养殖水舱晃荡时自由液面翻卷、破碎现象;对于轻微液舱晃荡现象,相比于边界粒子运动法,边界粒子固定不动法具有更高的计算精度;对于剧烈液舱晃荡现象,边界粒子运动法和边界粒子固定不动法则均能有效的数值模拟。本研究成果对于养殖工船养殖水舱晃荡现象数值模拟提供参考。