Maxwell流体管内振荡流的壁面摩擦力分析

研究了Maxwell流体对管内振荡型Poiseuille流动的管壁摩擦力特性.由Bessel方程控制速度振幅,用分离变量法求出了解析解.由振荡频率对管壁摩擦力的影响的研究中发现,管壁摩擦力存在类共振特性,即在某些临界频率位置,振荡流体在管壁上产生的摩擦力会急剧增大.流体的弹性参数、管径和振荡流频率对壁面摩擦力的影响可用两个无量纲参数ω和R表示.在确定的ω范围内,当R取值较小时,壁面摩擦力振幅与ω变化关系曲线的共振峰较少;随着R的增大,共振峰的位置在ω轴上左移,幅值下降,个数增多;在R>12之后,该曲线变成一条单调下降的曲线,与牛顿流体的曲线一致,且不再有任何共振现象.该类共振特性对于提高岩心的驱油效率具有重要意义.     

一个新的钻井液流变模型

钻井液流变曲线的一般特点,是有一弯曲段及一与γ轴成一定角度的近似直线段.据此特点,文中提出了一个新的流变模型：τ=τ_ｓ+η_pγ(1+β/γ)^1/2.新的流变方程中有三个独立参数：静切应力τ_ｓ,塑性粘度ηp及剪切稀释系数β.试验比较了几个现有的方程,结果表明,新方程的剩余标准差最小,预报精度最高.新方程不但描述了塑性流体的流变性,还可描述多种其他流体的流变性.当τ_ｓ=0时,描述假塑性流体;当β=0时,描述宾汉流体;当τ_ｓ=0,β=0时,描述牛顿流体.新方程还有一显着的特点,即当γ足够大时,新方程变得与滨汉方程相同.证明了宾汉方程只适用于中、高剪切区的实践经验.     

基于高速非达西渗流的断溶体油藏连通性预测模型

针对断溶体油藏地质特征复杂、准确快速模拟难以实现的问题，以储层静态物性参数和动态注采数据为基础，将复杂的断溶体结构离散为井—缝—洞间的一维连通单元。提出了能够表征井间连通特性及物质基础的两个特征参数：传导率和控制体积。同时，引入流体高速非达西渗流项来描述断溶体内真实渗流特征，建立了断溶体油藏井—缝—洞间的连通单元物质平衡方程，实现了断溶体油藏油水动态模拟。研究结果表明：定液制度下，非达西渗流系数β=0，传导率值不变；β>0，随β值增大，连通单元内传导率下降程度增大，水相受非达西作用影响更明显，导致油井见水时间滞后，地层压力及井底流压下降，所需生产压差增加。针对Z断裂带，在达西渗流条件下，各计算指标与实际值难以拟合；当β取值在10³~10⁴时，单井流压及区块产油拟合效果理想，更符合实际流动。高速非达西作用明显的单元内连通性更好，对井间连通性准确预测具有指导意义。     

储层敏感流体因子反演及烃类检测

西非尼日尔三角洲盆地发育深水扇沉积体系,钻井资料揭示,油层和水层均表现为“亮点”和远道增强的Ⅱ、Ⅲ类AVO异常,利用常规振幅和AVO方法检测烃类精度低。为此,首先分析了地震响应特征及其影响因素,通过正演模拟明确了孔隙度是引起振幅及AVO多解性的主要原因;然后,通过交会分析认识到,截距—梯度属性随孔隙度的变化规律与随含水饱和度的变化规律存在差异,进而提出了基于坐标旋转的扩展AVO属性,以降低常规AVO属性的多解性,提高油气预测精度;最后,开展面向实际储层的敏感流体因子优选,提出一种新的流体因子敏感性定量分析方法,能够优选出对流体敏感、对孔隙不敏感的流体因子,预测结果能够压制孔隙度造成的流体识别假象。分析结果表明,λ/μ（λ、μ为拉梅系数）具有对流体性质敏感性高、对孔隙度敏感性低的特征,是研究区开展烃类检测的最佳敏感流体因子。实际应用结果表明,利用扩展AVO属性和λ/μ流体因子能够有效区分真“亮点”油层和假“亮点”水层,预测结果与钻井数据更吻合,有效提升了烃类检测成功率。     

含水饱和度指数n的理论及实验

含水饱和度指数n是用电阻率评价地层流体性质的重要参数.本文通过理论推导,得出了影响n指数的几大因素,分别为地层水电阻率R_w、阳离子交换容量Q_v、含水饱和度S_w以及地层因素F.并发现砂岩影响n的因素是F和R_w,而泥质砂岩则分别是R_w,Q_v和F.以上某些结论已在实验中得到验证.     

套管式流化床传热特性的数值模拟

为探究套管式流化床在不同操作参数下的传热特性,对自搭建的套管式流化床进行了基于欧拉-欧拉法的三维数值模拟,并进行准确性验证,考察了不同的环形区烟气流速、表观气速和床料颗粒粒径对流化床内传热特性的影响。实验结果表明,提高环形区域内的热烟气流速可以有效地提高热烟气与内管壁面间的对流传热系数,但对外壁面温度的影响较小;颗粒相与内管壁面和载气间的对流传热系数随颗粒直径的增大而减小,颗粒相平均温度随粒径的增大而下降;随表观气速的增大,管内流体与壁面间的对流传热系数会先上升,并在表观气速为1.1 m/s时达到峰值,后随表观气速的进一步增大而逐渐下降。     

液压猫道翻转机构工程破坏实例分析及优化

某型全液压自动猫道的翻转机构在进行工程试验时发生断裂失效事故。通过试验测试和应力状态仿真,分析了翻转机构支撑架断裂的原因。通过建立支撑板的Ansys Workbench有限元模型,进行应力状态仿真。试验测试包括探伤检测、力学性能测试、材料的化学成分分析。分析结果表明,翻转机构失效的主要原因是支撑板设计中存在应力集中。经过优化设计后的液压猫道翻转机构满足工程需要,可靠性高。     

气体在克拉玛依九区稠油中的溶解度关联与计算

将克拉玛依九区稠油看成假一元组分,用此稠油的平均结构参数和基团贡献法相结合的方法计算了此碉油的临界温度(Tc)、临界压力(Pc)和偏心因子(ω),其数值分别为879K、0.866MPa和1.10.这种计算方法不需稠油的任何物理性质(如正常沸点等).对于组成复杂、分子量高的混合物特性参数(Tc、Pc、ω)计算,此方法有明显优点.用计算的特性参数和Peng-Robinson方程关联、计算了克拉玛依九区稠油分别与N₂、CH₄、CO₂组成体系的泡点压力和相互作用系数.泡点压力的计算值与实验值一致性很好.     

λ-f域三维抛物Radon变换多次波压制方法

通常情况下,应用Radon变换压制多次波,一般是对正变换的模型空间进行处理,再反变换回时空域,而Radon域能量团的收敛性直接影响多次波去除效果,且求解过程中需反复进行矩阵的逆运算,计算成本偏高。为此,基于二维抛物Radon变换,借鉴Abbad等的方法,首次提出λ-f(λ为曲率q与频率f的乘积)域三维抛物Radon变换多次波压制方法,将常规三维抛物Radon变换的f-q_x-q_y(q_x、q_y分别为横、纵向离散曲率)域转换到一个全新的λ_x-λ_y-f(λ_x=q_xf、λ_y=q_yf)域,继承了二维λ-f域Radon变换思路。通过引入新的变量λ_x和λ_y,消除常规Radon算子对频率的依赖,减少了矩阵运算次数,显著提高了计算效率;根据一次波和多次波能量在λ-f域空间分布特征,设计三维椎体滤波器,更有效地分离一次波和多次波,降低空间截断效应引起的误差。理论模型及实际数据测试表明：1所提方法降低了空间截断效应的影响,消除了变换算子对频率的依赖,有效减少了矩阵求逆运算次数,较常规三维Radon变换方法的计算效率提高了约8倍以上;2所提方法仍然存在Radon类方法的弊端,即当一次波和多次波速度差异较小时,在近炮检距位置无法得到较理想的多次波压制效果。     

测井与全方位道集联合各向异性参数建模及成像

对于TTI介质各向异性成像,精确的各向异性参数估算与建模至关重要。在当前计算机硬件迅速发展及宽方位地震数据采集日益普及的情况下,成像必须考虑介质的各向异性。提出了基于测井数据与全方位角道集联合的各向异性参数建模方法,该方法先采用Walk-away VSP资料及测井数据可获得井位置点的各向异性参数δ,借助全方位共反射角道集,可获得与方位有关的各向异性时差信息。再采用全方位层析对各向异性速度、各向异性参数ε和δ进行迭代优化,建立精确的各向异性参数模型,可有效减少各向异性参数的多解性。通过实际地震数据对此方案进行了验证,该方法在裂缝探测及地震成像方面有较好的适用性。     

注水开发过程中原油的生物降解与水洗作用

注水开发是提高原油采收率的常用方法。为了探索注水开发过程中原油遭受的次生蚀变作用和组分变化规律,对典型注水开发的济阳坳陷曲堤油田曲9油藏进行了动态跟踪和地球化学对比分析。研究结果表明,随着注水开发过程的推进,原油族组成中饱和烃相对含量呈升高趋势,而芳烃相对含量呈降低趋势,体现出典型的水洗作用效应。Pr/nC₁₇和Ph/nC₁₈比值呈现出先降低后升高,或先升高后降低的复杂变化,推测不仅受到水洗作用或生物降解的影响,还有类似地质色层效应的加入。C₁₅8β（H）-补身烷/C₁₆8β（H）-升补身烷逐渐升高,指向生物降解抑或水洗作用的蚀变,尚无法区分。三环萜烷/17α（H）-藿烷、C₂₇重排/C₂₇规则甾烷和甾烷/17α（H）-藿烷均呈现明显增高趋势,C₃₁藿烷22R/C₃₀藿烷（C₃₁R/C₃₀H）则呈现幅度较小的降低趋势,均指示生物降解作用的结果。甲基菲指数（MPI₁）、二苯并噻吩/菲（DBT/P）、C₂₆三芳甾烷20S/（20S+20R）与C₂₆/C₂₈三芳甾烷（20S）基本保持不变,表明水驱过程中三芳甾烷并不受影响,菲系列和二苯并噻吩系列未表现出显著的水溶性或抗生物降解能力差异。     

松辽盆地北部古中央隆起带基底岩石弹性参数测试及特征分析

古中央隆起带基底上覆地层缺失断陷期沉积地层,基岩暴露地表时间长,风化壳普遍发育。基底岩性复杂,主要发育花岗岩、浅变质沉积岩及浅变质火山岩3大类岩石;基底主要发育花岗岩、变质岩储层,不同类型储层的裂缝发育程度不同。钻井揭示：花岗岩的脆性大,易形成裂缝,花岗岩储层物性最好,属于孔隙—裂缝型储层;基底花岗岩风化壳储层非均质性强,储层物性较差,以裂缝为主。目前有关基底花岗岩和变质岩的岩石物理弹性参数特征的实验室研究较少。为此,采用超声频段和地震频段弹性参数测试方法,系统分析了围压及孔隙压力对岩石纵、横波速度的影响,研究了不同孔隙度和饱和状态下岩石弹性参数与微裂缝密度及孔隙纵横比的关系;应用弹性参数交会分析,明确了基底风化壳储层及裂缝敏感参数,建立了符合基底孔隙—裂缝型储层特征的岩石物理模型,获得以下成果和认识：(1)对松辽盆地北部古中央隆起带基底33块岩性样品,采用超声频段和地震频段实验测试,测得的标准铝块的超声频段纵波速度(6430 m/s)与参考值(6400 m/s)基本相同,相对误差为0.5%,精度较高。(2)随着围压增加,在水饱和和气饱和状态下纵、横波速度均增大,且横波速度变化不大。随...     

川南页岩气套管变形井分簇射孔管串 泵送工艺分析

川南地区的页岩气水平井的套管变形严重,影响分簇射孔管串的泵送作业时效和安全,成为制约页岩气高效开发的“卡脖子”因素。针对短期内无法完全消除套管变形的现状,分析套管变形后的主要形态与尺寸,介绍了利用CCL信号曲线与井口电缆张力变化快速判别套管变形井中泵送遇阻、遇卡的方法。对比研究了常规分簇射孔管串与小外径分簇射孔管串在不同井斜角的水平井段内的泵送参数匹配关系,当小外径分簇射孔管串的桥塞直径为ø85～88 mm、泵送设计排量为3.0～3.2 m³/min、泵送设计速度为2 500～3 000 m/h时,可有效确保变形139.7 mm(51/2英寸)套管内泵送作业的安全性及时效性。     

四川盆地元坝地区上三叠统须家河组三段致密砂岩气甜点类型与分布

通过岩心观察、薄片鉴定、测井分析等方法,结合其他地球物理技术,对四川盆地元坝地区上三叠统须家河组三段致密砂岩储层特征进行了研究,结合研究区气井产能特征及主控因素分析,归纳了气藏的甜点类型和成因,并对甜点的分布进行了预测。研究结果表明： ①元坝地区须三段砂岩类型多样,其中中粗粒钙质岩屑砂岩和细砾岩为优质储层;裂缝类型多样,以低角度剪切缝和成岩收缩缝为主。②研究区须三段气藏发育中粗粒钙质岩屑砂岩型和细砾岩型等两大类甜点,结合裂缝特征,可进一步细分为六小类;各类甜点的地质特征、测试方式和试采特征均存在差异。③甜点的形成主要受沉积、成岩和构造作用控制,中粗粒钙质岩屑砂岩和细砾岩多分布于三角洲平原和前缘亚相界线附近的分流河道;差异重结晶是砾缘缝形成的原因;构造活动产生的断层和地层挠曲控制了裂缝的分布。④中粗粒钙质岩屑砂岩和细砾岩均表现为低GR、低CNL、中—高R_d、中等AC值的特征,优质储层的横波阻抗和μρ（μ为剪切模量,ρ为密度）均表现为中—高值,中粗粒钙质岩屑砂岩孔隙型、细砾岩和穿砾缝叠加型甜点呈条带状广泛分布,其他4类甜点零星分布。     

可溶性泵送环在页岩气储层改造中的应用

页岩气套变井使用小尺寸桥塞或73 mm射孔枪串时泵送推力不够,无法泵送到位。通过计算表明,ø88 mm桥塞能够满足最低的泵送要求。研制了一种基于可溶材料的(柔性)泵送环,安装在电缆管串的顶部,以提高管串的泵送推力。在此基础上,成功开展了ø85 mm桥塞带ø88 mm柔性可溶性泵送环在四川威远页岩气应用,以及ø99 mm桥塞带ø103、105和107 mm刚性可溶泵送环在四川威荣页岩气的应用,共计274次现场试验,试验表明,可溶泵送环可以提高管串的泵送力和通过性,降低施工风险。     

VTI介质各向异性参数角道集层析反演

目前的各向异性层析方法主要利用不同范围的炮检距信息或角道集信息反演各向异性参数,但缺少对反演中角道集划分的定义。为此,首先根据旅行时对Thmosen参数的一阶偏导数和对Thmosen参数及相角的二阶偏导数进行敏感性分析,明确定义小、中、大角道集的范围;然后利用各向同性单程波偏移及速度层析建立基础速度场;再利用Poynting矢量提取VTI介质逆时偏移角道集;最后利用小角度道集剩余曲率反演Thmosen速度参数、中角度道集反演Thmosen参数δ、大角度道集反演Thmosen参数ε。简单洼陷模型试算结果说明方法的正确性,复杂构造模型试算结果验证了方法的适用性。     

2-苯基环己硫醇在γ-Al2O3和SiO2负载的WS2催化剂上的脱硫反应

合成了2-苯基环己硫醇(2-PCHT);通过等体积浸渍法制备了分别以γ-Al₂O₃和SiO₂作载体的WS₂催化剂,采用X射线衍射(XRD)、N₂物理吸附和透射电镜(TEM)技术对催化剂进行表征。在临氢和非临氢(Ar)条件下研究了2-PCHT在WS₂/ Al₂O₃和WS₂/SiO₂催化剂上的脱硫反应。结果表明：在240 ℃和5.0 MPa H₂条件下,2-PCHT在WS₂催化剂上主要通过β消除、氢解和脱氢3条平行路径脱硫,其中β消除和氢解并重,β消除反应速率快于氢解;非临氢条件下,主要通过β消除、C-S键均裂(或氢解)及脱氢3条平行路径脱硫,并以β消除为主;哌啶对β消除路径的抑制作用最大、对脱氢路径作用次之,但对氢解几乎没有影响,并促进了C-S键均裂;WS₂/ Al₂O₃的反应活性优于WS₂/SiO₂,可能与其活性组分的分散度较高有关;临氢条件下,2-PCHT的反应动力学可以用假一级模型描述;但其在非临氢条件下则不能用简单的幂函数拟合,可能归因于环烷基C-S键断裂机制的复杂性。