一种硅纳米梁负载-偏转特性的多尺度模型

根据能量法,提出了一种用于分析硅纳米梁静态弯曲的多尺度模型.与传统的连续介质模型相比,该模型考虑了梁厚度方向进入纳米尺度所带来的物理特性,因此,可以适用于纳米尺寸到宏观尺寸的硅梁.计算结果表明,当梁的尺寸达到纳米量级后表面原子的弛豫效应对梁的弯曲也有很大的影响.将该模型分析结果与连续介质模型进行了比较,在宏观尺寸下两种模型趋于一致.     

硅纳米梁的静态特性分析

提出了用于分析硅纳米梁静态弯曲的半连续体模型.与传统的连续体模型相比,该方法考虑了厚度方向进入纳米尺度所带来的物理特性的离散化现象.基于Sun-Zhang提出的应变能量计算模型,运用变分原理,推导出半连续体模型.从计算结果可以看出,几何尺寸和表面原子的重构、弛豫效应对梁的弯曲有一定影响.该模型分析梁的弯曲得到的结果与连续体模型相比偏小,随着尺寸的增大误差逐渐减小,在宏观尺寸下两种模型最终趋于一致.     

早期核燃料后处理厂箱体设备退役研究

早期核燃料后处理厂中箱体设备包括手套箱、工作箱、取样柜等,由于当时认识的局限性以及科学水平的不足,早期后处理厂停产后未开展必要的去污,导致部分箱体设备放射性污染严重.对某早期核燃料后处理厂内的箱体设备进行梳理,根据箱体设备的结构类型及污染特征,分析了箱体设备可选用的去污和拆除方法,论述了箱体设备去污拆除的初步方案.     

新型单片机频率测量系统的研究

以AT89C2051及MAX7219为核心组成频率测量系统,通过低频段采用测周法、高频段采用测频法及中频段采用多周期同步法实现频率的测量。测量结果优于普通测量法两个数量级,且系统硬件电路结构简单,软件设计容易。     

超深层碳酸盐岩层系硅质岩储层表征与评价 ——以塔里木盆地塔深6井为例

塔里木盆地塔深6井揭示了奥陶系蓬莱坝组发育一定厚度的硅质岩储层,其储层发育特征与油气储集性能是当前研究焦点之一.基于岩性、电性响应特征,开展了详细的岩心观察描述、X衍射、显微岩石学分析和储集性能等储层表征与评价.分析结果表明,塔深6井硅质岩储层比同层系白云岩具有更高的孔隙度,超过7400 m埋深下孔隙度平均值高达13....     

基于流体吸入实验的页岩纳米孔隙连通性分析方法

提出了基于含示踪剂流体吸入实验的页岩连通性分析方法。通过真空吸入的方式使氯金酸钠溶液进入页岩孔隙中,并使之转化为固态金,将完成实验后的样品表面进行氩离子抛光处理,并在场发射扫描电镜下观察金的分布,可以获得页岩中连通孔隙在纳米尺度上的特征。根据四川盆地上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组2个岩心样品的实验结果,认为其连通网络可分为三级系统。有机质内部孔隙连通性与孔隙发育程度有关,喉道半径小,流动效率不高。粒缘缝主要分布在颗粒矿物边缘、有机质与矿物之间以及片状黏土矿物边缘,是流体流动的有利通道,有机质孔通过粒缘缝相互连通。微裂缝的发育能够很好地改善页岩孔隙的连通性,是流体流动的优势通道。页岩连通性具有各向异性,页岩孔隙在平行层理方向的连通性大大优于垂直层理方向。     

四川盆地不同成熟度下志留统龙马溪组页岩有机孔特征

有机质孔隙是页岩气的主要储集空间,也是页岩天然渗流通道的重要组成部分。选取四川盆地不同热成熟度的下志留统龙马溪组页岩,采用场发射扫描电镜开展页岩不同显微组分有机质孔隙形成演化研究。笔石是龙马溪组页岩主要的结构有机质,含量较少,自身不发育有机质孔隙。成岩过程中由脂类原位聚合或外部地质聚合物交代使得笔石化石具有一定的生烃潜力,导致局部存在有机质孔隙。固体沥青是龙马溪组页岩最主要的显微组分,也是有机质孔隙发育的主要载体。考虑细粒沉积物成岩和有机质生烃演化,结合固体沥青赋存形态,可将固体沥青区分为前油沥青和后油沥青,且后油沥青含量占绝对优势。固体沥青有机质孔隙演化与热成熟度密切相关。总体上,随着热成熟度增加,固体沥青有机质孔隙越来越发育。成熟-高成熟早期（GR_o < 2.3%）,固体沥青孔隙不太发育,可能受到有机质生成的烃类物质掩盖。高成熟晚期-过成熟早期（2.3% < GR_o < 4.5%）是固体沥青有机质孔隙大量发育的主要时期,含海绵状孔隙和气泡状孔隙2种类型,富有机质页岩有机质孔隙度对总孔隙度的贡献达50%以上。过成熟晚期（GR_o > 4.5%）,有机质炭化对页岩孔隙产生强烈破坏作用,导致页岩气勘探风险加剧。     

页岩中有机质孔隙非均质性的微观结构及电镜—拉曼联用研究

页岩中有机质孔隙的发育特征及其影响因素对我国页岩气勘探开发具有重要意义。扫描电镜下观察发现页岩中有机质的孔隙发育常见非均质性,但现阶段由于缺乏有效的微区研究方法,有机质孔隙发育的影响因素仍存在较大的争议。选取四川盆地平桥地区下志留统龙马溪组黑色页岩,利用氩离子抛光-扫描电镜、FIB-SEM三维分析技术,从二维和三维层面对页岩中有机质孔隙的非均质性特征进行了分析。不依赖于有机质显微组分类型,只考虑有机质的孔隙发育程度,将不同孔隙发育程度的有机质分为3个级别,并利用大面积背散射成像（MAPS）分析方法对这三种有机质的面积占有率和对孔隙的贡献度分别进行了定量分析;采用扫描电镜-激光拉曼联用技术分析其拉曼光谱,利用拉曼参数的差别探讨了影响有机质孔隙发育非均质性的主要因素。不同孔隙发育程度有机质的D峰与G峰强度比不同,说明不同有机质的芳香结构有序度有较明显的区别,表明影响有机质孔隙发育的主要因素为原始有机质的组成。该方法能够在微区观察有机质孔隙的同时,原位分析有机质显微组分的分子结构特征,明确有机质孔隙发育的主要影响因素。     

页岩中单体有机质孔隙演化的原位热模拟实验

有机质孔隙是我国南方页岩气重要的储集空间,而有机质类型与有机质孔隙发育息息相关。为实现单体有机质孔隙演化过程的原位观测,揭示下古生界页岩显微组分热解过程中的孔隙演化过程,以低成熟度的美国俄亥俄上奥陶统页岩以及欧洲波罗的海东部下志留统页岩为研究对象,联合运用飞秒激光、冷热台、显微镜以及扫描电镜等技术,实现页岩中单体有机质孔隙演化过程的原位观测,进而辨别不同类型有机质的孔隙发育过程和演化规律。对低成熟度的“倾气”型笔石以及“倾油”型层状藻类体孔隙热演化过程的原位观测分析结果表明：(1)笔石的体积开始发生明显变化的起始温度要高于层状藻类体,生烃演化要晚于层状藻类体;(2)笔石和层状藻类体在热演化过程中均形成了明显的收缩缝,但就形成收缩缝的规模而言,笔石明显较小,生烃转化率要低于层状藻类体;(3)笔石与层状藻类体内部孔隙的演化存在明显的差异,笔石原有的生物组织孔在高温阶段发生了明显的扩容并且有新的内部孔隙生成,而层状藻类体在整个热演化过程中并未形成内部孔隙,证实了“生气窗”是有机质孔隙大量发育的主要阶段。有机质组成以及结构的不同可能是造成上述两种有机质孔隙演化过程存在差异的主要原因。     

油页岩不同温度原位热解物性变化核磁共振分析

油页岩原位热解过程中产生的孔隙和裂缝的连通程度是制约转化后的油页岩油气能否原位可采的关键要素,而常规岩石物性测试手段无法全覆盖测定油页岩层内不同级别的孔隙及裂缝。利用核磁共振仅对岩石孔隙流体有响应可以识别刻画不同级别孔、缝的优势,根据核磁共振分析岩石物性的方法和相关参数模型,开展了模拟地下500 m原位加热到不同反应温度后的油页岩热解系列样品的核磁共振测试。结果表明,不同转化温度原位开采过程中,油页岩的孔隙度演变可以分为3个阶段,250~350℃时逐渐增大,350~400℃时略有减小,400℃之后大幅增大;渗透率在400℃之前变化不大,400~450℃渗透率提高了2个数量级,500℃时改善更为可观,提高了4个数量级。油页岩原位干馏开采需要400℃以上的高温,而实际地下开采大尺度的油页岩受热均一性较差,可能大部分区域温度达不到400℃,可以采取升到更高的温度并延长加热时间或加热前对油页岩层进行储层压裂改造,以改善油页岩层的物性,提高油页岩原位开采油气采收率。