自平衡差分探测器研究

针对可调谐半导体激光吸收光谱技术应用的需要,设计了一套自平衡差分探测器。该探测器结合传统差分技术,同时自带电子增益补偿机制,克服了传统差分技术中信噪比低和测量本底漂移的问题。探测速度快、灵敏度高,且电路简单,易于制作,具有很强的实用性。另外,对自平衡差分技术应用中需注意的事项,包括差分技术中光强的比例调整和光路改善问题作了说明。     

溶洞介质的压缩系数计算公式

根据材料力学和弹性力学的有关理论。推导出了溶洞介质的压缩系数计算公式。计算公式显示，溶洞介质的压缩系数随溶洞孔隙度的增大而增大，随基质硬度的增大而减小。计算结果还表明，中等硬度的岩石溶洞的压缩系数都很小，油藏工程计算中可将其忽略。     

对“基于流量的探测半径计算方法研究”一文的商榷

为了给油田开发设计提供依据，须准确确定油井的探测半径。根据渗流力学的基础理论研究了油井探测半径的计算问题，分析了各种计算公式存在的问题。认为传统的探测半径计算公式是通过压力波的波峰进行定义的，其理论性很强。笔者提出的公式是通过地层压力变化的近似解的外部边缘进行定义的，并与计算断层到测试井距离的公式统一起来，其实用性较强。     

滑脱效应其实并不存在

岩心气测渗透率具有较强的压力依赖性，该现象在1941年被L.J.Klinjenberg所发现，在传统渗流力学中称作滑脱效应或Klinenberg效应。从对气测岩心渗透率流程和计算公式分析入手，依据气体地下渗流力学原理，研究认为，由于气体滑脱要求岩心孔隙中存在着无穷大的剪切应力，这实际上是不可能的。因此滑脱效应不具有发生的条件。气测渗透率偏高和对压力依赖性的原因，主要是在计算气测渗透率时气体黏度选用为定值所造成的。由于实验中测试都是在低压下进行的，低压气体黏度对压力十分敏感。因此在测试过程中气体黏度随压力而变化，但在计算渗透率时却只用一个气体黏度值，这就出现了上述现象。同时通过分析，认为气测渗透率还与边界层的存在、气体高速非达西渗流有关。因此正确认识气测渗透偏高和压力依赖性的原因有助于理解气体渗流机理和气测渗透率实验方法的改进。     

双重各向异性介质的发现及其渗透率模型的建立

随着油气田开发实践的不断进行,人们对油气藏的认识程度也不断深人.精细而精确的油气藏描述是做好油气田开发工作的基础,油气田开发实践又反过来促进油气藏描述工作向前发展.近些年来,一些新的方法和手段不断涌现,使得油气藏描述工作做得又快又好,在此基础上的油气田开发工作也更加科学化.本文主要介绍在油气藏描述和油气田开发过程中十分有用的一种新的介质模型——双重各向异性介质的发现及其渗透率数学模型的建立.     

小型化燃煤电厂逃逸氨气激光测量仪

为了准确测量高温下逃逸氨的体积分数, 采用可调谐半导体激光吸收光谱技术、波长调制光谱技术(WMS)和长光程技术, 开发了一套高温小型化的逃逸氨气测量仪; 为了减小逃逸氨气的吸附效应和提高探测灵敏度, 研制了新型高温长光程样品吸收池。在前期研制的激光驱动模块基础上, 采用74HC4046锁相环芯片作为可调正弦调制信号源, 以EPM7064为移相和倍频逻辑控制芯片, 同时采用两片AD630作为一次解调(WMS-1f)和二次解调(WMS-2f)同步解调乘法器, 实现了吸收信号的1f和2f同步解调。此外, 以STM32F429为主控制器, 将解调滤波后的信号输入到AD7606进行模数转换, 并进行数字滤波和体积分数的反演。结果表明, 氨气体积分数与WMS-1f幅值、WMS-2f幅值以及同步解调WMS-2f/WMS-1f归一化幅度值的线性拟合系数分别为0.998, 0.997以及0.998;Allen方差表明在优化时间228s时, 其测量的体积分数最低为0.496×10-6, 在体积分数为20×10-6~100×10-6范围内测量误差小于±2%。该测量仪可以为燃煤电厂氨逃逸的高温测量提供高精度的原始数据。     

一种煤层气藏相渗的获得方法及曲线形态讨论

煤层气的相渗曲线通常采用气–水两相驱替实验获得,实验认为煤岩割理的两相流动区域较小,且临界流动含水饱和度较高。然而,煤层中的流体运移是一种耦合基质解吸和割理两相流动的过程。基质中解吸出的气体汇聚在割理后,与水相共同参与流动,并非简单的单向驱替过程,这导致生产过程中气驱波及效率远好于实验得到的结果。为获得煤层中的相渗规律,本文建立考虑基质解吸作用的煤层气流动拟稳态产能模型,通过联立煤层气的物质平衡方程,获得一种基于生产历史的煤层气–水相渗曲线的反演方法。同时,研究分析实验得到与反演得到的相渗曲线之间的差异,认为差异主要源于实验室单向驱替过程中较小的波及系数。最后,研究通过数值模拟分析两种相渗曲线对产气动态的影响。     

致密砂岩低流速下的达西流动

达西定律是描述储集层中流体流动特征的经典定律,但低速非达西流动现象及理论对达西定律在低流速下的适用性提出了质疑。吉木萨尔凹陷典型致密砂岩的孔隙形状多样,分布不均,呈现极细喉—中大孔组合方式。采用高效精准实验设备开展低速渗流实验,实验流体为矿化水和模拟油,采用高精度注射泵保证流体恒速流动。通过乘幂关系表征压力梯度—达西流速关系,对基于渗透率的阻力系数—雷诺数关系进行分析,来判断流体流动状态。结果表明,压力梯度—达西流速的乘幂关系和阻力系数—雷诺数关系的判断结果一致,在吉木萨尔凹陷致密砂岩储集层中,流体在低流速下均符合线性流动。此外,根据流量—压力梯度曲线分析,吉木萨尔凹陷致密砂岩储集层中单相流体在低流速下基本符合线性流动,且致密砂岩中单相流体的流动行为与岩石的性质有关,与流体类型无关。     

渗吸的动力不是毛管压力

渗吸作用是开采基质孔隙原油的有效方法,但渗吸作用的动力问题一直没有得到很好的解决。文中应用渗流力学的基本原理,研究了渗吸作用的动力问题。渗吸作用的动力不是毛管压力,而是浮力。毛管压力是渗吸作用的阻力,加入表面活性剂可减小毛管压力,从而提高驱油效果。渗吸作用的驱油机理是重力分异,需要的时间较长,间歇注水、周期注水及低速注水均可提高开发效果。     

对顶水油藏概念的质疑

由于某些稠油油藏没有明显的泥岩盖层,导致有学者提出了顶水油藏这个概念,但该概念违背了 科学原理,容易使油藏工程领域产生混乱。为了纠正这一认识,分析了盖层的封堵机理,认为盖层不一 定非得是泥岩,物性较差的岩石也可做盖层。顶水油藏并非没有盖层,只是没有泥岩做盖层而已,其有 物性盖层封堵油气,并且油藏中的油水正常分布。因此,建议今后不要再使用顶水油藏这个概念。