天然气水合物降压开采沉积物压缩效应数值模拟研究

深海天然气水合物降压开采过程中,沉积物的压缩会改变储层的物理力学特性,进而对天然气的开采效果产生显著影响.为揭示沉积物压缩效应下井周围储层物理力学特性演化规律,本文建立了考虑沉积物压缩效应的理论模型,通过COMSOL模拟研究了不同初始固有渗透率、初始水合物饱和度和井底压力条件下的降压开采中生产井周围储层的物理力学特性演化规律以及开采效果.结果表明:受沉积物压缩的影响,水合物分解区的渗透率随着与井筒距离的增加先增加后减少;产气与产水速率由零立即上升至峰值,然后迅速下降,并且考虑沉积物压缩时的产气与产水速率比不考虑时低;在水合物完全分解区,渗透率的大小与有效应力成负相关关系,未分解区渗透率的大小与水合物饱和度成负相关关系;井底压力越小,有效应力越大,生产井周围储层的渗透率下降越明显;初始水合物饱和度对产气与产水的影响存在拐点,饱和度拐点位于0.25与0.35之间,高水合物饱和度并不代表储层开采效果好,产气速率的高低还与储层的渗透率有关,高水合物饱和度储层的渗透率较低,产气速率较低;储层初始固有渗透率较高时显著促进了开采效果,但储层变形量较大增加了储层的不稳定性.     

暴露储存原油的损耗研究

原油中轻烃含量的测定结果是原油评价和石油炼制不可缺少的基础数据。原油损耗现象在油田开采、储运过程中普遍存在,是人们普遍关心的问题。在通过气流注入激发老油井增产过程中,产生油水混合物,可用连续重力沉淀法在敞开的池子里将油水分开,在大气中暴露时,挥发性有机物(VOC)会散失在环境中;油田回收大量原油,挥发性有机物(VOC)也散失在环境中[1]。研究进入大气中各种有机物及其含量,对于油田开采[2]、储运及环境保护方面都具有重要意义。笔者测定了受大气侵蚀(暴露在大气环境中)的某一原油样品及未受大气侵蚀的原油样品,给出了原油中轻…     

开采沉陷土体变形与孔隙水压相互作用研究进展

本文通过实验、实测和理论分析研究了开采沉陷土体变形与孔隙水压力之间的相互作用,结果表明,随着开采的进行,土体的应力变形发生变化造成了超静孔隙水压力的产生和消散,反映在土体变形上出现随开采时间延续而发展的附加压缩和膨胀变形,这种压缩或膨胀在土体的不同部位相互叠加,有时还叠加了底部含水层水位下降引起的地面下沉。这些结果揭示了厚松散含水层地区开采沉陷特殊性的机理,对开采沉陷预测及水体下采煤具有重要意义。     

含5-氟尿嘧啶生物可降解聚磷酰胺的合成及其抗肿瘤活性研究

通过L-赖氨酸(N¹-5-氟尿嘧啶)烷基酯双盐酸盐与二氯磷酸乙酯、二氯膦甲酸乙酯、二氯膦乙酸乙酯共聚,合成了三类12种侧链含5-氟尿嘧啶的聚磷酰胺。聚合物的结构经UV、IR、¹H NMR及元素分析鉴定。聚合物用微量细胞培养四氮唑实验方法(MTT法)进行了对人肝癌细胞系Bel-7402细胞的微量培养实验。     

棉籽底油单乙醇胺磺基琥珀酸单脂盐的复合驱油体系

研究了碱、盐、钙镁离子及棉籽底油单乙醇胺磺基琥珀酸单脂二钠盐浓度对驱油体系的影响 ,所得的最佳配方驱油体系在较宽的碱范围内 (0 .5 %～ 1 .5 % )与七东 1区原油的油水界面张力小于 5× 1 0 - 3m N/m,且持续时间长 ,稳定性好 ,抗盐性大于 2 0 g Na Cl/L,抗二价钙镁离子能力较强 .     

水平井降压法和热激法水合物开采对海底边坡稳定性的影响

天然气水合物广泛赋存在深海沉积物孔隙中, 被认为是具有巨大开发潜力的未来绿色能源之一, 引起全球的关注. 深海水合物开采将造成含水合物储层的强度劣化, 可能产生孔压积聚, 诱发海床失稳. 本文基于边坡稳定极限平衡分析框架, 引入考虑水合物开采热-流-化学耦合过程的数值分析模型, 研究水合物开采对海底边坡稳定性的影响. 采用TOUGH+HYDRATE热-流-化学耦合分析程序, 模拟了采用水平井降压法和热激法开采深海水合物的过程, 分析了水合物分解锋面扩展和瞬态孔压演变的规律, 并通过SLOPE/W程序采用极限平衡分析方法计算水合物开采过程及停采后的海底边坡安全系数, 分析开采井位置和开采方法对海底边坡稳定性的影响. 研究表明, 对于存在致密盖层的细砂储层陡坡, 单水平井降压开采过程中, 由于孔压降低, 土体有效应力增加, 边坡稳定性显著提高, 当开采井布设在坡体中部时, 边坡稳定性提高最为明显; 停采后, 由于水合物分解导致土体黏聚强度降低, 且孔压逐渐回升到静水压状态, 导致边坡稳定性下降, 最危险滑弧通过水合物分解区. 若采用双水平井热激法开采, 开采过程与停采后的最危险滑弧始终通过水合物分解区, 由于开采过程中温度升高, 井周孔压显著上升, 导致边坡安全系数明显下降, 存在诱发滑坡的风险.      

基于连续-非连续单元方法的露天矿三维台阶爆破全过程数值模拟

爆破开采是露天矿采选总成本控制的首要环节,数值模拟是进行露天矿爆破开采优化设计及爆破效果分析的有效手段。利用连续-非连续单元方法(continuum-discontinuum element method,CDEM)对露天矿的三维台阶爆破过程进行了模拟,通过朗道爆炸模型实现了爆炸作用力的精确计算,通过弹性-损伤-断裂本构实现了岩体损伤破裂过程的描述,通过半弹簧-目标面及半棱-目标棱的联合接触算法实现了破碎岩块碰撞、飞散及堆积过程的高效模拟。开展了小尺度单自由面爆破过程的数值模拟,计算给出的块度分布曲线、爆破漏斗体积等参数与文献中模型实验的结果基本一致,证明了CDEM及本文所述各类模型在模拟爆炸破岩方面的精确性。以鞍千矿南采区的露天铁矿爆破开采为研究对象,建立了3排21炮孔的三维台阶爆破概化模型,模拟了从炸药起爆、岩体损伤破裂到最后爆堆形成的全过程;计算结果表明,除后缘拉裂槽外,数值计算给出的爆堆形态、顶部鼓起高度等与现场的测试结果基本一致,证明了利用CDEM开展三维露天台阶爆破全过程模拟的可行性。     

利用电荷-电压李萨如图形法测量介质阻挡放电参量

采用电荷-电压李萨如图形法，设计了大气压介质阻挡放电参量测量实验装置.利用Matlab GUI编写了计算软件，可实现实验数据的快速处理.利用该装置测量了电源频率为4.5～9.0 kHz时介质等效电容、气隙等效电容和放电功率等参量，测量结果表明：电源频率为5.75 kHz时，介质等效电容最高；电源频率为5.5 kHz时，气隙等效电容最低；电源频率为5.0 kHz时，放电功率最高.     

大截面刚度CICC 导体螺旋放送系统的设计与校核

聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT) 是为了探索与建设中国聚变工程试验堆(CFETR) 关键技术和原型系统的大科学装置. 环向场(Toroidal Field, TF) 线圈是 CRAFT 系统的 重 要 组 成 部 分, 旨 在 制 造 出 用 于CFETR 的环向场原型线圈. 本文结合 CRAFT TF 线圈的结构特点和无张力绕制的工程需求, 针对大截面刚度CICC 导体恒速度、 恒高度螺旋放送的技术难点, 完成了导体放送系统的结构设计, 并采用 ANSYS 软件对关键承载部件进行静力学校核, 验证了导体放送系统结构设计的可靠性和材料选择的合理性. 同时, 对导体的螺旋放送过程进行简化, 建立了待放导体旋转与下降过程的力学模型, 获得了导体放送过程中克服转动惯量所需摩擦力的变化曲线, 为导体安装撑紧力的设置提供了依据.