含水合物沉积物多相渗流特性研究进展

天然气水合物作为一种储量大、无污染的清洁能源近些年受到了广泛关注. 近20年来,中国进行了较大范围的陆海域天然气水合物储层勘探与储量预测.2017年,中国地质调查局牵头对南海神狐海域的天然气水合物进行了基于降压渗流原理的试验性开采.国内外已进行的水合物试采工程面临着气体产量低、出砂较多等问题,其最主要的原因之一是开发过程中沉积物内复杂多相渗流机理尚不明晰.本文综述了平行毛细管模型、Kozeny模型等广泛应用于天然气水合物开发渗流分析的理论模型,对比分析了水合物开发多尺度渗流过程模拟方法,简述了国内外含水合物沉积物渗透率测试、渗流过程中沉积物物性演变以及水合物开采室内模拟等方面的渗流实验进展,总结了矿场尺度的天然气水合物储层开采过程中产气数值模拟手段,展望了多相渗流模型、储层原位含水合物样品室内测试及结构与物性演化、矿场尺度数值模拟与水平井压裂技术等应用研究的未来方向与挑战.      

天然气水合物开发多物理场特征及耦合渗流研究进展与建议

天然气水合物作为一种非常规的清洁能源,在全球分布广、资源量大.自20世纪90年代以来,加拿大、美国、日本、中国已经先后进行了陆域及海域的水合物试采,但发现出砂、单井日产气量低、稳产时间短等问题,试采产量远不能满足商业化开发的需求,其中核心问题是对水合物开发过程中的相变、多相多组分多场耦合渗流特征的认识不够明晰.本文根据天然气水合物开发过程中涉及的渗流场、温度场、化学场、力学场等多场耦合特征,重点综述水合物生成/分解对各物理场主要特征参数的影响,包括水合物储层的孔隙度、水合物饱和度、渗透率、相对渗透率等基础物性参数及其动态演变,天然气水合物的导热系数、比热容、热扩散系数以及水合物生成/分解热等热力学参数,天然气水合物生成、分解动力学特征,纯水合物以及含水合物沉积物的力学性质等,最后阐述了天然气水合物开发渗流中的多场耦合关系及相互作用,提出了今后水合物开发多物理场特征及耦合渗流的科学研究、技术开发的有关建议.     

含水合物沉积物多相渗流特性研究进展

天然气水合物作为一种储量大、无污染的清洁能源近些年受到了广泛关注.近20年来,中国进行了较大范围的陆海域天然气水合物储层勘探与储量预测. 2017年,中国地质调查局牵头对南海神狐海域的天然气水合物进行了基于降压渗流原理的试验性开采.国内外已进行的水合物试采工程面临着气体产量低、出砂较多等问题,其最主要的原因之一是开发过程中沉积物内复杂多相渗流机理尚不明晰.本文综述了平行毛细管模型、Kozeny模型等广泛应用于天然气水合物开发渗流分析的理论模型,对比分析了水合物开发多尺度渗流过程模拟方法,简述了国内外含水合物沉积物渗透率测试、渗流过程中沉积物物性演变以及水合物开采室内模拟等方面的渗流实验进展,总结了矿场尺度的天然气水合物储层开采过程中产气数值模拟手段,展望了多相渗流模型、储层原位含水合物样品室内测试及结构与物性演化、矿场尺度数值模拟与水平井压裂技术等应用研究的未来方向与挑战.     

悬浮法生产可发性聚苯乙烯(EPS)虚拟仿真实验平台的设计与开发

为实现我校高分子材料与工程专业人才培养目标,即培养高素质工程应用型人才,弥补教学过程中实际操作的缺陷与不足,我们开发了基于实际工业生产的悬浮法生产可发性聚苯乙烯的虚拟仿真实验平台。详述了该平台的设计开发思路与理念,平台主题结构,以及实验主控界面设计思路和主要内容。实践证明,该平台不仅包含工程应用的相关知识,而且极大的提升了学生对聚合反应工程等相关学科知识的掌握和理解,它的成功应用,丰富和拓展了学生的工程实践理念,具有极佳的推广和应用价值。     

校本课程开发:从“化学传奇”到“化学阅读”

校本课程“化学传奇”主要是引导学生阅读化学史文章。校本课程从“化学传奇”升级到“化学阅读”,化学阅读的内容拓展了,阅读形式升级了:由文章阅读升级为视频观看和整本书阅读,阅读的时间由校本课程的课内阅读延伸到课外阅读,阅读时段由校本课程季扩展为高中全学段。学生的阅读活动,也由教师规定阅读内容升级到学生在推荐书目内自主选择性阅读和个性化阅读。     

关于二段直线法的改进与理论推导

为了解决利用甲型水驱特征曲线预测高含水期开发指标时存在较大误差的问题,利用高含水期相对渗透率比与含水饱和度关系曲线近似呈直线的特点,对相渗比曲线的高含水弯折段进行了线性拟合;基于得到的直线方程,结合相关油藏工程理论,验证了甲型水驱特征曲线在高含水开发期会发生偏折,且偏折后的线呈直线,并推导了第二直线段的方程.利用实际相渗曲线以及生产数据,得到了第二直线段的方程,并预测了开发指标,其与实际生产数据的年平均误差控制在了0.11%以内,精度较高,比直接应用甲型水驱特征曲线进行指标预测的结果更好.     

“三新”改革下高中物理实验资源开发路径探索——以“安培力”教学为例

在新课程、新高考、新教材(简称“三新”)改革背景下,物理教师如何适应新高考、用好新教材,如何多渠道开发整合实验资源是需要解决的关键问题.在新教材使用的教学实践中,探索研究了在物理教学中进行实验资源开发的4种有效路径与策略,并以“安培力”一课为例,具体呈现课堂教学各个环节的实验设计方案及对应的开发路径与策略.     

关于全流域地质环境多层次、全方位的研究——以长江流域为例

中国是一个水资源相对匮乏的国家, 人均水资源占有量仅为世界人均占有量的 1/ 4, 随着国民经济的发展和人民生活水平的提高, 水资源匮乏的现象将更突出, 并将成为制约我国国民经济发展重要因素。据预测, 至 2 0 30年, 我国的人均水资源量将由现在的2 2 2 0m³降到 176 0m³,接近国际一般承认的用水紧张的国家标准 (人均水资源量少于 170 0m³)。我国水资源的一个重要特点是分布的不均衡和水、土资源区域分布的不协调。     

低渗透微尺度孔隙气体渗流规律

微尺度条件下气体流动特性的研究是现代渗流力学前沿领域之一．分析了低渗透岩石饱和气体渗流实验结果，探索了微尺度孔隙气体渗流规律，探讨了气体非线性渗流力学机理，发现了低渗透岩石微尺度孔隙气体与液体渗流遵循同一形式的运动定律，建立了气体与液体非线性运动定律统一模型．结果表明：新模型与实验结果吻合很好，为微尺度孔隙气体微流动特性研究提供了新的理论依据，对工程地质环境保护及地下流体资源开发有重要指导意义．     

基于“发现”号缆控水下机器人的深海原位探测/取样/实验技术研发与科学应用

海洋关乎一个国家的科学研究、国防安全以及未来发展空间等重大问题。由于缺少先进的探测平台和技术装备,长期以来我国深远海探测基本处于“望洋兴叹”的状态。习近平总书记在2016年全国科技创新大会上指出,深海蕴藏着地球上远未认知和开发的宝藏,并提出“深海进入”、“深海探测”、“深海开发”的深海战略,推进我国深远海探测研究,指导海洋强国建设。