利用磁共振技术检测钻井液含油量的方法探讨

含油气的岩层被钻开以后,其中的油气一部分保留在岩样中,另一部分则进入钻井液,岩样中的油、气及钻井液中的气都有相应的录井方法来检测,唯独钻井液中的油一直是录井检测的空白. 随着油气勘探程度的加深及钻井工艺技术的发展,岩屑含油级别低甚至无显示、气测异常幅度低甚至无异常的油井是越来越多,导致油气层的发现与评价变得十分困难. 因此,急需对钻井液中的含油量进行随钻检测. 通过对不同油质、 不同含油量的钻井液进行磁共振试验,结果表明,可以通过核磁共振一维谱(T₂谱)实现轻～中质油的含油量分析,通过二维谱(T₂-D谱)以实现对重质油的含油量分析. 该项研究对于完善录井技术系列、提高油层发现率和评价准确率具有十分重要的意义.     

定制电解液或隔膜实现锂离子各向异性输运从而抑制枝晶生长：相场模拟研究

电池内部不可控的枝晶生长问题严重地影响着电池的循环性能和安全性能,这对于锂金属电池的实际应用是一个严峻的挑战。尽管已有较多的实验和理论研究工作聚焦于电极间锂离子各向异性输运特性对枝晶形貌的影响,但仍有一些开放性的问题有待进一步研究,例如,如何将枝晶生长的动态演变与电解液性质、电势分布或隔膜多孔结构诱导的锂离子各向异性输运关联起来。我们通过将锂离子在电解液中的扩散系数(DL)表示为二阶张量的形式并进行相场模拟,发现D_yy:D_xx比值的增加,以及电势诱导的电极/电解液界面锂离子快速扩散层均可以降低界面处锂离子浓度梯度和电势梯度,从而减弱枝晶生长的驱动力。我们还发现隔膜基体与y方向之间夹角的增大也会显著促进电解质中的锂离子各向异性输运特性,以利于抑制枝晶生长。籍此本文提出设计D_yy:D_xx=10:1的电解液和基体倾斜角为arctan (0.5)的隔膜用于锂金属电池。该相场研究有望为设计具有抑制枝晶能力的电解质或隔膜提供指导。     

Ⅰ层厚度对限幅器热损伤效应的影响

基于器件物理模拟分析法研究PIN限幅器二极管的微波脉冲热效应,利用Sentaurus-TCAD仿真器建立了PIN二极管二维多物理场仿真模型,研究了在5.3,7.5,9.4 GHz的微波脉冲作用下,不同Ⅰ层厚度的二极管模型的峰值温度变化。仿真结果表明:Ⅰ层厚度对PIN二极管微波脉冲热效应的影响分两个阶段,拐点前厚度增加,峰值温度提高,拐点后厚度增加峰值温度降低;一定范围内微波脉冲频率的变化对拐点影响不明显。     

Enhanced energy storage behaviors in free-standing antiferroelectric Pb(Zr_(0.95)Ti_(0.05))O_3 thin membranes

Free-standing antiferroelectric Pb(Zr_(0.95)Ti_(0.05)O_3(PZT(95/5)) thin film is fabricated on 200-nm-thick Pt foil by using pulsed laser deposition.X-ray diffraction patterns indicate that free-standing PZT(95/5) film possesses an α-axis preferred orientation.The critical electric field for the 300-nm-thick free-standing PZT(95/5) film transiting from antiferroelectric to ferroelectric phases is increased to 770 kV/cm,but its saturation polarization remains almost unchanged as compared with that of the substrate-clamped PZT(95/5) film.The energy storage density and energy efficiency of the substrate-clamped PZT(95/5) film are 6.49 J/cm~3 and 54.5%,respectively.In contrast,after removing the substrate,the energy storage density and energy efficiency of the free-standing PZT(95/5) film are enhanced up to 17.45 J/cm~3 and 67.9%,respectively.     

金属有机源化学气相沉积法生长氧化锌薄膜中氢气的作用及其机理

本文重点探讨了金属有机源化学气相沉积生长ZnO薄膜中氢气的作用与机理.研究表明氢气对ZnO薄膜的结构与性质具有重要的影响.当采用叔丁醇为氧源时,氢气对ZnO薄膜的晶体质量,表面结构和发光性质主要产生负面的影响,同时发现氢气的加入有助于抑制碳的沾污.而当采用笑气为氧源时,测量显示表面变光滑,晶体质量得到提高,发光强度也得到提升.氢气在笑气作为氧源生长ZnO的过程中基本起到了正面的作用.论文最后从氢气降低生长表面能量,提高表面原子迁移能力但存在表面腐蚀作用的方向以上结果给予了较好的解释.研究显示MOCVD生长高质量ZnO薄膜中氢气的优化具有特别重要的意义.     

利用NMR技术判识混油钻井液条件下钻遇的油层

混油钻井液对色谱、光谱录井技术发现和评价油气层带来了严重影响.为了准确识别和定量评价混油钻井液条件下所钻遇的油层,创新采用高分辨率核磁共振录井技术随钻检测钻井液T2谱及其含油率的变化.不同油品在钻井液中的混合实验结果表明,混油钻井液为水包油乳液,两种不同的油品在钻井液中难以混合,在T2谱上呈现相互独立的峰,据此可以直观、准确地识别所钻遇的油层;并可根据归一法、外标法定量评价钻井液中的地层油含油率.经现场应用,取得了与室内实验相一致的效果,证明了该项技术的有效性.     

HPLC-ELSD法测定生物柴油中游离甘油含量

建立了高效液相色谱(HPLC)-蒸发光散射(ELSD)法测定生物柴油中游离甘油的方法。用水萃取生物柴油中的甘油,选用强酸型阳离子交换柱(Ultimate XB-SCX)分离甘油和杂质,流动相为乙腈-水(25:75,V:V),柱温35℃;ELSD漂移管温度30℃,载气压力360 kPa。结果表明:在7.12～307.31 mg/kg范围内,甘油峰面积和其浓度的对数具有良好的线性相关性,相关系数r为0.9929。甘油的回收率为96.3%～105.6%,RSD均小于2.0%(n=5)。最低检测限(LOD)和最低定量限(LOQ)分别为2.50 mg/kg、7.12 mg/kg。该研究为生物柴油中游离甘油的提取和检测提供了一种快速高效的方法。     

考虑晶粒尺寸效应的超薄(10–50 nm) Cu电阻率模型研究

结合Marom模型与实验数据, 给出了晶粒尺寸与金属薄膜厚度的关系式. 基于已有的理论模型, 针对厚度为10–50 nm Cu薄膜, 考虑到表面散射与晶界散射以及电阻率晶粒尺寸效应, 提出一种简化电阻率解析模型. 结果表明, 在10–20 nm薄膜厚度范围内, 考虑晶粒尺寸效应后的简化模型与现有实验数据符合得更好. 相对于Lim, Wang与Marom模型, 所提模型的相对标准差分别降低74.24%, 54.85%, 78.29%. 关键词： 表面散射 晶界散射 晶粒尺寸效应 平均自由程     

2009年一次华北强桑拿天气过程的动力识别

本文数值模拟并诊断分析了2009年7月华北的一次桑拿天过程, 分析了高温高湿天气的环流特征, 温度、 湿度的水平和垂直分布特征, 位涡分布特征等. 分析发现, 此次桑拿天事件高层为反气旋性环流的高压控制, 水平分布图上, 低层相对湿度大. 垂直剖面上, 中低层为下沉气流和暖湿区, 有明显的水汽梯度和垂直温度梯度, 有倾斜的位涡分布. 既然桑拿天发生在夏季普遍高温的大环境之下, 因此靠单纯的温度或湿度来动力识别和诊断桑拿天, 有较大难度. 本文抓住华北地区桑拿天过程高温、 高湿、 高位涡的特点, 引入一个适合于桑拿天的湿热力位涡参数(MTPV, 它表示为▽ q · (▽ θ × ▽ Q), 这里q是湿度, 表示为大气或者云中水汽和所有水凝物的总和, θ 是位温, Q是位涡), 对桑拿天进行动力诊断分析, 并通过实际个例的计算分析作出简化. 个例分析发现, 此次高温高湿的桑拿天过程伴随MTPV的异常. 虽然2009年7月此次华北地区桑拿天过程有较高的温度, 较大的湿度和倾斜位涡发展, 但是单个变量的范围远大于我们要研究的华北地区桑拿天的爆发范围. 而结合这三个变量引入的MTPV及其简化形式, 无论从经向还是纬向剖面图来看, MTPV的异常大值区相对集中在北京及其周边的华北地区对流层的低层, 并维持. 因而, MTPV及其简化形式均能对此次高温高湿的桑拿天进行较好的动力识别。     

基于大涡模拟的移动粒子半隐式算法

移动粒子半隐式方法(MPS)是一种粒子方法,多用于模拟带有自由表面的不可压缩流动。工程实际中的自由表面流动往往是复杂的湍流流动,本文借鉴网格类方法的亚格子应力模型发展了基于Smagorinsky模型的亚粒子应力模型,并将其耦合到MPS方法中,实现了基于大涡模拟的MPS方法并用于研究自由表面湍流问题。为了提高计算的准确性和稳定性,SPS模型中出现的一阶导数项采用最小二乘法拟合得到,SPS项采用显式算法进行计算。使用这一算法模拟了溃坝问题,结果表明,采用亚粒子应力模型的模拟结果与实验的吻合程度明显提高。