低流速高含水油水两相流超声传感器持水率测量特性（英文）

国内陆上处于中晚期开采的低孔低渗油藏已进入高含水生产状态,其井筒内油水两相流分散相(油滴)局部流速及浓度呈严重的非均匀流动剖面特性,致使油井持水率检测难度很大。本文采用脉冲透射式的超声传感器对低流速高含水油水两相流持水率进行测量。首先,使用多物理场耦合有限元法计算超声场灵敏度分布,对超声传感器激励频率进行了优化。通过计算不同持油率下声压级衰减率,对超声传感器直径的适用性进行了考察。在此基础上,研究了油滴直径及分布对超声传感器声场分布特性的影响。为验证优化后的超声传感器测量特性,搭建了低流速高含水垂直上升油水两相流流动环试验装置,并获取了超声传感器持水率输出响应特性。结果发现超声传感器对水包油段塞流(DOS/W)的测量分辨率较差,但对水包油泡状流(DO/W)和水包油细小泡状流(VFD O/W)具有较好的分辨率。研究表明脉冲透射式超声法对低流速高含水油水两相流持水率测量存在潜在的应用价值。     

水平井生产测井组合仪模拟井测量数据分析与模型建立

由于水平油水两相流局部流速及局部相含率沿管径方向存在复杂分布,致使其流量及相含率测量非常困难.本文利用伞集流涡轮流量计、电导传感器、过流式电容传感器构成的生产测井组合仪,在水平油水两相流模拟井中开展了动态实验,分析了流动特性及管子角度倾斜对涡轮流量计及含水率传感器响应特性的影响.根据电容及电导传感器在不同总流量及含水率范围的响应分辨特性,分别采用变系数漂移模型及统计模型预测分相流量,发现变系数漂移模型能够自适应调整模型中的流型参数,且对油水两相分相流量具有较高预测精度.     

黄河兰州断面半挥发性有机污染物分布特征研究

用固相萃取和液液萃取的方法对黄河兰州断面的水样品进行预处理,再进行气相色谱／质谱联用分析测定,对饮用水源水中的半挥发性有机物进行了测定,并对结果进行了讨论。     

基于AlphaGUARD P2000F测氡仪利用水中溶解氡对DDL-1型气氡仪校准的实验研究

对测氡仪器进行定期校准是保证测量结果准确性和可靠性的关键。基于用国际公认的计量传递仪器AlphaGUARD P2000F作为氡气溯源仪器及其自带水氡测量组件对三套DDL-1型电离法测氡仪使用水中溶解氡进行校准实验。实验结果和用固体氡源校准三套仪器的结果与仪器出厂校准结果进行对比,两种校准方法的K值相对误差均小于5%,达到目前地震监测氡观测技术要求。实验结果表明,水中溶解氡代替固体氡气源校准,可以解决目前固体氡源校准中存在的运输困难、维修技术要求高、国家环保部门监管严格等问题,为地震氡观测仪器校准技术找到了一种新的途径。     

低流量水平井油水两相分层流速度场数值模拟与实验研究

低流量水平井中,由于存在重力分异,油水两相的流型主要以分层流为主,流体速度场的分布沿重力方向发生变化,致使油田现场生产测井的流量和持水率测量及多相流分相流量解释非常困难.为了充分了解水平井流体流动特征提高生产测井解释精度,本文以低流量水平井油水两相分层流为研究对象,采用流体动态测量实验和数值模拟计算相结合的方法,研究其速度场的分布特征及油水滑脱速度与持水率、总流量的变化关系.数值模拟计算和动态实验结果对比分析表明;依据N-S方程和相应的界面耦合条件构建的分层模型计算的结果和动态实验基本一致,含水率误差在5％以内,能够用来分析水平井油水两相分层流的局部速度的变化;过流管道下部由于仪器的存在,当含水低于20％时,水相平均速度低于油相平均速度,随着含水的增加,水相平均速度大于油相平均速度,滑脱速度逐渐变为负值.模型验证和实验结果表明,文中所提的分层流数值计算模型能够取得很好的应用效果,为水平井生产测井方法设计和资料解释奠定理论基础.     

低流速高含水条件下油水两相流产出剖面测井方法（英文）

为了获得低流速高含水条件下油井内油水两相流产出剖面,本文提出了一种由场聚焦弧形对壁式电导传感器(ATCS)与插入式相关流量计(CFM)构成的组合测井方法,并通过实验对其测量特性进行了验证。采用场聚焦弧形对壁式电导传感器测量分相持率,插入式相关流量计实现混合流速的测量,通过建立基于流型的漂移模型对分相表观速度进行了预测。研究结果表明,场聚焦弧形对壁式电导传感器对持水率有很好的分辨率,且基于传感器信号及非线性时间序列分析方法可以实现流型的准确识别。插入式相关流量计由于插入体的流型调控作用,增强了上下游信号的相关性,简化了相关速度与混合流速的关系。基于漂移模型可实现不同流型分相表观速度的高精度预测。     

垂直上升管中油气水三相流流型多尺度熵分析

为了研究垂直上升管中油气水三相流流动特性,本文利用纵向多极阵列电导式传感器（VMEA）和阵列电导探针组合测量方法在内径为125 mm多相流流动环中采集了油气水三相流电导波动信号,在定义6种油气水三相流流型基础上,绘制了4种油水混合液量下油气水三相流流型转换图,分析了含油率对流型转化及气相流速对油水相态逆转的影响.对水为连续相的5种流型VMEA传感器波动信号进行了多尺度熵分析,研究结果表明：含油率增加可使水包油段塞流在较低气相表观速度下产生;较低流速下的油水相态逆转可发生在油液比为0.9左右,气相流速增加使得逆转点向含油率低的方向偏移;多尺度熵细节可以刻画油气水三相流非线性动力学特性,而低尺度的多尺度熵变化率敏感地反映流型转变,是划分油气水三相流流型的有效准则.多尺度熵有助于理解油气水三相流流型非线性动力学特征.     

小汤山矿水区地震化学场及水质变化的实验研究

本文以小汤山温泉为例,用解剖井点的方法,对温泉区的水文地球化学环境,水中化学元素及其含量的时空分布进行了分析和研究。文章还结合室内模拟实验,着重研究了在热动力因素(压力和温度)的影响下,两个体系(围岩-矿水-Ar、围岩-矿水-CO_2)中各种元素含量的变化,并讨论了实验的实际意义及变化机理。在此基础上还探讨了未来地震可能引起小汤山矿水化学成份变化的两种可能性     

氡变化的水（气）载衰变机理

本文根据氡在岩、水、气中分布特征和地震前后在某些活动断层上,地下水(气)的向外释放,提出了水氡、气氡的水(气)载衰变机理。指出水氡、气氡与地下水(气)的流速、岩—水中氡的不均匀分布有关,并从而使它成为映震比较灵敏的组分。在水、气两相流情况下,水氡、气氡浓度还与氡在水、气中的分配有关。同时观测水氡和气氡,可以获得更多的地壳应力应变及其伴生效应的信息。     

测定γ辐射仪自然底数的方法

本文讨论了三种测定γ辐射仪自然底数的方法:水面法、铅屏法和水中法。理论及实验指出,目前国内外广泛使用的水面法和铅屏法难于获得正确的自然底数,指出了其错误之处,并给出了解决这些问题的途径。结果证明,本文提出的水中法是一种简单有效测定γ辐射仪自然底数的方法。只要水域直径在3 m以上,水深2 m,水中的放射性物质微弱,用此法可得到相当近似的自然底数。     

基于DFP算法的小尺度微震定位方法研究

针对小尺度微震活动监测的需要,本文基于DFP优化算法以传感器监测到时和计算到时的残差平方和最小为目标函数来进行微震震源位置定位,并对该方法进行了计算机数值仿真。仿真结果表明,DFP算法可用来进行地震定位,其定位结果受计算初值影响较小,而受走时误差和波速误差影响较大。通过野外微震观测实验研究,证明DFP法定位精度较高,适用于小尺度微震活动定位分析。     

关于利用重力卫星对青藏高原水储量年际变化和季节性变化进行监测并用微波数据产品进行验证的研究

本文利用GRACE重力卫星和被动微波传感器TMI,AMSR-E的数据产品对青藏高原的水储量的月平均变化进行了研究.首先介绍了对青藏高原进行水储量变化研究的意义,指出了目前研究手段的不足.然后利用GRACE重力卫星的数据计算了青藏高原的月平均水储量变化,并对计算的结果用微波数据进行解释.结果表明：利用重力数据计算的青藏高原的月平均水储量的时间分布,可以很好的用微波数据产品进行定性的解释.最后还对计算的结果进行了简单的误差分析.     

水丝蚓(Tubificid worms)扰动对磷在湖泊沉积物-水界面迁移的影响

为探讨水丝蚓(Tubificid worms)扰动对磷在湖泊沉积物-水界面间迁移的影响,选取太湖梅梁湾与大浦口两富营养化湖区为研究对象,通过室内培养实验,利用Rhizon间隙水采样器等技术,研究了水丝蚓扰动对太湖沉积物-水界面理化性质及溶解活性磷(SRP)在界面通量的影响.结果表明水丝蚓扰动能够增大表层沉积物含水率、氧化还原电位,减小间隙水中Fe2+浓度.水丝蚓没有显著改变梅梁湾间隙水中SRP浓度,同时促进了梅梁湾沉积物中SRP向上覆水的释放;但水丝蚓显著减小了大浦口间隙水中SRP浓度,并抑制了大浦口沉积物中SRP向上覆水的释放.水丝蚓扰动对磷在沉积物-水界面间迁移的不同影响可能是由沉积物中Fe2+含量差异较大造成的.     

垂直上升管中气液两相流电导波动信号的混沌特性分析

首先以Lorenz混沌方程产生的非线性时间序列为例,讨论了在不同时间序列长度下各种延迟时间算法对噪声的适用性.研究发现,采用C_C算法计算延迟时间的鲁棒性强.在此基础上,给出了垂直上升管中气水两相流电导波动信号混沌表征结果,发现在较低水相表观速度时,随着气相表观速度增加,泡状流及混状流动力学特性变得愈加复杂,而段塞流动力学特性受液相表观速度影响较大;在较高水相表观速度时,随着气相表观速度增加,当流型从泡状流向段塞流转变时,气液两相流动力学特性变得相对简单.但是,由于受液相湍流作用影响,段塞流的动力学特性表现出了涨落现象,呈现不稳定性,当流型从段塞流向混状流转变时,气液两相流动力学特性则变得愈加复杂.研究结果表明：基于电导波动信号的混沌分析可以较好地表征气液两相流流型变化,是理解流型转变机理及其动力学演变特性的有用工具.     

地震地球化学某些前兆机理的模拟实验研究

本文通过氡射气性能的压力实验,氡射气分配系数实验和岩石的溶滤实验等,对地下水氡及其它地震地球化学前兆机理进行了探讨。实验表明:氡射气的最高值发生在岩石严重破裂时;岩石射气性能高低与其本身的铀含量成正比;岩石在压力作用下射出的氡气在水中的分配大于在气相中的分配;岩石在饱和CO_2水中和压力作用下的溶滤程度要比在纯蒸馏水中和常压下大得多。因此,地震前地下水氡浓度和水中离子组分和气体组分会出现异常变化,而这种变化既与应力作用有关,又与地球内部水-气-岩系统在地震孕育过程中的物理化学作用有关     

一种利用共振声谱法检测气液两相介质中气体含量的新方法

根据共振声谱原理,建立了气液两相介质中圆柱共振腔共振声谱的实验测量系统,研究了共振腔体中不同含量的气体对共振声谱的幅度和共振频率的影响.实验结果表明：共振幅度和共振频率随着气体流量的增加都呈指数衰减变化趋势,但共振幅度比共振频率的衰减速度快,都可反映气体流量的变化.另外,在理论上,推导了均匀流体模型气液两相介质中的圆柱共振腔的共振频率计算公式,并模拟计算了共振频率和气体含量的变化规律曲线.理论研究结果表明,随着持气率的增加,共振频率减小;当持气率较小时,共振频率衰减较快.这一结论已经被本文实验测量结果所验证.理论和实验研究表明,利用共振声谱法可以检测气液混相介质中气体含量,它为发展生产井中气液两相流分相含量检测方法提供一种可能的途径.     

FBG传感器在碾压仿真混凝土大坝模型实验中的应用

光纤光栅传感器(FBG)具有抗电磁干扰、结构简单、测量精度高、长期稳定性好,可以实现实时、在线监测等优点,在传感器领域中得到了广泛的应用。对自行开发的管式光纤光栅应变传感器进行了混凝土梁纯弯标定实验;利用光纤光栅传感器检测了混凝土结构内部的应变变化;应用该种传感器,对在白噪声、正弦波、随机波三种动力荷载作用下碾压仿真混凝土大坝坝段模型结构各个工况下的应变进行分析。结果表明:自行开发的管式光纤光栅传感器应变测量值与电阻应变片测量值符合很好;成功监测了碾压仿真混凝土大坝坝段模型在动荷载作用下的弹性应变和启裂应变,为大坝结构在地震作用下的健康状况分析提供可靠依据。     

柱列地震惯性水动力系数的经验公式

以深水桥梁的单桩和群桩基础为背景,采用Fluent软件建立圆断面刚性柱体的流固耦合计算模型,采用数值模拟方法,研究了地震作用下水中单柱和多柱的动水压力问题。对于静水中运动的柱体和柱列,将其地震动水压力表达为与Morison方程相同的数学形式,采用最小二乘拟合方法得到惯性力系数和阻力系数,研究了惯性力和阻力在总动水压力中所占的比例。在此基础上通过单柱、双柱和4柱构形,研究了柱直径、柱间距、运动角度、表面波、柱入水深度、柱顶距离水表面距离等因素对动水压力的影响。通过对数值模拟结果的统计,建立了可以考虑上述因素的柱列地震动水压力的简化计算方法,便于水中桥梁抗震设计使用。     

基于微机电的速度型地震传感器技术仿真

随着微机电技术的广泛应用,开发微型化的新型地震计成为发展趋势。本文分析了微机电速度型地震传感器的基本原理,根据实际需求,用multisim软件对微机电速度型地震传感器的加速度／速度积分电路的电路特性进行仿真,并提出了微机电速度型地震传感器的实现方法。     

高温高压下矿物岩石电导率的实验研究进展

高温高压下矿物、岩石电性性质的实验研究是了解地球内部物质成分、演化过程及进行地球物理探测资料解释的有力工具.本文主要介绍了高温高压下电导率实验在如何保持良好绝缘性能,如何消除或减小极化效应及如何减小外界电信号对测量信号的干扰等方面的技术、方法,阐述了温度、压力、氧逸度、水含量以及熔体等因素对矿物、岩石电导率的影响以及一些主要的研究结果和进展情况,讨论了电性研究的地球物理和地质意义,并指出了尚需研究的不足之处.