从"创新的空间"到"空间的创新"

当前，科技园区本身作为创新空间，大大推动了我国社会经济的发展，但其建设过程中亦出现了种种问题，很多甚至偏离了建设的初衷。以宁波科技园区规划为例，通过对园区现状存在问题的分析，提出若干空间创新的规划理念与措施，从而为我国科技园区未来的发展提供借鉴。     

海底天然气水合物地层钻探甲酸盐钻井液实验

在海底含天然气水合物地层钻进时, 水合物的分解和进入泥浆循环系统的天然气重新生成水合物是影响钻井安全的主要因素.为获得确保在水合物地层安全钻进的钻井液, 利用“天然气水合物模拟实验系统”研究评价: 粘土对甲酸盐钻井液低温流变性的影响、甲酸盐无土钻井液的低温流变性和动力学抑制剂PVPK-30、PVPK-90的水合物抑制效果.表明: 加入粘土的甲酸盐钻井液在低温条件下粘、切增长较快; 甲酸盐无土钻井液在低温条件下, 流变参数变化不大; 在-4℃和18MPa附近压力的实验条件下, PVPK-90抑制性能优于PVPK-30;加入1%PVPK-90的甲酸盐无土钻井液抑制效果良好.      

降尘与人工粉尘在谷氨酸中的溶解特性

针对自然降尘、工业区降尘及人工粉尘进行的物相、成分、表面形貌、元素含量和粒度分析表明降尘均以石英和方解石为主要物相成分,SiO2、CaO含量较高,K2O、Na2O含量低。自然降尘为无规则颗粒,大颗粒表面上带有微小颗粒团聚;工业区降尘形貌呈球形、团状;人工粉尘呈柱状或纤维状。降尘粒度在0.3~5μm内集中分布,小于5μm的粉尘比例均超过99%。在模拟人体温度37℃条件下,进行了32 h内粉尘在谷氨酸水溶液中的溶出行为和电化学作用的对比研究。各粉尘样品的pH值和电导率变化趋势相似,8 h前各粉尘样品的pH值电导率随时间增加缓慢上升,8 h到32 h间pH值上升速度明显加快。元素K、Ca、Na、Mg的溶出离子总量为35.4~429 mg/L,其中Ca元素的溶出量最大为20~334 mg/L,重金属离子Fe、Zn、Mn、Pb、Ba的离子溶出总量为0.18~5.59 mg/L,Al、Si离子溶出总量为3.0~21.7 mg/L。粉尘中各元素主要在前16 h溶出较快。各粉尘在酸性谷氨酸水溶液中的溶解程度由大到小为:硅灰石蛇纹石海泡石;水泥厂降尘自然降尘电厂降尘。CaO含量高的水泥厂降尘和硅灰石人工粉尘溶解程度最大,表明其在酸性谷氨酸环境中耐腐蚀性较差,表现出较低的生物持久性。SiO2含量高的电厂降尘和海泡石人工粉尘溶解程度最小,具有较强耐蚀能力和较高生物持久性。     

基于图像处理技术的聚合物水基钻井液微观结构分形研究

为了探索聚合物水基钻井液微观结构中的传质传热机理,需要对聚合物水基钻井液的微观结构进行研究。通过液氮快速冷冻干燥技术和扫描电镜技术获得了聚合物水基钻井液微观结构的SEM图像,发现钻井液微观孔隙结构具有一定的分形特征,利用Image-Pro Plus(IPP)图像处理软件对SEM图像进行了二值化处理,提取了钻井液微观结构孔隙参数信息,探讨了阈值选择方法。基于多孔介质分形理论,分析了聚合物水基钻井液微观孔隙结构的分形特征。结果表明:IPP软件可作为处理聚合物钻井液微观结构图像定量分析的手段,在保证完整反映微观结构的前提下,尽可能选择合适的阈值,一般在50~120之间;聚合物水基钻井液微观结构孔隙形态分布具有分形特征,可利用等效周长与等效面积的双对数关系确定钻井液微观结构的分形维数,分维数在1~2之间;钻井液微观结构孔隙形态分布分形维数与孔隙发育复杂程度有关,孔隙发育越复杂,孔隙轮廓越不规则,分形维数越大,反之越小。这为钻井液中传质传热的分形研究奠定了理论与试验基础。     

天然气水合物保真取心装置内部密封技术分析

摘要：在海底天然气水合物地层钻探中,利用压力岩心取样器(PCS)获取保压岩心对于后续相关的处理和分析非常重要。首先回顾了国内保压保温取心器相关研究现状,然后从PCS取样腔内部球阀和O型圈等密封结构的特点分析了其内部上、下两部分的密封技术。在综合分析国内两种取样器密封结构特点的基础上,结合岩心现场处理与分析的特点,对PCS与上述两种取样器的密封技术进行了探讨,为取样器的密封设计、岩心现场压力和温度的保持以及保压岩心的保真转移提出了几点建议。     

不同剪切作用下CMC水溶液的微观结构研究

针对聚合物钻井液重要组分之一的羧甲基纤维素钠盐(CMC),考虑钻井液在井底钻头与环空处所受的不同剪切作用,测试了其水溶液在相应近似剪切作用(分别为600,6 000 r/min)下的流变性,并结合冷冻干燥方法,利用扫描电子显微镜观测了这两种剪切作用后CMC水溶液相应的微观结构.结果表明高速剪切作用使CMC水溶液的空间网络骨架拉伸变细,甚至破坏,溶液黏度有所降低,流动性增大.这样,热量更容易通过这些网络骨架,使充填其中的小分子物质以热传导、对流传热等方式传递到钻屑表面,分解钻屑表面的水合物.水合物分解产生的气体和水则以分子扩散的形武向内向外进行传质,但会受到钻井液微观骨架结构和其中填充物质的阻碍.     

珠江口外近海沉积有机质化学及稳定同位素组成的早期成岩改变

理解早期成岩过程中有机质的化学和同位素分馏对于研究海洋和湖泊环境中的生物地球化学过程是很重要的。将珠江口外近海生物成因有机质分为可水解氨基酸、碳水化合物、脂类和酸不溶四个部分,分析了有机质的化学和同位素组成(δ13C,δ15N),借以讨论沉积有机质在埋藏的早期成岩过程中所发生的化学和同位素改变,结果表明,从浮游生物→悬浮颗粒物→表层沉积物→沉积柱内部,易降解组分可水解氨基酸、碳水化合物、脂类占样品总有机碳的份额依次降低。沉积物及四个有机部分的稳定碳同位素组成在纵向上随深度保持相对恒定,而在不同有机部分之间差异明显。不同类型有机物的分解速率差异在改变有机质化学成分的同时,导致其δ13C发生小幅度负向漂移;细菌有机质的形成和分解对有机质化学成分和同位素组成演化也有重要贡献,并且在一定程度上抵消了上述δ13C的负向漂移,其结果导致沉积有机质的δ13C略低于浮游生物;另一方面,由于异养菌生长过程中的氮同位素分馏系数与可利用氮源的特征和培养基的性质等多种因素有关,导致沉积物的δ15N变化范围增大。在这里δ13C可以可靠地指示该海域沉积有机质的来源,而δ15N变化范围较大且规律不明显,难以用作沉积有机质来源的指示。     

SDS和THF对甲烷水合物合成影响的实验研究

甲烷水合物的人工合成是实验室内进行水合物模拟地层钻探研究的关键步骤。利用水合物合成及模拟微钻实验系统,分别进行了加入少量十二烷基硫酸钠(SDS)和四氢呋喃(THF)的甲烷水合物人工合成试验。通过对比实验,分析研究了SDS和THF对甲烷水合物生成速度及生成量的影响。实验表明,在纯水体系中加入微量的SDS和THF,不仅能够促进甲烷水合物快速成核,还可以增加甲烷水合物的合成量,从而节省了大量的实验时间,这也便于对含水合物沉积地层钻探钻井液设计和水合物模拟地层微钻实验的深入研究。