A laboratory study on capillary sealing efficiency of Iranian shale and anhydrite caprocks

Caprock has the most important role in the long term safety of formation gas storage. The caprocks trap fluid accumulated beneath, contribute to lateral migration of this fluid and impede its upward migration. The rapid upward passage of invasive plumes due to buoyancy pressure is prevented by capillary pressure within these seal rocks. In the present study, two main seal rocks, from the Zagros basin in the southwest of Iran, a shale core sample of Asmari formation and an anhydrite core sample of Gachsaran formation, were provided. Absolute permeabilities of shale and anhydrite cores, considering the Klinkenberg effect, were measured as 6.09 × 10⁻¹⁸ and 0.89 × 10⁻¹⁸ m², respectively. Capillary sealing efficiency of the cores was investigated using gas breakthrough experiments. To do so, two distinct techniques including step by step and residual capillary pressure approaches were performed, using carbon dioxide, nitrogen and methane gases at temperatures of 70 and 90 °C, under confining pressures in the range 24.13–37.92 MPa. In the first technique, it was found that capillary breakthrough pressure of the cores varies in the range from 2.76 to 34.34 MPa. Moreover, the measurements indicated that after capillary breakthrough, gas effective permeabilities lie in range 1.85 × 10⁻²¹ – 1.66 × 10⁻¹⁹ m². In the second technique, the minimum capillary displacement pressure of shale varied from 0.66 to 1.45 MPa with the maximum effective permeability around 7.76 × 10⁻²¹ – 6.69 × 10⁻²⁰ m². The results indicate that anhydrite caprock of the Gachsaran formation provides proper capillary sealing efficacy, suitable for long term storage of the injected CO₂ plumes, due to its higher capillary breakthrough pressure and lower gas effective permeability.     

杂色鲍血细胞分类、结构和免疫功能的流式细胞术分析

应用流式细胞术对杂色鲍(Haliotis diversicolor Reeve)血细胞的分类、结构和免疫功能进行分析。根据细胞前向角散射光(FSC)和侧向角散射光(SSC)强度的不同,可将血细胞分为三个亚群:透明细胞、小颗粒细胞和大颗粒细胞,组成比例分别为32.71%、58.17%和8.55%。血细胞的平均总凋亡和死亡率为3.76%。血细胞对荧光微球的总吞噬率为63.67%,其中吞噬1个、2个、3个及以上荧光微球的血细胞分别占22.31%、16.39%、24.96%。线粒体数量、溶酶体数量、非特异性酯酶活性和非诱导性活性氧(ROS)含量均在大颗粒细胞中最高,透明细胞最低。结果表明,杂色鲍三类血细胞在结构和功能上均存在差异,两类颗粒细胞可能在鲍类免疫过程中发挥着更为重要的作用。     

墨西哥湾“深水地平线”溢油事故处理研究进展

2010年4月20日美国墨西哥湾"深水地平线"石油钻井平台发生爆炸,并引发大火,致使大量的原油(~500万桶)在深海(~1 500m)泄露,这场灾难造成了巨大的环境和经济损失,也对石油开采业的发展产生了负面影响。文中综述了此次事故溢出石油的总量,泄露速率以及测量相关数据中所涉及的技术及方法,对进一步研究溢油转移的趋势和转化过程具有指导意义。喷洒了6.6×106 L的消油剂,消油剂可以促使溢油的快速分散,同时也会给海洋生态系统造成一定的影响。该事故对墨西哥湾的植被和海洋生物有不同程度的影响,如沼泽植被、海水中的浮游动/植物、鱼类、贝类、珊瑚虫、迁徙鸟类,甚至是墨西哥湾大型底栖生物。此次溢油事故涉及各种不同的环境情况,为研究石油烃降解菌在溢油转移和降解过程中种群和群落的变化提供了一个独特的机会,消油剂处理过的溢油转化机理以及微生物降解过程中生物表面活性剂的产生与生物标志物以及微生物菌落的变化之间的关系,仍需要进一步的深入研究和探讨。     

冰激直立腿海洋平台疲劳寿命分析

由于渤海特殊环境条件与油藏分布决定了该海域导管架油气平台属于典型的柔性抗冰结构。多年现场观测发现,该类结构存在显著的冰激振动现象。冰振不仅能激起较大的甲板加速度响应,还会引起明显的导管架管节点交变应力。在结构设计与安全保障中进行疲劳分析及寿命估计是必要的。对于直立腿抗冰结构,精确的冰激疲劳寿命计算方法还不成熟。基于多年的现场监测,首先分析了冰与直立腿抗冰结构相互作用过程;其次,提出了冰激直立腿平台的疲劳寿命分析流程;最后,选取渤海某典型直立腿平台,利用ANSYS数值模拟,对比了稳态冰力和随机冰力下结构的疲劳损伤,进而计算出疲劳寿命。本研究为寒区柔性结构抗冰设计与安全保障提供了理论基础。     

Nonlinear Dynamic Behaviors of A Floating Structure in Focused Waves

Floating structures are commonly seen in coastal and offshore engineering. They are often subjected to extreme waves and, therefore, their nonlinear dynamic behaviors are of great concern. In this paper, an in-house CFD code is developed to investigate the accurate prediction of nonlinear dynamic behaviors of a two-dimensional (2-D) box-shaped floating structure in focused waves. Computations are performed by an enhanced Constrained Interpolation Profile (CIP)-based Cartesian grid model, in which a more accurate VOF (Volume of Fluid) method, the THINC/SW scheme (THINC: tangent of hyperbola for interface capturing; SW: Slope Weighting), is used for interface capturing. A focusing wave theory is used for the focused wave generation. The wave component of constant steepness is chosen. Comparisons between predictions and physical measurements show good agreement including body motions and free surface profiles. Although the overall agreement is good, some discrepancies are observed for impact pressure on the superstructure due to water on deck. The effect of grid resolution on the results is checked. With a fine grid, no obvious improvement is seen in the global body motions and impact pressures due to water on deck. It is concluded that highly nonlinear phenomena, such as distorted free surface, large-amplitude body motions, and violent impact flow, have been predicted successfully.     

病态总体最小二乘问题的谱修正迭代法

针对病态问题岭估计法及正则化方法存在破坏方程的等量关系、解是有偏估计的问题,在最小二乘谱修正迭代法的基础上,提出病态总体最小二乘问题的谱修正迭代法,并推导了总体最小二乘谱修正迭代法及其改进算法的具体公式。通过算例验证和阐明了TLS谱修正迭代法在病态问题中的有效性和易受迭代初值影响的缺点。     

基于GIS的土地储备业务管理系统的研究与实现

土地是支撑城市社会经济发展和基础设施建设的空间基础,作为自然物的土地具有价值属性。土地储备涉及市土地开发中心前期部、征地部、出让部、工程部、合同部、计财部等内部职能部门,涉及测绘、规划、房管、农业、城市更新、发改、人民政府等外部单位,交互业务较多,因此土地的规划、审批、征收、出让、工程等流程复杂、管理困难。本文介绍了土地储备业务管理系统的实现思路,系统实现建立业务审批体系。规范资金使用和管理,达到海量数据高效处理、图属档一体化、实时信息在线共享、流程优化协同办理、短信督办提醒的目标,满足对土地储备情况的宏观监管和微观审批,形成完善的土地储备业务管理体系。     

南半球中纬度偶极模态与亚洲—非洲夏季降水

南半球大气环流第一模态为南极涛动, 它表现出较好的纬向对称结构。本工作利用经验正交分解方法研究发现, 在南半球的东半球, 夏季(6~9月)大气环流还存在一个重要的模态。不同于南极涛动, 该模态表现为显著的纬向偶极分布, 本文定义其为偶极模态。在海平面气压场上, 该模态的解释方差可以达到20%以上, 表现出显著的年际变化特征。进一步的研究发现, 该偶极模态与亚非夏季降水存在密切联系, 尤其与我国华南、南亚以及热带非洲东部地区的夏季降水存在显著的正相关关系。机制分析表明, 南半球这一偶极模态的异常会影响东半球越赤道气流的变化, 从而造成向上述三个地区的水汽输送的多寡, 并最终导致这三个地区夏季降水发生变化。本工作揭示的偶极模态变化独立于南极涛动, 研究结果不但可以深化对南半球环流系统变化特征及影响的认识, 而且对亚非夏季降水的变化特征和机制研究也具有重要意义。     

偏东气流诱发川西高原东侧两次对流暴雨过程的对比分析

利用区域自动站加密观测资料、NCEP/CFSR 0.5°×0.5°再分析资料以及0.01°×0.01°全球地形资料等,对2013年夏季发生在川西高原东侧两次对流暴雨天气过程中偏东气流的作用和特征进行了对比分析,重点研究两次过程中中低层偏东气流的活动特征、风场的垂直结构和温湿特征及其在对流暴雨中的作用等。结果表明：（1）7月3日过程高原东侧偏东风活动在850 hPa以下,持续时间约20 h,风速平均为2 m·s-1;8月6日过程偏东风活动在700 hPa以下,持续时间也能达到20 h,风速约为4 m·s-1;两次过程均是在天气尺度的西风槽东移与地形的共同作用下,诱生了高原东侧对流层中低层偏东气流,偏东气流形成时间比对流降水发生时间早约12 h。（2）两次过程偏东气流具有高相当位温属性,在其上方存在干冷空气活动,形成了有利的对流不稳定层结。相比较而言,后一次过程偏东气流出现的高度和风速明显增强后,与偏西风形成了更大的低层垂直风切变,暖湿能量局地集中特征更为显著,对于水汽和能量持续输送能力更强,因而引发的对流降水强度明显更大。（3）前一次过程盆地内起伏波动的偏东风与辐合中心及气旋性涡度中心配置关系较差,只是当偏东风受强迫抬升后,在地形附近激发出对流,并使降水主要位于地形附近;后一次过程盆地内平直的偏东风与辐合中心及涡度中心配置关系较好,尺度相当,因此激发出的对流强度和范围有明显增大,强降水沿地形向盆地西部发展。     

Sr原子电磁感应透明效应相关理论研究

从理论上研究了Sr原子系统中电磁感应透明（EIT）效应及其伴随的Kerr非线性效应。计算表明,将一级冷却得到的Sr冷原子粘团作为光场与原子相互作用的EIT介质,用较弱的耦合光可以得到一个非常窄的EIT窗口和较强的Kerr非线性效应。该研究结果为实现689nm激光器的线宽压窄及应用EIT效应进行。Sr玻色子冷原子光钟研究提供了理论参考。