锰钾矿处理高浓度含酚废水研究

对人工合成锰钾矿氧化降解高浓度含酚废水的特性进行了研究。结果表明,体系酸度和矿物用量是影响废水处理效果的重要因素。加酸量为0.12 mol/L,矿物用量20 g/L,温度70℃,反应时间3 h时效果最佳,废水总酚含量由1269 mg/L降低至268 mg/L,同时CODCr与TOC去除率为31.2%和70.5%。经GC/MS测定,水中酚类物质为苯酚、甲基苯酚、二甲基苯酚,最佳条件下,酚类物质浓度已低至检测限以下,水中残余吲哚、长链烷烃、喹啉及其衍生物等难降解有机物。     

致密气藏压后关井压裂液静态渗吸实验研究——以大庆油田徐家围子区块为例

影响致密储层渗吸的因素较多,但系统的因素划分和敏感性分析依然具有很大挑战。为了高效开采致密气藏,为致密气藏压后焖井时间即开井制度优化提供依据,选取大庆油田徐家围子区块致密砂岩天然岩心,结合压汞、电镜扫描和X射线衍射等实验,在室内开展了静态渗吸实验,研究了致密储层静态渗吸的规律及其影响因素,包括渗吸时间、致密储层的渗透率、孔隙类型、润湿性和压裂液的离子浓度。实验结果表明:致密砂岩岩心静态渗吸气水置换主要作用在静态渗吸过程的早期阶段;在致密气藏的储层渗透率范围内,静态渗吸采出程度随渗透率增大而增大;原生孔为储气空间,与原生粒间孔相连的次生溶蚀孔、粒间溶蚀缝和颗粒边缘溶蚀缝为渗吸提供了畅通的通道;静态渗吸速度和最终采出程度随岩心亲水性的增强而增加;压裂时所用的压裂液浓度越低,储层的渗吸效果越好。研究结果可为致密气井压裂后排采制度设计提供基础。     

龙马溪组页岩数字岩心LSM-RVM数值建模方法研究及TOC含量影响分析

页岩气储层中含有大量有机碳（TOC）,其丰度与成熟度对页岩力学特性有重要影响.建立包含TOC的精细数值模型,将有助于探索页岩微结构与矿物组分含量对等效弹性模量的作用程度,是"甜点区"预测的重要理论基础.本文提出了一种离散数值建模方法,基于高精度成像技术,采用晶格弹簧-随机孔隙耦合模型（LSM-RVM）模拟包含多种矿物组分及不同成熟度干酪根的数字岩心,分析TOC成熟度及含量对弹性参数的影响.在该模型中,参数设置（数值阻尼与加载应变速率）至关重要,选取不当会对计算精度造成一定影响.研究结果表明,LSM-RVM能够生成符合TOC及多种矿物实际分布特征的数值模型,是一种精细数值建模方法.     

龙马溪组页岩数字岩心动态法弹性等效数值建模

数字岩心是计算岩石弹性性质的一类常用方法.龙马溪组页岩具有多矿物构成、复杂微结构和强非均质等特征,常规岩石物理的弹性等效解析建模局限性较大,目前流行的静态数值等效建模方法的精度有限.本文基于高分辨率的页岩数字岩心数据,采用多阈值分割方法将数字岩心分解为黏土、石英、孔隙、TOC、长石类、黄铁矿类等六种矿物类型;利用矿物组分等效模量法计算各类矿物的弹性模量;采用二元函数分水岭方法表征不同压力下的岩石孔隙变形和颗粒接触关系变化;通过取向分布函数（ODF）定量分析矿物颗粒展布造成的各向异性特征.最后基于Biot孔弹方程,采用不分裂卷积完全匹配层（CPML）旋转交错网格有限差分法模拟不同压力下弹性波在数字岩心中的传播.以未加压的数字岩心为参考模型,计算不同压力下弹性波走时的平均时间差,进而估算各压力点的数字岩心等效速度.与该岩心样品的超声实验测量速度比较,动态法数值计算结果略偏高,据此校正数值计算过程中表征岩石微结构及颗粒接触关系随压力变化的二元函数,有效改善动态法弹性等效数值建模精度.

     

基于固体替换模型的有机质含量对页岩弹性性质的影响分析

页岩中的TOC（Total Organic Carbon,总有机碳）含量,对页岩的有效弹性模量以及与之相关的弹性波速度（P波和S波）有重要影响,建立弹性模量与TOC含量关系是页岩气甜点预测的重要手段之一.C&;S和S&;M两种固体置换理论主要针对孔隙度较大的砂岩,能否适用于孔隙度低、孔隙形态复杂和非均质性强的页岩目前尚未深入研究.鉴于目前已知的富有机质页岩的TOC赋存形态与裂缝以及孔隙形态类似,有关TOC含量对岩石弹性模量的影响可视为孔隙物质充填问题来研究.本文利用数字岩心技术,构造同一数字岩心不同TOC含量的样本群,基于C&;S和S&;M两种固体替换理论模型,通过有限元（FEM）数值模拟交叉验证,详细研究了两种固体替换方程对页岩的适用性和TOC含量对页岩弹性性质的影响.研究表明,由于实际岩心孔隙及TOC分布的非均质性,C&;S替换方程弹性模量预测值与FEM模拟结果存在差异,而S&;M替换方程预测值与FEM模拟结果基本一致,两种方程的预测差异揭示页岩非均质强度,利用S&;M替换方程中的参数α₁,α₂,β₁和β₂可详细分析实际岩心孔隙及TOC分布的非均质特征.

     

基于数字岩心动态应力应变模拟的非均匀孔隙介质波致流固相对运动刻画

地震波传播激发的不同尺度的流固相对运动（宏观、中观和微观）是许多沉积岩地层中地震波频散和衰减的主要原因,然而野外观测和试验测量都难以对非均匀多孔介质孔隙压力弛豫物理过程进行精细刻画.通过数字岩石物理技术,本文建立了三个典型的数字岩心分别用于表征孔隙结构、岩石骨架和斑状饱和流体引起的非均质性,利用动态应力应变模拟技术计算数字岩心的位移和孔隙流体增量图像.通过分析和比较三个数字岩心的位移和孔隙压力增量图像,细致刻画了发生于非均匀含流体多孔介质内的宏观、中观和微观尺度的流固相对运动：1）宏观尺度的波致孔隙流体流动导致波长尺度上数字岩心不同区域的孔隙压力和位移差异;2）中观尺度的流体流动发生在软层与硬层之间、气层与液层之间;3）微观尺度的流体流动发生在孔隙内部或相邻孔隙之间.数值模拟试验也证明基于数字岩心的动态应力应变模拟技术可以从微观尺度上更好的理解波致孔隙流体流动发生的物理机理,从而为建立岩石骨架、孔隙流体、孔隙结构非均质性和弹性波频散-衰减特征的映射关系奠定基础.

     

钻孔岩心重定向的古地磁学新方法及其在华南铀矿床岩心定向中的初步应用

基于岩石剩余磁化强度的矢量特性,使用古地磁学方法对钻孔岩心进行重新定向,对于解译地下构造、分析应力特征、判定成矿方向等问题具有重要意义.针对华南地区复杂构造下的倾斜钻孔岩心,本文构建了古地磁学岩心定向新方法理论,结合多次坐标转换和磁场一致性扫描,实现了基于黏滞剩磁的岩心重定向;设计了定向所需的成套古地磁学岩心定向、测量、取样装置,并将该方法和装置应用于华南铀矿钻孔的重定向,恢复后的岩心特征剩磁计算获得的早白垩世古地磁极位置与同期华南地块的极位置一致.该方法对地球物理深部探矿技术的改进有一定意义.此外,所设计的研究装置在古地磁学研究对象的拓展中也具有应用前景.

     

基于数据共享的油气钻井岩心数字分析系统

CT扫描和扫描电镜是获取油气钻井岩心内部结构和成分参数的主要技术。为减少数据获取成本,提升数据共享能力,根据不同分辨率CT扫描和扫描电镜等数据的综合分析功能需求,建立基础支撑环境层、数据资源层、分析服务层、应用层分层架构,设计岩心数据管理、可视化及综合分析模块,提出基于最大球算法的三维孔隙网络建模和UNet深度学习模型的岩心图像特征提取技术,研发基于B/S架构的油气钻井岩心数字分析系统。结果表明：岩心数字分析系统能够管理多类型数据,可以高效提供烃源岩评价、储层物性等关键参数,在一定程度上解决岩心重复分析和数据孤岛的现状,为油气勘探开发提供地质调查服务。     

最新国际地磁参考场模型IGRF11研究

详细阐述了国际地磁参考场模型IGRF11的建模原理、 数据来源、 球谐系数及误差来源等. 以NOAA/NGDC候选地磁场模型为例, 分析了数据的选取原则和校正方法. 在MATLAB环境下, 研制了该模型的可视化软件, 为制备地磁仿真基准图提供了最有可能和最为便捷的途径, 能有效使用国际公开数据, 减少外场地磁实测工作量和成本, 对地磁导航工程化具有重要的价值. 对模型检验值和实测值与模型计算值进行比较, 结果表明, 软件计算结果是正确的、 可靠的; 对IGRF11与WMM2010模型的异同点进行比较, 结果表明, WMM2010的模型精度要高于IGRF11, 具有更为广阔的适用范围. 最后, 从模型长期变化估算角度入手, 分析了引起IGRF11模型计算精度低的原因.     

基于数字岩心的砂砾岩中聚合物驱油的模拟研究

新疆油田砾岩油藏储量规模大,其岩性变化迅速,非均质性强、孔隙结构复杂,开采难度较大.目前,砂砾岩油藏经过几十年的注水开发,已处于高含水开采阶段.聚合物驱油技术对于砂砾岩油藏的进一步开发意义重大.本研究基于计算流体力学方法和数字岩心技术建立了一套模拟聚合物驱油的方法,实现了包含油驱水、水驱油、聚合物驱油和后续水驱四个过程...