火成侵入体对相邻烃源岩成熟度影响的模型研究

根据不同的岩浆侵入地层方式以及围岩内孔隙水是否发生气化建立了四种热传导模型,以苏格兰西北部Skye岛的辉绿岩岩墙为实例分别采用这四种热传导模型数值模拟了侵入体相邻泥质烃源岩有机质的成熟度。模拟结果显示:(1)岩浆的侵入方式能显著地影响热传导模型对侵入体围岩成熟度的预测,岩浆有限时间侵入方式的假设下热传导模型所预测的镜质体反射率(Ro)与假设岩浆瞬间侵入方式的模型相比,最大偏差处低2.13%～2.59%;(2)当岩浆侵入方式相同时,考虑孔隙水气化的模型预测的Ro普遍低于不考虑孔隙水气化的模型。孔隙水气化引起Ro的最大偏差达0.71%～0.91%,明显低于岩浆的侵入方式对围岩成熟度预测结果的影响;(3)不考虑围岩内孔隙水的气化且假设岩浆有限时间侵入地层的热传导模型所预测的Ro与实测值十分吻合,说明岩浆侵入方式应为有限时间侵入且围岩孔隙水的气化作用不显著,该模型是否适用于其他地区,还有待于进一步研究。     

惠民凹陷辉绿岩席对下伏烃源岩热影响模型研究

勘探发现渤海湾盆地惠民凹陷存在与火成岩席有关的油气藏.基于两种不同的热传导模型,数值模拟了该凹陷内一个孤立的辉绿岩席以及围岩的热演化,定量分析了岩席对下伏围岩的热影响.模拟结果表明:围岩孔隙水的汽化作用是影响岩浆-围岩热传输的重要因素,在孔隙水汽化的情况下,围岩经历的峰值温度比简单热传导模型低100℃左右;在热接触变质形成的角岩带内出现镜质体反射率的异常低值,无法通过常用公式计算围岩经历的峰值温度,但依据爆炸古温度方法得到的结果与热传输模拟结果一致,反映了该区域曾经历了高温(大于450℃)和高压环境.     

岩浆作用对煤层变质作用影响的探讨

本文通过热传导理论对煤系地层中岩浆侵入后的温度变化-冷却过程及其对煤层的热变质作用进行了模拟计算。高温岩浆的侵入严重影响了地层的温度场分布,但其冷却的时间是非常短暂的,在一百万年左右就能冷却到围岩的温度;同时,其影响范围虽然随岩浆侵入规模而变化,但也是有限的,一般在几十米。因此,岩浆侵入对煤的变质作用影响范围是有限的,这有助于岩浆发育地区的煤田勘探和开采。     

岩浆作用对煤层变质作用影响的探讨

本文通过热传导理论对煤系地层中岩浆侵入后的温度变化-冷却过程及其对煤层的热变质作用进行了模拟计算.高温岩浆的侵入严重影响了地层的温度场分布,但其冷却的时间是非常短暂的,在一百万年左右就能冷却到围岩的温度;同时,其影响范围虽然随岩浆侵入规模而变化,但也是有限的,一般在几十米.因此,岩浆侵入对煤的变质作用影响范围是有限的,这有助于岩浆发育地区的煤田勘探和开采.     

岩浆作用对煤层变质作用影响的探讨

本文通过热传导理论对煤系地层中岩浆侵入后的温度变化-冷却过程及其对煤层的热变质作用进行了模拟计算。高温岩浆的侵入严重影响了地层的温度场分布,但其冷却的时间是非常短暂的,在一百万年左右就能冷却到围岩的温度;同时,其影响范围虽然随岩浆侵入规模而变化,但也是有限的,一般在几十米。因此,岩浆侵入对煤的变质作用影响范围是有限的,这有助于岩浆发育地区的煤田勘探和开采。     

岩浆活动热模拟及其对烃源岩热演化作用模式研究

沉积盆地中岩浆的侵入会导致盆地地温史的变化,岩浆所携带的巨大热能会加快有机质的成熟,影响油气的生成和保存。通过对席状岩浆侵入体散热过程的热模拟得出：(1)侵入体冷却速度很快,一般不超过一个百万年;(2) 距侵入体上下距离相同的围岩过热温度演化史基本相同,侵入温度只影响围岩过热温度的幅度,不影响热传递的速率;(3) 侵入体对上下围岩干酪根成熟度的影响程度大致相同,影响范围较小,大致为侵入体厚度的两倍。通过研究,将岩浆活动对烃源岩热演化作用模式分为近灶亚模式、中灶亚模式和远灶亚模式,并给出了三种亚模式划分的原则和方法。     

地表温度异常机理及热红外遥感监测——以河南焦作煤层气富集区为例

在地表能量辐射平衡理论分析的基础上,从岩石热传导、土壤热传导以及煤层气储层影响热导率等方面分析了地下热传导,探讨了地球内部热量传递导致地表温度异常的原因。选择河南焦作煤层气富集区作为热红外遥感监测靶区,运用ASTER热红外遥感数据进行温度反演。首先利用大气辐射传输模型MODTRAN 4进行大气校正获得大气透过率,然后根据NDVI计算地表比辐射率,最后采用分裂窗简化算法反演地表温度。结果表明:研究区温度反演最低为296.62K,最高为302.67K,部分研究区呈现显著温度异常。通过分析该区域温度异常的不同原因,注意到富含煤层气对应的靶区呈现温度异常,根据地下热传导机理,据此推断该靶区温度异常是由于地下煤层富含煤层气从而导致地下热导率低于周围地层的热导率所致,该结论仍需要应用其他手段进一步验证。     

地表温度异常机理及热红外遥感监测——以河南焦作煤层气富集区为例

在地表能量辐射平衡理论分析的基础上,从岩石热传导、土壤热传导以及煤层气储层影响热导率等方面分析了地下热传导,探讨了地球内部热量传递导致地表温度异常的原因.选择河南焦作煤层气富集区作为热红外遥感监测靶区,运用ASTER热红外遥感数据进行温度反演.首先利用大气辐射传输模型MODTRAN 4进行大气校正获得大气透过率,然后根据NDVI计算地表比辐射率,最后采用分裂窗简化算法反演地表温度.结果表明: 研究区温度反演最低为296.62K,最高为302.67K,部分研究区呈现显著温度异常.通过分析该区域温度异常的不同原因,注意到富含煤层气对应的靶区呈现温度异常,根据地下热传导机理,据此推断该靶区温度异常是由于地下煤层富含煤层气从而导致地下热导率低于周围地层的热导率所致,该结论仍需要应用其他手段进一步验证.     

沾化凹陷构造—热演化研究

根据镜质体反射率利用EASY%Ro动力学模型对济阳坳陷沾化凹陷进行热演化模拟,通过对沾化凹陷四个洼陷20口井的单井热史模拟分析了该区新生代的热演化状况.研究表明,沾化凹陷在地质演化过程中其古地温是逐渐降低的,沙河街组沉积时期地温梯度为3.8~4.8℃/100m,此后其地温梯度缓慢降低至现今的2.9~3.6℃/100m.并且其内部的各洼陷之间的热演化历史存在差异,在整个新生代演化历史中,埕北洼陷的平均古地温梯度最高,其次是孤南—孤东洼陷,桩西—五号桩地区最低,而渤南洼陷则介于它们之间.新生代以来,沾化凹陷岩浆活动(构造-热事件)十分强烈,且这种岩浆活动受基底断裂的控制.各洼陷热演化特征有一定的差异是由于它们处于不同构造部位并且受不同方向和不同发育时间的断裂控制而造成的,也即构造作用和岩浆活动双重作用的结果.     

稠油注蒸汽热采过程中地层稳定性分析评价

基于多孔介质热-流-变形耦合理论,综合温度、流体渗流、骨架变形等影响因素,建立稠油热采过程中地层稳定评价模型;采用Galerkin有限元全隐式顺序迭代的方法求解耦合模型,开发相应程序定量模拟热采过程中近井壁区域地层温度、压力、有效应力等物理量的空间分布及随时间的变化特征,结合强度准则判断地层稳定性变化.数值模拟结果表明:热采过程中温度升高导致岩层骨架压应力增大,而孔隙流体压力增加则使拉伸应力增大;有效应力受温度、压力影响大幅度改变是导致近井筒区域地层失稳的重要因素.     

岩浆侵入多孔储层的热效应数学模型及其应用

 构建了一个岩浆侵入多孔储层中的热效应数学模型,提出了模拟地质系统中的岩浆侵入/凝固热效应的等效算法,基于物理和数学方程上的等价原理,用瞬态有限元分析将岩浆侵入与岩石之间原始凝固边界移动问题,转化为一个边界没有运动的物理等效热源的新问题,即单步凝固模型与多步（三步）凝固模型。所提出的等效算法的主要优点是有限元网格大小固定,采用变积分时间步长来模拟有限元分析的侵入岩浆凝固热效应。多种热效应模型的对比发现,单步凝固模型与多步（三步）凝固模型的数值解具有近似的精度,所以单步凝固模型是有效模拟多孔岩石中岩浆侵入的热效应模型。单步和多步（三步）凝固模型与王民模型、Zhao 模型对比后发现,单步和多步（三步）凝固模型与Zhao 模拟的效果更为接近,理论上也更接近地质实际。通过对商56区块沙三段油藏辉绿岩侵入热场的模拟分析应用,推算得到商56 区块沙三段油藏的热裂解量为9.02×10⁴ m³,指出该油藏的保存条件有限,存在着大量的油气渗漏,并且原油的大部分损失是由于渗漏散失造成的。     

太阳能斯特林热机循环热损失及热效率数值分析

基于实用施密特循环理论,在考虑流动阻力损失的基础上,建立太阳能斯特林热机的循环热损失及热效率数学模型.运用碟式太阳能斯特林热机的一个实例,着重分析了太阳能斯特林热机的各种热损失及热效率.研究结果表明：在各种热损失中,导热损失和穿梭传热损失所占的幅度相对较大,其中导热损失最显著.各种热损失与太阳能斯特林发动机的多种结构参数和设计性能参数密切相关,增加加热管内壁的温度,降低转速值可提高循环热效率.当热腔的温度大于750 K时,太阳能斯特林热机的循环热效率值将在卡诺效率值的65%~80%之间浮动.     

金属反射式保温块隔热性能的数值计算

金属反射式保温块是一种非均质的保温材料,它既有空气的导热,自然对流,反射箔的导热和辐射换热,又有外壳端、侧板的金属导热.这是一个复杂的三维传热问题.本文提出了简化模型,从而可按二维问题近似处理.同时介绍了用有限差分法进行数值计算的方法,编制了金属反射式保温块隔热性能的计算机程序.该程序具有一定的通用性,它不仅能迅速、方便地计算现有保温块的隔热性能,而且能计算各种物理、几何参数以及工作条件对隔热性能的影响,从而为合理设计这种新型保温块提供可靠的依据.     

二维圆管导热反问题内壁瞬态温度的快速识别

以二维圆管为研究对象,基于控制容积积分法的导热正问题以及基于共轭梯度法的优化算法来构建二维瞬态导热反问题数学模型,分别采用Gauss-Seidel点迭代法与托马斯算法（tridiagonal matrix algorithm,TDMA）线迭代法对导热正问题离散方程进行求解。为了探究Gauss-Seidel点迭代法与TDMA线迭代法两种模型的精确性与时效性,设定了3种内壁面温度变化规律,以正问题所得到的外壁面温度值作为导热反问题的输入条件,并引入标准正态随机测量误差,探讨测量误差对反演结果精度的影响。数值试验证明了两种方法反演的精确性和抗噪性,且对比结果表明TDMA线迭代法的求解速度要优于Gauss-Seidel点迭代法,能够较快地反演得到内壁面温度波动值。     

识别材料导热系数和导温系数的温度场逆分析

为了识别材料导热系数和导温系数,采用观测温度同时识别材料导热系数和比热容,在建立同时确定导热系数和比热容的肯态温度场逆分析数值计算模型的基础上,引入混沌优化方法求解该优化模型。以克服阻尼牛屯等方法求解该模型所遇到的困难,在瞬态温度场正问题求解中采用了精细积分方法以提高计算精度,算例验证了本文方法的有效性。     

碳酸盐岩储层孔隙模型及孔隙结构指数研究进展

在调研国内外碳酸盐岩孔隙模型及孔隙结构指数m相关文献的基础上,按照研究对象和导电方式的不同,将现有的孔隙模型归类为基于串并联导电的双孔隙模型、基于串并联导电的三孔隙模型和基于有效介质理论的孔隙模型3类,同时按照研究对象的不同,总结出Shell公式、Borai公式、Focke and Munn公式、Nugent公式、Ragland公式、Gomez Rivero公式等6种不同类型典型碳酸盐岩胶结指数的计算模型.建议以后在碳酸盐岩孔、洞、缝不同类型的导电机理、模型参数求取及现场应用方面做更深入的研究.     

多孔挤压铝扁管电子芯片热沉的热性能研究

为了探讨多孔挤压铝扁管构成的新型微小通道热沉的换热特性，建立了三维共轭传热数值模型并通过实验验证了该模型的可靠性。模拟分析了在0.03 W的泵功消耗下，不同孔道高宽比、宽度比、孔道数目对热沉传热性能的影响，并详细计算导热热阻、对流热阻和热容热阻。讨论了不同内翅片的宽度及高度对强化传热系数 PEC的影响，提出了最佳的翅片宽度。该研究为此类型热沉的设计提供了参考依据。