微间隙封堵液封堵机理及其上升高度计算

首次将机械密封理论运用于气井微间隙封堵液封堵机理研究中,解释了微间隙内封堵液成堵机理,建立一界面微间隙封堵液的封堵物理模型,得到封堵液上升高度计算公式.对不同微间隙宽度与压力下封堵液上升高度进行了计算分析,在此基础上讨论了封堵液的封堵效果.分析结果表明,当微间隙宽度小于12 μm时,封堵液的封堵效果较好.研究内容不仅丰富了气井微间隙封堵液封堵机理的研究,也为从根本上解决环空气窜问题提供了理论指导.     

沥青混合料分形级配理论

介绍沥青混合料集料粒径分布分形维数的计算方法并分析其分形特征.对于连续级配,其集料粒径分布为一重分形分布;对于间断级配,其集料粒径分布为二重分形分布.采用粗集料粒径分布分形维数Dc和细集料粒径分布分形维数Df作为描述集料级配分形特点的指标.在此基础上,提出分形级配理论的计算式,该式不仅可以计算连续级配,还可以计算间断级配.研究分形级配理论与现有主要级配设计理论之间的关系,结果表明,分形级配理论可以包括现有的几种主要级配计算方法,这主要由于分形是集料级配的本质.     

热交变压力下水泥环界面微间隙产生机理研究

目前中国四川地区页岩气开发均采用大排量分段压裂工艺技术,压裂改造过程中套管内温度以及压力的变化可能会导致油气井水泥环界面微间隙的产生。为此利用ABAQUS软件建立了热力耦合下的套管-水泥环-地层组合体有限元瞬态分析模型。基于前人实验的基础上,对温压耦合下的固井界面力学响应进行了模拟;同时分析了交变压力下微间隙的产生对组合体温度场分布的影响。研究结果表明:1微间隙的产生改变了组合体温度变化的连续性,后续施工过程中,套管温度基本接近注液温度;2井筒内的温度变化、套管内压作用下的水泥环塑性变形以及泄压后的井筒内压是导致微间隙产生的主要原因;3不同注液温度下,微间隙尺寸随着水泥环弹性模量的增大而增大。上述研究成果为压裂施工作业中油气井发生气窜以及环空带压的产生机理提供了理论依据。     

硅酸盐水泥调剖剂粒度分形维及其与封堵性能的关系评价

基于粗集料粉体颗粒的Fuller堆积模型及分形理论,评价了4种硅酸盐水泥调剖剂实测和模型计算的粒度分布分形维及其与封堵性能的关系。结果表明,测试粒度分布与Fuller法计算结果均有偏差,粗颗粒比细颗粒的含量高。测试的4种样品粒度分布分形维2.079 4~2.233 3,小于Fuller法计算结果拟合得到的分形维数2.6。4种样品空隙率62.46%~65.01%,固化抗压强度22.1~25.5 MPa,硅酸盐水泥调剖剂颗粒粒度分布分形维数越大,其空隙率越小,颗粒堆积结构越紧密,固化后的抗压强度越高,调剖的封堵能力和抗后续注入水冲刷能力越强。调剖工程设计中,可将测算的粒度分布及分形维数作为硅酸盐水泥调剖剂种类选择、封堵性能评价的参考依据。     

分形几何理论研究沥青混合料级配变异性

为控制沥青混合料生产过程中级配变异过大,利用分形几何理论对级配的变异性进行研究,给出了控制级配变异性的技术参数.用分形几何理论推导出混合料级配的分形表达式,得到分形理论下描述级配变异性的方法;钻取有车辙病害的路面芯样,通过室内试验得到路面的实际级配数据,算出相应的级配变异性大小μ.结果表明:分形几何理论能够很好地从另一个角度去描述沥青混合料的级配变异性,可以用具体的数值来体现实际道路的级配与生产配合比之间的变异情况,为沥青混合料级配提供新的技术参数,有效防止在沥青混合料生产施工工程中级配变异偏大.     

基于分形级配理论的油井水泥体系设计及评价

针对目前油井水泥混合料配比设计困难、缺乏合理颗粒级配模型的现状,基于分形几何理论建立了颗粒群分形连续级配模型.利用激光粒度测试仪分析了级配原材料的粒径分布状况,并将分形级配模型与Andreasen方程进行对比,得到实现最紧密堆积的分形维数范围.结合塔里木现场要求取分形维数为2.561,优化设计出浆体密度为1.40 g/cm3的三元体低密度水泥浆体系,并对体系性能进行了室内评价.结果表明,该体系水泥石抗压强度(24 h)大于18.4 Mpa,养护压力对强度影响很小,水泥浆失水量和游离液含量较低,稠化和流变性能满足要求,体系稳定性好,验证了体系粒径分布的合理性和分形级配模型的可行性.     

纳米级微球调剖剂的性能评价及自聚集封堵特性

低渗透油藏孔喉细小、结构复杂,常规体膨性微球调剖剂存在注入与封堵性矛盾,难以实现深部调剖。为解决这一矛盾,以苯乙烯、丙烯酰胺为单体,采用乳液聚合法制备了表面富含酰胺基团的聚合物微球调剖剂（CSA）,向油藏中注入粒径小于孔喉直径的CSA微球分散溶液,运移到油藏深部后,在物理化学效应作用下微球自聚集成大尺寸的微粒簇,从而实现对流体通道的封堵。CSA微球具有低膨胀倍数,在向深部运移过程中能够有效避免剪切破碎;通过透射电镜可以观察到CSA微球在100 ℃老化35 d后,依然保持规则均匀的球形,热稳定性良好,并且微球具有核壳非均质结构。瓶试实验表明,随着阳离子浓度增加,CSA微球聚集时间逐渐缩短,并且二价阳离子的影响大于一价离子。岩芯驱替实验表明,CSA微球具有良好的注入性,聚集后的CSA微球团簇能够产生有效封堵并能运移至油藏深部起到调剖作用。     

骨架密实型水泥稳定碎石级配设计方法

为研究水泥稳定碎石的级配优化设计问题,针对未加水泥的级配矿料,构建矿料间隙率的物理模型,给出骨架密实型级配矿料粗细分界筛孔通过率的计算公式,建立骨架密实型级配设计理论.在考虑细料对粗料排列的干涉作用后,通过试验获得实际意义上的骨架密实型水泥稳定碎石,形成该类材料的级配优化设计方法.结果表明:未加水泥的级配矿料击实试验所得的最大干密度或间隙率可作为判断水泥稳定碎石骨架密实性的简便指标;通过建立的理论模型与优化设计方法,可成功地设计出水泥剂量较低、强度较高的骨架密实型水泥稳定碎石.     

基于分形理论的沥青混合料抗滑级配评价

为了研究沥青混合料抗滑级配的评价方法,分析了分形理论在级配评价中的作用和原理;在对常用抗滑级配分形特征参数求取和分析的基础上,探讨了分维数和相关系数在级配评价中的识别作用,在此基础上提出了抗滑级配的双参数定量评价模式.采用此模型估算出的抗滑级配分维数及矿粉质量分数的合理范围分别为2.50~2.60和6%~10%.     

雁翎油田注入氮气沿微环隙窜流的可能性分析

氮气沿微环隙窜流的可能性是雁翎油田注氮气前需要研究的一系列潜在的渗漏因素之一。加压水泥胶结测井资料和微环间隙宽度计算表明，雁翎油田注入的氮气沿雁３４０井微环隙窜流的可能性最大，其次为雁斜１井，而雁２２井和雁４５井可能性不大。从４口井加压水泥胶结测井资料可以看出，雁２２井和雁４５井只有部分井段存在微环隙，雁３４０和雁斜１井在雾迷山组油藏主要盖层是下第三系沙二、三泥岩段，此泥岩段存在连续的微环隙，本文为此建立了计算模型．在无加压测井声波响应特征难以区别微环隙和部分胶结时．需要进行加压测井。加压测井的压力可通过井史套管受力分析事先估计出来，现场测井时再选取最佳测井压力。方法是将测井仪器停在可能存在微环隙的深度，逐步加大井口压力，直至声幅值不再下降，此时的压力为最佳测井压力。     

分形几何理论在屏蔽暂堵剂优选中的应用

针对现有暂堵剂优选理论精确化、定量化程度不足的情况 ,在继承传统屏蔽暂堵剂优选理论的基础上引入分形几何理论 ,提出用分维数来定量描述储层岩心孔隙尺寸分布和暂堵剂粒度分布特征。以岩心孔隙尺寸分布与暂堵剂粒度分布分维数相近作为优选暂堵剂的原则 ,从而在继承传统理论的基础上建立起了屏蔽暂堵分形理论。利用此理论对新疆莫北地区储层岩心进行了暂堵剂优选和室内暂堵试验 ,取得了较好的效果 ,初步验证了理论的正确性。     

分形理论下支持向量机核函数选择

支持向量机(support vector machine,SVM)是一种基于核的机器学习方法,不同的核函数对SVM的性能影响显著,如何针对具体问题获得一种有效的核函数选择方法成为SVM研究领域的一个重要问题。目前核函数选取仍是一个开放性的问题,存在着一系列的偶然性和局限性。而针对相对复杂问题时,使用何种类型的单一基核函数难以反映出其分布特征。因此,提出一种基于分形理论的核函数选择方法,在考虑不同核函数度量特征的同时,结合具体问题样本分布特征合理构造或选择核函数类型,并通过数据仿真以及相似性对比验证了算法的合理性。     

基于分形理论的我国碳排放量预测研究

运用以分维为基础的分形理论,选取1978—2013年的碳排放数据,对我国2014年、2015年和2016年的碳排放量进行预测.根据数据绘制我国碳排放量的散点图,并以此为基础,分别从新能源利用、经济发展方式、法律保障和人才培养等方面提出降低我国碳排放量的对策.     

基于分形理论的三维模拟地形仿真

基于分形理论,在Diamond-Square算法的基础上提出一种改进算法,完成了三维地形的虚拟仿真.算法在Diamond-Square算法的基础上引入了一个补偿项,有效地弥补了直接采用Diamond-Square算法生成三维地形时产生的缺陷.实验结果表明,采用改进的Diamond-Square算法生成三维模拟地形的方法...     

基于分形理论的焊缝信息提取

在基于机器视觉信息的焊缝跟踪系统中，受焊接条件的影响，所拍图像经常存在许多干扰信号，严重地影响了准确焊缝边缘位置信息的获得．针对这一问题，文中利用基于分形理论的边缘提取算法对有干扰图像中的焊缝边缘位置进行了提取．该算法利用各向同性的分数布朗随机场模型对焊缝图像进行分析，通过适当选取无标度区域求出了像素点及其邻域的分数维，并据此来区分焊缝边缘区域．文中还用该算法对自然光及弧光(混合气体保护焊)干扰条件下的焊缝图像进行了处理，结果表明，在较强的干扰条件下，此算法也能够将焊缝边缘位置信息准确提取出来，使焊缝中心位置误差不超过0．3mm．     

略论分形论与系统论的互补关系

分形几何学作为一门非线性科学，为人们认识客观世界提供了一种新的方法论.在对分形论和系统论简要介绍之后，本文讨论了两者之间的相互关系，指明它们是一对互补的科学方法论．     

基于分形理论的福州市土地利用空间格局变化研究

以福州市为例,在遥感和GIS技术的支持下,运用分形理论对土地利用空间格局的变化进行了研究．首先对福州市1988年的TM和2004年的ASTER影像进行解译,然后利用分形模型,计算出1988年和2004年各个地类的分维数和稳定性指数,对土地利用空间格局变化进行了定量分析．结果表明：福州市各土地利用类型的分布具有分形结构,其中耕地、林地形态复杂程度上升,建设用地形状趋向简单化;水域一直比较稳定,耕地和林地稳定性都有不同程度的下降,建设用地稳定性从1988年的最不稳定变化到2004年的最稳定．     

以分形理论与影响评价为基础的区域公路网发展分析

以分形理论与影响评价为基础,将公路网自身发展与其对区域发展的影响作为有机整体进行分析,并对江苏省宜兴市公路网发展进行实证研究,以期得出全面、合理、具时空特征的定量化分析结果．在分析过程中采用综合路网密度、路网分形维数、国民经济增长贡献率、车流污染物排放量、景观碎化度等指标,并利用GIS空间分析方法,对宜兴市1996年、2000年和2002年公路网进行指标求解与发展分析．由分析结果得出：宜兴市1996年以来公路网建设取得较大发展,其综合路网密度、路网分形维数都呈持续增长趋势,但其对国民经济的增长贡献率较小,且其结构与功能有待进一步提升．公路网建设引起的生态环境问题日益严重,其车流污染物排放强度和景观碎化度都增长较快,因此必须重视公路网发展过程中的环境保护与土地利用问题．     

基于分形理论的石墨泡沫新材料导热系数

新型导热材料石墨泡沫具有很好的热物理性质.文中应用分形理论讨论了这种新型多孔材料的分形特性,并在此基础上建立了石墨泡沫材料的导热模型.采用热阻法给出了石墨泡沫材料的等效导热系数的关系式.在空腔边长为200～500μm,对应的体孔隙率为82%～73%条件下,计算了石墨泡沫的体积分形雏数和等效导热系数.这种新的研究方法对多孔材料热物性研究有一定指导意义.     

基于分形理论的饱和多孔介质电导率模型建立

多孔介质具有复杂的内部孔隙结构,其固体基质的组成成分、内部孔隙的几何形状及其赋存于内部孔隙的液体成分都对多孔介质的电导率有较大影响,因此很难对其导电特性进行准确表征。多孔介质内部孔隙的不规则性表现出极强的分形特性,其分形维数在一定程度上能反映多孔介质的内部微观结构特征,且分形几何理论已经被用于多孔介质输运特性的研究中。为进一步丰富多孔介质电导率模型,促进对微观物理结构如何影响其宏观电导性的理解,本文基于分形理论,以多孔介质微结构参数（孔隙度、孔隙分形维数和曲率分形维数）为基础,建立了多孔介质的电导率模型。以现有试验数据为基础,对推导电导率模型的正确性进行验证,结果表明,两者具有较高的一致性,说明该电导率模型的正确性和有效性。