利用荧光分光光度计直接对含油岩屑进行荧光测量的研究

针对含油岩屑的特点提出了一种直接对含油岩屑中油组分进行荧光测量的方法．该方法采用RF-5301PC型荧光分光光度计对含有不同浓度油的岩屑进行直接测量,并对不同浓度的含油岩屑的荧光光谱进行了分析和讨论．实验结果表明,该方法简便、快速、可操作性强．     

浅析岩屑录井的主要影响因素

在石油钻井中,岩屑录井是用于鉴别地层的岩性以及含油性、物性的直接鉴别方式,只录井技术中较为重要的方式。岩屑录井技术是石油钻井过程中直接鉴别地层岩性、物性和含油性的重要钻井录井方法。在实际的生产中,岩屑录井技术检测的数据能够作为定位目的层、完井作业以及工程故障处理和测试、测井解释等依据。所以岩屑录井技术的研究对于现代石油生产有着重要的意义。     

钻井岩屑回注诱导裂缝扩展研究及发展趋势

随着油气开采过程中油基钻井液的广泛使用以及各国环保要求的提高,大量油基钻屑堆积,无法处理,已经成为了不可忽视的问题。而岩屑回注被证实是解决该问题经济有效的方法。在过去30年,岩屑回注的应用越来越广泛,但回注液体泄漏事件时有发生。究其原因是由于对于岩屑回注过程中裂缝产生和延伸规律的认识不清,导致岩屑回注施工设计误差大,泄露风险高。因此,研究岩屑回注过程中裂缝扩展和延伸规律是施工设计的基础,可有效降低泄露风险。本文从理论基础、实验研究和数值模拟几个方面简单概括了岩屑回注过程中裂缝产生范围和裂缝几何形态的研究进展,总结了当前研究的局限性,并提出新的研究方向。     

融合图像外特征的岩屑岩性深度学习识别方法

岩屑的岩性识别是地质工作中的一项重要内容。为解决传统人工鉴别岩性的低效问题和传统机器识别的低可靠性问题,提出一种融合图像特征与图像外特征的岩性识别方法。首先采集岩屑的高分辨率图像,使用Xception特征提取器对图像特征进行提取并降维为一维向量,提高模型抽象特征敏感性并防止网络退化问题。同时量化岩屑的物理化学特征如：与盐酸反应程度、含矿物纯度、元素分析结果、硬度等,构建图像外特征向量。融合图像特征向量与图像外特征向量为总特征向量,构建神经网络与分类器进行训练,产生岩性识别模型。该模型相较于仅图像训练模型,在高质量岩屑图像数据集上提高3.45个百分点,在低质量岩屑图像数据集上提高20.92个百分点。该模型结合了传统录井与机器学习的优势,为建立可靠岩性剖面与实现数字化岩屑录井提供了更为高效的方法。     

水平井岩屑运移数值模拟研究

随着石油钻采工艺不断发展,水平井钻井在世界范围内全面展开,已成为现代油气勘探开发的重要手段.由于水平井的井斜角大,岩屑在运移过程中容易形成岩屑床,而岩屑床清除比较困难.针对目前存在的问题,采用计算流体力学仿真模拟技术对不同岩屑粒径下岩屑运移进行了研究.结果表明:岩屑粒径的增大,移动岩屑床速度和悬浮岩屑体积分数基本保持不变,悬浮岩屑运移速度及固定岩屑床体积分数呈下降趋势,环空下部岩屑床高度增加,堆满了下环空,单位体积内岩屑所占比重下降,导致了移动岩屑床体积分数先增大后减小.建议在某些井段使用低钻速牙轮钻进,以此控制岩屑粒径在2mm以内,降低岩屑清洗难度.     

基于边缘流和区域合并的岩屑颗粒图像分割

边缘流分割算法可利用图像的多种特征进行准确的图像分割,但传统的边缘流分割算法运算复杂度高,容易造成过分割.针对这些问题,作者对边缘流算法进行改进,并提出一种基于边缘流和区域合并的图像分割方法.该方法首先对原始彩色图像进行改进的边缘流分割;再通过曲线演化和边缘连接得到封闭的边缘;最后根据区域颜色相似度对初分割的图像进行区域合并,得到最终的分割结果.实验表明,该方法提高了分割效率,解决了过分割问题,将该方法应用于岩屑颗粒图像分割取得了较好效果.     

水平井段脉冲携岩数值模拟研究

水平井钻井技术已成为现代油气勘探开发的重要手段,水平井段岩屑运移不畅造成钻井过程中的高摩阻和扭矩、卡钻和憋泵等情况,影响钻具的使用寿命和钻进安全,特别是使用现有的常规携岩方法无法解决,为此,提出脉冲携岩方法。在现有水力脉冲的基础上,根据分流继能机理,建立小井眼水平井岩屑运移的流场模型,采用RNG k-ε模型、幂律模式及二次开发子程序进行数值计算,确定脉冲携岩合理的脉冲周期、占空比等参数,并研究水力脉冲条件下钻井液排量、偏心度、岩屑粒径等参数对偏心环空岩屑运移的影响,得到环空岩屑运移速度和浓度的分布规律。研究表明,在同等条件下,脉冲携岩效率更高,破坏岩屑床效果更好,降低岩屑床浓度约40%。     

Fenton法处理岩屑废水的研究

阐述了岩屑废水的来源及特性,介绍了Fenton试剂的历史及原理。以渤海石油某钻井平台的岩屑废水为实验用水,通过调节废水pH值、改变H2O(230%)、FeSO4.7H2O的投加量、反应时间等因素,分析探讨了处理岩屑废水的最佳条件。     

基于Tamura纹理和广义判别分析的岩屑图像识别算法

自动、快速、客观地对岩屑进行分类是录井过程中一个非常重要的问题.以往在现场主要是靠人工经验的方式对各类岩屑的百分含量进行估测.但该方法受人为因素的影响较大.本文针对这个问题,提出基于Tamura纹理和广义判别分析的岩屑图像识别算法.算法采用Tamura纹理特征对不同岩性的岩屑图像进行纹理提取,然后将提取的Tamura纹理特征带入GDA(Generalized Discriminant Aanalysis)分类器进行岩屑的识别.通过对四川某地气田4口井的现场随钻的实验结果表明本文算法识别算法具有较高的识别率,为快速自动岩屑分类提供了一个有效的方法.     

基于Debseg-Net的岩屑图像语义分割

岩屑的岩性识别是地质工作中的一项重要内容。为解决传统人工鉴别岩性的低效问题和通用机器学习模型在岩屑岩性识别上的不适用性：包括准确率欠佳、网络参数冗杂、网络效率低下,针对岩屑图像的特征设计了一种岩屑图像的语义分割网络Debseg-Net,该网络采用编解码结构,卷积与转置卷积结合实现对岩屑图像特征的提取与像素级分类,采用深度可分离卷积减少参数量从而可进一步加深网络,使用跳级连接避免迭代过程中的信息丢失。同时提出了一种高效的岩屑图像自标记方法。经多次实验,Debseg-Net在以10口探井收集的640张共计5类岩屑图像数据集上,识别准确率达到98.43%,平均交并比达到90.01%,领先同类型分割网络2.59至7.04个百分点,在实现数字化岩屑录井进程中提供了方法。     

磨损磨粒显微形态分析与自动识别技术

在磨粒自动识别系统中,首先对彩色磨粒图像进行预处理,运用图像增强、自适应阈值选取、磨粒的标识和图像二值化方法成功地提取了特征磨粒;然后根据磨粒的识别特征建立描述磨粒形态的特征参数体系,确定了磨粒的三类特征参数(颜色、表面纹理和形状尺寸参数),并对磨粒进行特征量提取创建参数数据库;最后以提取的磨粒特征量为基础,运用灰色定权聚类的方法成功地识别了6种特征磨粒(正常磨粒、球形磨粒、切削磨粒、严重滑动磨粒、Fe2O3磨粒、Fe3O4磨粒).实验表明所提方法切实可行.     

Numerical surface characterization of wear debris from artificial joints using atomic force microscopy

Study on surface features of wear particles generated in wear process provides an insight into the progress of material failure of artificial joints. It is very important to quantify the surface features of wear particles in three dimensions. In this study, a new approach using atomic force microscopy was proposed to carry out 3D numerical surface characterization of wear debris generated from artificial joints. Atomic force microscopy combined with image processing techniques was used to acquire appropriate 3D images of wear debris. Computerized image analysis techniques were then used to quantify surface texture features of wear debris such as surface roughness parameters and surface texture index. The method developed from the present study was found to be feasible to quantity the surface characterization of nanoand micro-sized wear debris generated from artificial joints.     

自适应分数阶微分的图像增强及应用

为了改善图像质量,本文提出了自适应分数阶微分的图像增强算法。该算法首先在Grünwald-Letnikov分数阶微分定义的基础上,充分利用相邻像素点的信息,设计了具有旋转不变性的分数阶微分掩模;其次,利用图像梯度,局部的信息熵和对比度构造分数阶微分阶次的函数,利用和声搜索算法选取最优参数,建立了图像增强和分数阶微分阶次的非线性量化关系;最后采用信息熵、平均梯度对增强后的图像定量分析,为验证该算法的有效性,把用该算法增强后的岩屑图像应用在岩屑识别中。实验结果表明,能够实现图像的自适应纹理细节信息增强,增强效果明显;同时岩屑识别率有一定的提升作用。     

Wear Debris Analysis： Fundamental Principle of Wear-Graphy

A new wear-graphy technology was developed, which can simultaneously identify the shape and composition of wear debris, for both metals and non-metals. The fundamental principles of the wear-graphy system and its wear-gram system are discussed here. A method was developed to distribute wear debris on a slide uniformly to reduce overlapping of wear debris while smearing. The composition identification analyzes the wear debris using the scanning electron microscope (SEM) energy spectrum, infrared-thermal imaging and X-ray imaging technology. A wear debris analysis system based on database techniques is demonstrated, and a visible digitized wear-gram is acquired based on the information of wear debris with image collection and processing of the wear debris. The method gives the morphological characteristics of the wear debris, material composition identification of the wear debris, intelligent recognition of the wear debris,and storage and management of wear debris information.     

两相物质组成对泥石流固相流速特征的影响

固相颗粒流速是研究泥石流冲击力和防治结构荷载取值的关键问题。本文基于水槽模型试验,采用粒子图像测试技术提取了黏性泥石流表面固相颗粒流速,基于两相流模型探讨了浆体黏度、固相体积浓度与颗粒粒径对泥石流固相粗颗粒流速特征的影响。结果表明：泥石流龙头现象随浆体黏度与固相体积浓度增大而减弱;固液相相对运动随浆体黏度增加而减弱,大黏度与小粒径组合条件下消失;固相颗粒流速随浆体黏度与固相体积浓度呈正相关,与颗粒粒径呈负相关。两相物质组成影响固相颗粒间的摩擦力与/或碰撞力、浆体施加的粘滞阻力、拖曳力与虚拟质量力,其对流速的影响还需进一步深入研究。     

旋流技术在船舶油污水分离中的应用

分析了船舶舱底含油污水的特性,讨论了船舶油水分离器的现状及使用中存在的问题,提出了使用旋流器对船舶舱底含油污水进行预处理,以改善进入船舶油水分离器的水质及减轻管理人员负担.     

可固化含油污泥调堵剂试验研究

为解决裂缝性和大孔道等高渗地层的调堵技术难题,研究了新型的含油污泥调堵剂.通过在含油污泥中加入微细活性矿物AK、增强剂AX和稳定剂BT,使含油污泥中的砂泥组分和油质沥青组分充分乳化分散,增强含油污泥调堵剂的活性,实现含油污泥调堵剂的可固化性能和浆体施工性能的优化.通过试验研究,优选出高浓度和低浓度的含油污泥调堵剂最佳配方.评价试验表明,研究的新型含油污泥调堵剂,具有浆体稳定性好,析水小,抗窜强度高,流动性好和触变性强的特点,能够保证现场的顺利施工,具有一定的现场运用价值.     

Multi-Layer Forecast Project of Rain-Induced Debris Flow

Based on four kinds of methods--numerical weather prediction model, cloud image of stationary meteorological satellite, echo image of meteorological radar and telemetric rain gauge, multi space-time scale precipitation prediction products have been achieved, and muhidayer project of debris flow forecast is established with different space-time scale to get different forecast precision. The forecast system has the advantages in combination of regions and ravines, rational compounding of time and space scale. The project, which has debris flow forecast models of Sichuan province, Liangshan district and single ravine, can forecast debris flow in 3 layers and meets the demand of hazard mitigation in corresponding layer.     

低照度岩心荧光图像拼接技术

针对低照度岩心荧光图像拼接问题,通过相位相关法,利用频域中的相位信息来实现图像的拼接.对有位移、旋转、缩放,以及光照变化的图像用对数极坐标相位相关法进行图像配准.实验表明该方法能够有效地克服图像间光照变化和CCD镜头造成的几何畸变对拼接的影响,是一种有效的岩心荧光图像拼接方法.