含油气泥质砂岩薄膜电位理论及其在测井中的应用

地层水电阻率是测井解释中一个极其重要的参数,目前以纯地层条件推导的用于确定地层水电阻率的自然电位理论模型不适于含油气泥质砂岩地层。根据电化学原理,并结合泥质砂岩导电特性,以实验测量为依据,系统地研究了含油气泥质砂岩薄膜电位理论,并建立了改进的自然电位模型。研究结果表明,泥质砂岩薄膜电位与岩石阳离子交换容量、含油气饱和度、接触溶液浓度差密切相关。在浓度差一定的条件下,薄膜电位随岩石阳离子交换容量、含油气饱和度的升高而增大,其中含油气饱和度的影响相当于平衡离子浓度的变化。利用自然电位测井资料确定含油气泥质砂岩地层水电阻率时,必须考虑阳离子交换容量和含油气饱和度的影响。利用改进的自然电位模型进行的实例计算结果表明,该模型可以有效地用于确定泥质砂岩地层的地层水电阻率。     

含油气泥质砂岩薄膜电位理论及其在测井中的应用

地层水电阻率是测井解释中一个极其重要的参数,目前以纯地层条件推导的用于确定地层水电阻率的自然电位理论模型不适于含油气泥质砂岩地层。根据电化学原理,并结合泥质砂岩导电特性,以实验测量为依据,系统地研究了含油气泥质砂岩薄膜电位理论,并建立了改进的自然电位模型。研究结果表明,泥质砂岩薄膜电位与岩石阳离子交换容量、含油气饱和度、接触溶液浓度差密切相关。在浓度差一定的条件下,薄膜电位随岩石阳离子交换容量、含油气饱和度的升高而增大,其中含油气饱和度的影响相当于平衡离子浓度的变化。利用自然电位测井资料确定含油气泥质砂岩地层水电阻率时,必须考虑阳离子交换容量和含油气饱和度的影响。利用改进的自然电位模型进行的实例计算结果表明,该模型可以有效地用于确定泥质砂岩地层的地层水电阻率。     

砂土的电化学阻抗特性及其试验研究

通过电化学工作站测试了不同颗粒尺寸、不同含水量砂土体系的电化学阻抗谱图,利用Z-View软件拟合与解析其等效电路,分析电路参数与颗粒尺寸、不同含水量的变化关系,并研究了各个参数之间的相互关系。结果表明:砂土的电化学阻抗谱呈准Randles模型,其等效电路元件包括:孔隙溶液电阻、固-液界面电容、电荷转移电阻、扩散阻抗。Bode图中阻抗模值随着频率、含水量及颗粒尺寸的增大呈下降趋势;当含水量相同时,孔隙溶液电阻基本相同,随着颗粒尺寸的增大,固-液界面电容呈增大趋势,电荷转移电阻、Warburg扩散系数呈减小趋势;当颗粒尺寸相同时,随着含水量的增大,固-液界面电容呈增大趋势,孔隙溶液电阻、Warburg扩散系数呈减小趋势。研究结果对电化学阻抗谱理论在岩土工程性质方面的应用与研究提供新的思路与技术。     

镉污染砂固化前后电阻率特性研究

为研究镉污染砂经水泥固化前后电阻率的变化规律以及固化镉污染砂的固化效果,试验测试了不同孔隙比、不同含水量以及不同镉污染含量下砂的电阻率和固化砂在每个龄期、不同镉离子含量下的电阻率以及固化砂经浸出毒性试验后的镉离子浓度。结果表明,镉污染砂的电阻率随孔隙比增大而增大,但在含水量逐渐增加时其增幅逐渐减小;电阻率随含水量、镉离子含量的增加而减少;固化镉污染砂的电阻率在各个镉离子含量下基本保持不变;固化砂浸出的镉离子浓度随镉离子含量增加呈增大的趋势,且在100~500 mg/kg和1 000~2 500 mg/kg范围浸出镉离子浓度较接近;随着固化砂的龄期和电阻率增大,浸出的镉离子浓度减少。     

相场法模拟潜热的释放对多元合金凝固过程的影响

利用由二元合金相场模型扩展获得的多元合金相场模型,以Fe-C-P合金为例,对等温和非等温条件下的凝固过程进行对比分析.结果表明,在同等凝固时间下,非等温时的固相率、尖端生长速度、溶质偏析比小于等温情况时;在溶质富集区,等温情况下比非等温情况下表现出较明显的溶质梯度;在枝晶生长过程中,固液界面处的温度较高,最高温度值先迅速增加,后呈波动性的缓慢增加.     

电解质对离子导电混凝土电阻率的影响

普通混凝土电阻率很大,电解质溶液具有较好的导电性能且廉价易得,本文利用二电极法研究了电解质种类、电解质掺量、水灰比、导电温度等因素对离子导电混凝土电阻率的影响规律。实验结果表明,随电解质掺量、水灰比、导电温度的增加电阻率减小;以CaCl_2为导电相,掺量在1%~2%,水灰比为0.45,灰砂比为1:1时,离子导电混凝土的电阻率最小,且对离子导电混凝土的强度影响不大。由此表明,在混凝土中掺入电解质可以降低离子导电混凝土的电阻率,制备的离子导电混凝土通电后可应用于融雪化冰及电加热等实际工程应用中。     

高速定向凝固溶质偏析的相场法数值模拟

利用耦合溶质场的相场模型,采用温度冻结近似条件对单相二元合金高速定向凝固的界面形态及溶质偏析进行了模拟,展现了定向凝固过程中的平-胞-平转变,研究了固相扩散系数Ds及溶质梯度系数δ对模拟结果的影响.研究结果表明,随着界面推进速度的增加,界面形态由初始平面生长转变为胞晶/细胞晶以及平界面生长;随着固相溶质扩散系数Ds的增加,界面推进速度减小,溶质分配系数减小,界面前沿溶质扩散层变厚,微观偏析程度减小,得到成分均匀的胞晶组织.但是,当Ds小于10-7cm2/s时,Ds对界面推进速度及溶质浓度分布都没有明显的影响.随着溶质梯度系数δ的增加,胞晶尖端生长速度相应增加,溶质分配系数k增大,溶质截留效应明显.     

气-液-固变相态复杂渗流微观实验研究

利用微观可视化渗流实验对凝析气藏衰竭开发过程的反凝析过程中气-液-固复杂流动的渗流规律进行研究,通过高温、高压条件仿真微观可视化模型模拟地层凝析气-液-固流动,直接观测凝析气、液、固(蜡)相的渗流特征和运移机理. 给出蜡沉积吸附和运移规律,孔隙介质中气- 液-固(蜡)流动规律,气、液、固(蜡)相变化和分布特征. 归纳凝析油流动方式为携带、贴壁爬行、界面流、脉冲流、段塞流、溪状流、连续流、小液滴随大液滴和液流汇聚的运移规律. 提出蜡沉积吸附在多孔介质表面. 一种从气相中析出,直接以片状吸附在多孔介质表面. 另一种是蜡在液相中以絮状物析出并影响液相流动. 固相蜡析出使孔隙结构发生变化,孔隙半径变小,出现气、液、固多相流动,流动阻力增大.     

碳纤维水泥基复合材料导电机理的探讨

通过研究水泥基体的导电性能和不同纤维掺量、外力作用下及掺入骨料后的碳纤维水泥基复合材料的导电性能,探讨碳纤维水泥基复合材料的导电机理.研究表明,水泥基体的电阻随水化时间显著增加,其导电机理是强电解质溶液的离子导电;碳纤维水泥基复合材料的电阻率随纤维掺量增加而显著降低,其电导由接触导电、隧道导电和离子导电3种机制共同决定;碳纤维水泥基复合材料在压力作用下,电阻率因界面接触的改善和纤维搭接概率的增加而降低,在拉力作用下,电阻率因纤维的拔出、折断而提高;骨料的引入增加了复合材料的电阻,这是由于骨料增加了纤维分散的难度和折断的概率,同时阻碍了纤维的搭接并提高了隧道势垒.     

液膜离子选择性电极能斯特响应的研究

本文主要介绍利用油/水界面电化学分析方法研究液膜离子选择性电极的能斯特响应机理，并以苦味酸根在硝基苯/水液膜上的电位响应为例来说明研究方法。     

改善雷电压冲击土体中电压降分布模拟试验

对接地体在不同含水率土体中进行雷电压冲击特性模拟试验,分析不同含水率土体对应的冲击电压响应波形特征,得到了不同含水率下的冲击电压降分布规律.试验结果表明:在单一含水率的土体中,电压降呈现出两端多、中部少的分布规律,其中输入端电压降最大;随着土体含水率的增加,输入端电压降比值减小.根据试验结果,提出了通过提高土体局部含水率以改善接地体冲击电压降分布规律的措施.改善后的试验结果表明,冲击电压下输入端土层含水率的提高能够明显改善电压降的分布,主要表现在输入端电压降比值显著降低,且输入端土层含水率越大,效果越明显.     

板桥油田低电阻率油层成因机制分析

板桥油田东营组—馆陶组低电阻率油层在测井曲线上的响应特征与正常油层有明显的差别,通过对板桥油田地质、粘土矿物分析等,综合研究其低电阻率油层的成因,认为粒度细、泥质含量高、岩石的亲水性是形成低电阻率油层的主要原因。研究区低阻油层岩性以粉砂岩、细砂岩为主,泥质含量较高,较高含量的泥质充填了颗粒的孔隙空间;以孔喉为主的孔隙类型,使自由水在较细的孔喉中无法自由流动产生束缚水;由于粘土矿物的存在,油层的粒间孔隙受到改造,引起孔隙直径变小及微孔隙发育,加之蒙脱石强烈的吸水能力,导致大量水被吸附于颗粒及粘土表面,同时由于较疏松的高岭石的迁移而堵塞孔喉,使部分自由水成为束缚水,造成油层束缚水含量较高。导致低阻油层形成的次要原因是粘土矿物的附加导电作用、较薄的油层厚度及泥浆侵入。     

冻土电阻率与其温度的关系研究

为研究冻土电阻率与温度的关系,采用自制电阻测量装置,对不同温度的砂土和黏土试样进行了电阻测试。结果表明,当温度大于0 ℃时,土的电阻率变化不大;当温度小于0 ℃时,土的电阻率随温度的下降而明显上升。出现这种现象的原因在于,当温度降低至0 ℃以下时,土中水分随温度的降低将逐渐部分或全部冻结为冰,而冰的电阻率大于液态水的电阻率。此外,冻土的电阻率还与土的类型有关,在干密度、含水量、温度均相同的条件下,砂土的电阻率大于黏土的电阻率。     

海南岛热带山地鸡毛松人工林的土壤性质研究

对海南岛尖峰岭热带雨林区采伐迹地鸡毛松(Dacrycarpus imbricatusBl.)人工林与原始林以及皆伐迹地的天然更新林的土壤理化性质进行了研究,结果表明:鸡毛松人工林的土壤经过长期的恢复发育,其毛管孔隙、土壤含水率、容积湿度和容重等较原始林高;与皆伐迹地天然更新林比,其土壤容重减少,毛管孔隙、含水率和持水量有较大增加,土壤物理性能得到改善,保持了涵养水源等系统服务能力;与原始林比较,土壤有机质、P这两个关键肥力因子未得到完全恢复,N、K和交换性盐基总量得到保持,Ca和Mg有较大幅度增加,pH值和离子交换量有较大的提高,酸缓冲能力增强;鸡毛松林土壤恢复发育存在空间差异,阴坡土壤的物理性质相对较接近原始林,阳坡土壤的养分元素含量和离子交换量存在较大优势;不同层次土壤的容重、含水率、持水量、总孔隙度、大部分土壤养分元素和交换性离子含量的变化趋势与原始林的相同,但阴坡表层含水率高,通气性差,土壤P素向深层淋溶.由此认为,在热带雨林区采伐迹地适地种植鸡毛松人工林,只要经营得当,对林地土壤理化环境不会造成大的影响,群落生态系统功能会逐渐恢复.     

Pb（II）污染土抗剪强度及电阻率特性研究

通过研究不同铅污染含量在快剪试验中的抗剪强度和电阻率的变化,探讨了剪应力和剪切位移、抗剪强度和铅污染含量、电阻率和剪切位移及抗剪强度和电阻率的关系。结果表明:铅污染土在剪切过程中没有明显的屈服点,剪应力随剪切位移的增加而增大;受铅污染土壤抗剪强度略大于未污染土壤;铅污染土壤的抗剪强度在5 mg/kg时比未污染土壤大,之后随污染浓度呈现先减小后增大的趋势;电流频率为低频(50 Hz)和高频(50 kHz)时,电阻率随剪切位移变化趋势相同,均先减小后增大,在4 mm左右最小,但50 k Hz时的电阻率曲线更光滑,更能有效地反映铅污染土在剪切破坏的过程中电阻率变化情况,采用电流频率为50 kHz的电阻率能较好地判断铅污染土的剪切破坏位移。     

土壤交流电阻率与其化学风化程度的关系

利用交流电桥研究了含水率和电流频率对土体电阻率的影响,并探讨电阻率与土体的化学风化指数CWI的关系.试验结果表明,土样的电阻率随着含水率和电流频率的增加而减小;当含水率低时,随着含水率的增加,电阻率快速降低;当含水率高时,随着含水率的增加,电阻率的降幅较小;而电流频率引起的降幅较小;基于风化程度与电阻率正相关的观点,建立了电阻率与化学风化指数的关系式,并给出了拟合参数的计算方法;拟合公式预测的化学风化指数值与实测数值基本吻合,可为风化程度的评价提供参考依据.     

雨季对发变电站接地系统安全性能的影响

采用数值计算方法分析了雨季对地网安全性能的影响。地网接地电阻随地表低阻层的厚度的增加而减小。当受影响的地表层的厚度从小于地网埋深变化到大于地网的埋深时 ,接地电阻的减小有一个跃变 ,接触电压将急剧减小 ,低于正常情况时的对应值。地表低阻层的厚度小于地网埋深时 ,将导致接触电压高于正常情况时的对应值 ,低阻层的电阻率越小 ,影响的程度也越大。低阻层将导致地表跨步电压小于正常情况时地网的跨步电压 ,有利于人身安全。但雨季形成的地表低阻层有可能导致接触电压的增加 ,必须综合考虑雨季对地网安全性能的影响。分析结果将为电力部门提供参考。     

基于数值模拟的水淹储层原始电阻率反演方法

针对注水油藏开发中储层原始电阻率准确恢复的问题,以克拉玛依油田砾岩油藏为研究对象,基于储层纵向侵入的地层模式,利用岩石物理体积模型建立砾岩油藏原始电阻率恢复的理论模型,分析影响水淹储层电阻率变化的2个因素。在细分砾岩岩性的基础上,利用岩心分析数据、生产动态以及测井曲线等资料建立了黏土变化量、束缚水电阻率和含水体积增加等3个变量的反演模型,并且依据多元线性回归模型计算储层的原始含油饱和度,最终定义原始含油饱和度和目前含油饱和度的差值与原始含油饱和度的比值为储层的采出指数。研究结果表明:影响储层电阻率的因素主要为注入水对泥质的冲刷导致黏土体积减少,以及注入水对孔隙中原油的驱替导致含水体积升高,并且由于矿化度的差异注入水与原始地层水进行离子交换和平衡。采出指数利用相对值的原理消除了砾岩岩性和非均质对水淹层定量评价的影响,相对于含油饱和度和产水率2个传统的水淹敏感参数,采出指数的解释精度达到了82%,为油田二次开发方案的制定和井网的调整提供技术支撑。     

土壤直流极化过程分析

土壤作为一种介质,其介电常数的测定是其含水量测定的基础,介电常数不仅与它的机械组成和化学成分有关,而且还与它的电阻率有关,由于土壤是层粒结构,分布电容的影响使其电阻率的测定有一定难度,本文根据土壤的机构组成,运用电磁理论对土壤在直流电压下的极化过程进行了分析,为它的含水量的测定找到了理论依据。     

降雨条件下饱和-非饱和土坡的渗流分析

运用饱和-非饱和渗流有限元法模拟降雨条件下饱和-非饱和土坡暂态渗流场的变化情况,分析降雨强度、降雨历时以及土壤饱和渗透系数等参数对非饱和土坡基质吸力的影响.分析结果表明:当饱和渗透系数较大、降雨强度小时,降雨入渗充分,孔隙水压力梯度变化大;饱和渗透性小时,降雨影响的深度变浅,基质吸力逐渐丧失;降雨初期,孔隙水压力梯度变化最明显,在降雨8 h之后,基质吸力完全丧失,对于土坡稳定安全不利.