基于数值模拟的高压磨料射流喷嘴流场分析及结构优化

为得到高压磨料射流喷嘴内部水流和磨料颗粒运动分布的最佳特性,本文基于二相流理论,利用数值模拟方法研究了高压喷嘴内部混合水相的速度及湍流强度分布,重点分析了磨料入口位置对喷嘴出口处磨料颗粒收束性及喷嘴内壁面磨损状况的影响,并提出了减轻壁面磨损的改进措施。结果表明,距喷嘴中心轴线距离越远,喷嘴内部混合水相的湍流强度越低,但由于磨料入口处存在旋涡,混合水相速度则随之先降低后升高。随着磨料入口位置越靠近高压水入口,出口处磨料的收束性呈现先变好后变差的趋势,磨料颗粒则会大量聚集于磨料入口与上壁面交界处,造成喷嘴内壁磨损,此时可通过在后壁面和上下壁面使用圆角过渡来改善射流流向,进而减少聚集处磨料颗粒的体积分数。     

基于应力隔夹层划分的特低渗储层剩余油挖潜——以鄂尔多斯盆地白于山地区延长组储层为例

基于鄂尔多斯盆地白于山地区延长组长4+5特低渗储层压裂缝分布规律性不强、预测难度大的问题, 采用传统工程地质方法与特殊测井、常规测井、沉积微相研究相结合的方法, 通过建立油藏三维空间展布的地层岩石力学模型, 开展随井间储层和应力场变化的全缝长压裂数值模拟, 得到较精确的压裂缝全缝长几何形态参数, 据此认为应力隔夹层将作为一种新的开发地质属性对压裂缝纵向延伸和水驱波及范围起主导控制作用, 并提出开发调整措施。研究结果可为提高低渗储层的开发决策效率、提高剩余油采出程度提供科学依据。     

氮沉降对微生物分解森林地上凋落物过程的影响

森林生态系统凋落物被微生物分解的过程影响整个土壤碳库的碳来源及稳定性,在氮沉降全球化的趋势下因试验树种、试验方法、试验时间等不同因素导致森林地上凋落物分解产生了促进、抑制和无影响等3种响应。氮沉降对凋落物分解的影响主要通过3种机制实现:①不同浓度的氮沉降对凋落物中纤维素和木质素分解的影响不一致,原因可能是外加低浓度氮时,与之相关的真菌和细菌的生物量、活性会升高,高氮时则反之; 也有部分研究表明氮沉降一般促进含木质素少抑制含木质素较多的凋落物的分解; ②氮沉降对微生物产生的胞外酶活性影响也不一致,所以微生物酶对凋落物分解速率影响不同; ③通过对微生物的生物量、多样性、群落组成以及生态化学计量比等的影响,氮沉降也会影响凋落物分解木质素、纤维素等化学物质的过程。     

应力敏感对裂缝性油藏合理注水时机及压力保持的影响

 对于具有应力敏感的裂缝性油藏,在开发过程中因地层压力下降导致基质与裂缝体积缩小,渗流能力降低.如何有效抑制这种油藏特性对开发效果和最终采收率的影响,是制定裂缝性油藏开发策略的关键.本文以渤海某裂缝性油藏为例,对应力敏感与注水时机及地层压力保持水平之间的密切关系进行分析和研究.结果表明:在不考虑应力敏感时,裂缝性油藏合理注水时机为地层压力降至饱和压力时实施注水;在考虑应力敏感时,裂缝性油藏合理注水时机由应力敏感程度决定.当油藏压力降至饱和压力处渗透率保留率在80%以上时,注水时机为地层压力降至饱和压力时实施注水.否则,必须在原始地层压力实施注水.同时,裂缝性油藏合理地层压力保持水平应该维持合理注水时机下的地层压力不变,但考虑到后期提液、打井等挖潜措施及综合调整的实施,可根据实际情况适当提高.     

Extraction of vanadium from vanadium slag by high pressure oxidative acid leaching

To extract vanadium in an environment friendly manner, this study focuses on the process of leaching vanadium from vanadium slag by high pressure oxidative acid leaching. Characterizations of the raw slag, mineralogy transformation, and the form of leach residues were made by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and energy dispersive X-ray spectroscopy. The result shows that the vanadium slag is composed of major phases of fayalite, titanomagnetite, and spinel. During the high pressure oxidative acid leaching process, the fayalite and spinel phases are gradually decomposed by sulfuric acid, causing the release of vanadium and iron in the solution. Meanwhile, unreacted silicon and titanium are enriched in the leach residues. With the initial concentration of sulfuric acid at 250 g·L-1, a leaching temperature of 140℃, a leaching time of 50 min, a liquid-solid ratio of 10:1 mL·g-1, and oxygen pressure at 0.2 MPa, the leaching rate of vanadium reaches 97.69%.     

赣江水体氮磷营养盐分布特征与污染来源

以2013年1月和6月实测数据为参考,分析赣江水体氨态氮（ NH4+-N）、硝态氮（ NO3--N）和总磷（ TP）分布特征和污染来源。结果表明:赣江水体枯水期的NH4+-N和NO3--N平均质量浓度高于丰水期,但不具有统计学意义;枯水期的TP平均质量浓度显著高于丰水期。 NH4+-N在赣州和南昌市区下游出现极大值;枯水期干流NO3--N质量浓度在赣州和南昌市区下游较高,丰水期干流浓度相差不大,支流中桃江和袁水NO3--N质量浓度明显偏高;枯水期赣江TP质量浓度在赣州市和南昌市下游出现高值区,丰水期只在赣州市下游出现高值区。通过赣江氮磷营养盐的时空分布特征以及与Cl-质量浓度的相关性得出,赣江NH4+-N污染主要来源于城市污水排放;NO3--N在枯水期主要来源于城市污水排放,丰水期则来自农业污水和城市污水的共同作用;TP主要来源于城市污水排放,其次为农业污水影响。     

鄂尔多斯盆地东南部上古生界地层压力与天然气分布

 鄂尔多斯盆地东南部上古生界近几年勘探成果备受瞩目,但针对本地区地层压力及与天然气分布关系的研究较少。本文通过293 口井实测的压力数据和154 口井的测井数据分析发现,二叠系上石盒子组-太原组泥岩普遍存在“欠压实”特征,4 个目标层位在压力剖面上分异明显,可划分为石炭系本溪组常压系统和二叠系山2 段-盒8 段负压系统。现今地层压力分布总体上具有东北高西南低的特点,二叠系压力分布与沉积相分布具有较好的一致性。“欠压实”泥岩层控制气藏纵向上的分布。二叠系气藏主要分布在负压地层中的“低压”部位,而石炭系本溪组气藏则主要分布在常压地层中的“高压”区域。发现地层压力与气藏分布关系对于本地区天然气勘探其有重要指导意义。     

纤维暂堵人工裂缝附加压差影响因素分析

 地层温度条件下自动可降解纤维能有效暂堵已形成的人工裂缝或天然裂缝,大幅提高缝内净压力,从而迫使人工裂缝发生转向,从其他方向启裂与扩展,增加油气藏改造体积。此时纤维在裂缝内形成滤饼填充带,形成一附加压差。理解纤维暂堵人工裂缝附加压差的影响因素,是优化纤维暂堵转向压裂设计关键参数的基础。由于缝内纤维滤饼引起附加压差影响因素众多,纤维转向压裂关键参数优化难度较大,本研究以纤维暂堵人工裂缝的物理模型为基础,利用经典水力压裂理论,推导并求解纤维滤饼附加压差的数学模型,模拟计算其影响因素的变化规律。模拟结果表明,较低排量、较小裂缝宽度和较高黏度有利于增大附加压差,加强纤维封堵裂缝的效果。结合裂缝延伸准则,得出井底压力增量与附加纤维滤饼长度两者成线性增加关系。     

干热岩水力压裂实验室模拟研究

 地壳中干热岩所蕴含的地热能量巨大,已成为世界各国重点研究开发的新能源。干热岩资源开发的增强型地热工程的场地试验研究投资大、周期长、风险大,在现场压裂和人工热储层建造示范工程前,实施干热岩水力压裂实验室研究很有必要。为此,吉林大学深部地热和干热岩研究团队建设了大尺寸高温高压下干热岩水力压裂实验室模拟系统,为现场压裂工艺设计和储层改造提供参数和技术支持。本文介绍模拟系统的实验设备、实验条件和初步的实验研究成果。