核磁共振测井束缚水模型研究

核磁共振(NMR)测井是目前唯一能区分地层中可动流体和束缚流体的测井方法,具有其他测井方法不具备的独特优势。在分析孔隙介质中束缚水存在机理的基础上,给出了目前利用核磁共振测井确定束缚水的模型和方法,分析了各种方法的适用条件。研究结果表明:T2截止值方法(CBVI)是目前广泛使用的确定束缚水体积方法,这种方法在很多情况下是适用的,但不适合于高含水饱和度的粗粒砂岩以及碳酸盐岩储层;T2谱系数法(SBVI)不适合近似束缚水状态的含烃地层;渐变截止值法(TB-VI)适合于任何饱和水的以及水基泥浆冲刷的地层,在纯净、分选好的砂岩和碳酸盐岩地层,该方法计算结果更准确;BVI加权函数法对孔隙几何形状不敏感。     

致密砂岩气藏核磁共振测井与常规测井的孔与渗透模型关系

为建立良好的测井物性解释模型,以更准确地评价塔巴庙地区上古生界盒3段致密砂岩气藏产能,对比了14块岩样的核磁孔隙度与其岩心孔隙度,发现它们有线性相关性;对比核磁渗透率与岩心渗透率,也获相同结果.这表明核磁孔渗与常规孔渗线性相关.以此为依据,以核磁共振测井的孔渗为桥梁,以常规测井数据为基础,建立了常规测井的孔、渗计算模型.所建模型既避免了取心位置与常规测井之间深度的不一致性,又不会存在因岩心数据的不连续而带来的岩心孔渗模型计算值应有的误差,所以它更适合于盒3段储层孔渗的评价.     

核磁共振T2谱最优化反演方法

基于模型构制思想将核磁共振T2谱反演问题转化为求目标函数极小值的最优化问题,建立新的易于实现T2谱非负性约束的优化反演模型,然后利用共轭梯度FR算法解决上述反演问题。将该方法应用于无噪声理论回波数据反演、信噪比SNR=25的理论回波数据反演以及岩心NMR实验数据反演,并与真实谱及实验室国外软件反演结果对比表明,无噪声理论回波数据反演的T2谱与构造谱几乎完全符合;信噪比SNR=25时反演的T2谱和构造谱符合得很好;岩心反演的T2谱与实验室国外软件反演的T2谱符合得很好,谱线光滑连续。利用反演结果计算的核磁孔隙度与实验室氦孔隙度绝对误差为0.65%。     

基于核磁共振测井和毛管压力的储层渗透率计算方法

针对利用核磁共振测井数据计算储层渗透率的SDR模型和Tim-Coates模型在实际应用中存在的参数确定方面的困难,基于核磁共振测井T₂分布和毛管压力曲线均反映储层孔隙结构的事实,提出了基于核磁共振测井和毛管压力计算储层渗透率的方法。通过对比31块同时进行了压汞和核磁共振测井实验的岩心样品,建立了Swanson参数与渗透率之间的对应关系模型。针对压汞数据受岩心样品数量限制的问题,提出了利用核磁共振横向弛豫时间T₂几何平均值（T_2lm）与Swanson参数之间的相关性,求取Swanson参数,从而计算储层的渗透率。通过对A井实际数据的处理,计算得到的渗透率与岩心分析的空气渗透率之间吻合较好,验证了该方法的准确性。     

2×2棒束内超临界水传热特性实验研究

以中国超临界水冷堆（CSR1000）燃料组件研发为研究背景，采用实验辅以理论分析的方法，开展2×2棒束结构内超临界水工质的传热特性研究。实验工况范围为:压力（P）23~25 MPa；质量流速（G）680~1400 kg/(m2?s)；热流密度（q）174~968 kW/m2。实验结果表明，随着q的增加、G的减小，2×2棒束的传热性能减弱；随着P从23 MPa变化到25 MPa，2×2棒束的传热性能变化微弱； 2×2棒束内超临界水的传热特性既与边界层和主流的物性差异程度有关，又受流道各子通道之间的流动传热不均匀性影响；基于实验数据进行多元线性回归分析，获得2×2棒束内超临界水换热关系式，约88.9%的实验数据与该换热关系式的计算值偏差范围在±25%内。      

超临界CO_2从含铀氧化物粉末中直接萃取铀方法研究

采用超临界CO2/硝酸-磷酸三丁酯(SC-CO2/HNO3-TBP)为萃取体系,研究各影响因素对其直接从含铀氧化物粉末中萃取铀的影响规律。结果表明:HNO3/TBP比值增大,铀萃取效率(EU)明显增大,比值为1.4时有利于萃取;比值一定时,随有机相总体积增加EU呈线性增加;萃取反应大致分为3个阶段:体系趋于稳定时的较慢阶段,稳定状态下的快速萃取阶段以及受粉末状态影响的缓慢阶段;随温度升高,EU在60℃时达到最大值91.4%;随萃取体系压力增大,EU在12 MPa时达到萃取峰值94.7%;萃取产物分离采用二级减压分离方式,在1#分离器8 MPa、2#分离器5 MPa条件下,能对萃取产物实现很好地分离。     

钒的活化及钒氢化物性能研究

真空条件下,金属钒长时间高温除气、反复吸放氘气,最终活化并饱和吸氘到氘、钒原子比接近2.0。实验确定的活化条件为：真空度2～3Pa,活化温度400℃,活化时间4h,初始吸附温度80～100℃,初始吸附压力0.6～3.4MPa,2～3次反复吸放纯化氘气。实验测得钒氢化物性能参数为：室温平衡压,0.2MPa;饱和吸附容量,0.47L/g;500℃时保留量,6.1%;200℃时平衡压,60MPa。实验研制的钒氢化物高压气源已成功用于惯性约束聚变高压充氘氚实验。     

核磁共振T2谱反演影响因素研究

核磁共振T2谱反演质量决定着核磁共振资料的应用效果。为了提高T2谱反演质量,需要对反演影响因素进行研究。首先对反演影响因素分类,然后利用正反演数值模拟技术对每种影响因素进行数值实验。结果表明,回波采集参数和质量,如回波个数、回波间隔、信噪比对T2谱反演质量影响较大;T2谱反演设置参数,如布点数、布点范围对反演质量影响较小;T2谱形态对反演质量也有较大影响。因此,为提高核磁共振资料的应用效果,除了提高回波信噪比外,还应优化回波采集参数;至于T2谱反演设置参数可以根据具体问题灵活选取。     

氦-氙混合气体动力粘度测量

针对氦-氙混合气体热物性参数的研究匮乏问题,对氦-氙混合气体的粘度进行了研究。基于双毛细管法设计实验装置,并考虑了修正项;采用氩气对实验装置进行标定后,测量了2种氦-氙混合气体（15、40 g/mol）在温度298.15~548.15 K、压力0.1~2.5 MPa下的动力粘度,并对测量结果进行了评价;为得到氦-氙混合气体高温下粘度,采用拟合粘度关系式的方法将粘度拟合值外推至温度为1273 K的粘度值。结果表明,本文实验结果与文献值符合较好;实验装置测量合成标准不确定度为3.88%,拟合值与文献值（实验值、计算值）的偏差较小。本研究为空间气冷堆设计和优化提供了基础热物性参数。      

超临界压力下CO_2在螺旋管中沿程传热的实验研究

在热流密度q=0~25 kW/m2、质量流速G=10~262 kg/(m2·s)及入口压力Pin=8~9 MPa的实验参数范围内,研究超临界压力CO2在螺旋管中上升流动的传热特性,分析质量流速、热流密度及入口压力对换热系数的影响规律。结果表明,沿程换热系数总体呈先上升后下降的趋势,极大值发生在主流平均温度小于准临界温度而壁温大于准临界温度条件下;在换热系数上升段,沿程近壁区流体比热容增加引起的单位体积流体换热能力增强以及粘度减小引起的热边界层减薄是传热强化的主要因素;当近壁区CO2发生类液态到类气态的转变时,其比热容和导热系数减小是换热系数下降的主导因素。对于物性变化剧烈的超临界流体传热,Nu数仅作为对流与导热相对大小的度量,其数值大小不能客观反映实际换热能力的强弱。