用简单立方体随机网络模型模拟多孔介质的进—退汞过程

采用对数正态分布作为孔尺寸分布函数,构造了简单立方位体随机网络模型模拟多孔介质的进－退汞过程。在退汞过程中,大孔对小孔的屏蔽造成汞的临时残留,而小孔对大孔的屏蔽造成汞的永久残留。分析了多孔介质网络配位数,孔尺寸分布范围,孔喉,孔腔大小等对进－退汞曲线的影响。结果表明,网络配位数及孔尺寸分布范围大小是影响进－退汞曲线形状的主要因素。     

高压压汞法结合分形理论分析页岩孔隙结构

在页岩气勘探开发中,储层微观孔隙结构评价具有重要的意义。为了更有效地研究页岩储层微观孔隙结构特征,利用高压压汞实验结合分形理论对孔隙结构进行分析。高压压汞结果显示岩样孔隙半径主要分布在3~50 nm的中孔范围内,其中3~15 nm的孔隙占80%以上,该部分孔隙提供了大部分孔体积。研究岩样中孔的分形维数分析结果表明:页岩岩样中孔的分形分布可明显地分为2段,孔隙半径大于15 nm的孔隙分形维数接近3,说明该部分孔隙非均质性强,孔隙结构分布不均匀;孔隙半径小于15 nm的孔隙分形维数相对较小,该部分孔隙分布较为均匀。高压压汞曲线仅可对中孔和大孔进行分析描述,由于进汞压力大可能导致岩样遭到破坏,不宜利用高压压汞曲线对孔隙半径小于2 nm的微孔进行分析。     

低堆密度大孔体积γ-Al_2O_3的制备与表征

以Al2(SO4)3和NH3.H2O为原料合成了拟薄水铝石,经煅烧得到γ-Al2O3;采用X射线衍射、透射电子显微镜、热重-示差扫描量热和压汞法等方法对拟薄水铝石和γ-Al2O3进行了表征。表征结果显示,低堆密度大孔体积的γ-Al2O3的较佳制备条件为:反应液的pH为8、Al3+浓度为0.9mol/L、反应时间60min、反应温度70℃、NH3.H2O的质量分数为21%、800℃下煅烧5h。在此条件下制备的γ-Al2O3的比表面积为207.43m2/g、总孔体积为2.93mL/g、堆密度为0.23g/mL,且具有双孔分布,其中孔径大于100nm的孔的体积占总孔体积的58.91%,适用于大分子脱氢催化剂的载体。     

多方法协同表征特低渗砂岩储层全孔径孔隙结构——以鄂尔多斯盆地合水地区砂岩储层为例

高压压汞、恒速压汞、核磁共振实验在表征特低渗透砂岩储层的微观孔隙结构时存在局限性,其结果与铸体薄片和扫描电镜观察到的特征吻合度不高。为了解决这一问题,更加精细地刻画孔喉分布特征,以鄂尔多斯盆地合水地区砂岩储层样品为例,提出了多方法协同表征全孔径孔喉结构的方法。利用高压压汞所得毛管压力曲线与核磁共振联合高压压汞计算所得的伪毛管压力曲线对比,根据喉道分类分别计算吸附喉、微喉、细微喉、中细喉对应的孔隙空间的连通比。根据核磁共振实验原理,利用公式实现横向弛豫时间向孔径的转换,公式中比表面积利用高压压汞计算,弛豫率利用恒速压汞对比核磁共振T₂谱标定,将协同计算所得孔喉分布结果与对应的孔喉连通比相乘得到不同尺度喉道及孔隙连通空间分布曲线。结果显示:吸附喉连通比最低,其他类型的喉道连通比较高,且差异不大。喉道分布范围（0.003~3.661 μm）较恒速压汞结果变大,孔隙半径（0.8~91.4 μm）减小,孔喉比（16.4~58.6）减小,与铸体薄片与扫描电镜观察结果基本相符。说明多种方法协同计算一定程度上克服了高压压汞喉道与孔隙的叠加以及恒速压汞的计算误差,更接近于储层真实状态。      

大孔γ-氧化铝的制备及其表征

以Al Cl3·6H2O为铝源、碳酸铵为沉淀剂、无水乙醇为溶剂,采用水热法制备了纳米γ-Al2O3。考察了CO32-与Al3+的摩尔比(RAl)和无水乙醇用量(Val)对γ-Al2O3形貌和孔结构的影响。并利用XRD、SEM、TEM、TG-DSC、N2吸附-脱附、吡啶吸附FTIR等手段对试样进行表征。实验结果表明,RAl和Val对γ-Al2O3的形貌和孔结构均有较大影响,当RAl=2、Val=50 m L时,合成了具有高结晶度、高纯度,且具有规整条状形貌的大孔γ-Al2O3;大孔γ-Al2O3的表面积高达273 m2/g、孔体积高达0.94 cm3/g、孔径集中分布在15~80 nm;大孔γ-Al2O3表面总酸量为0.255 mmol/g、中强酸为0.096 mmol/g,未出现强酸分布。     

单向水平流动压汞与常规压汞技术对比研究

低渗透油气藏对地层有效应力很敏感，用常规压汞技术测得的三维应力释放后的岩样孔喉分布实际是视孔喉分布，与地下状态会有很大出入。用焉耆盆地宝浪油田２０块低孔低渗天然柱状岩心，分成２０对平行样，分别采用有效应力下单向水平流动压汞技术和常规压汞技术测定它们的压汞曲线，进行２种实验技术的对比实验研究。与常规压汞技术测定结果相比，在有效应力作用下的单向水平流动压汞技术测得的岩样毛细管排驱压力、中值压力大幅度增加（分别增加７７．８９％和５８．１６％），孔喉的最大半径和中值半径大幅度降低（分别降低７５．４％和６１．１７％），喉道分选性变好，空气渗透率降低幅度大（７１．６２％），孔隙度降低幅度较小（１３．０８％）。单相水平流动压汞与常规压汞所得的低渗透油藏的孔喉分布特征参数差别大，但二者相关性良好，在对低渗透油藏岩样进行大量常规压汞测试的同时，进行少量的单向水平流动压汞与常规压汞对比实验，就可由大量常规压汞资料准确获得地层有效应力作用下低渗透油藏储集层的孔隙结构特征参数。图４表１参３（郭海莉摘）     

MoNi/γ- Al2O3-TiO2重整石脑油选择性加氢催化剂的研究

 采用NH3-TPD、SEM-EDS、XRD、压汞法等方法考察不同TiO2含量对重整石脑油选择性加氢催化剂MoNi/γ-Al2O3-TiO2物化性质的影响，并进行了TiO2含量与催化剂加氢活性及加氢选择性的关联实验。结果表明，MoNi/Al2O3-TiO2催化剂的酸性中心以弱酸、中强酸为主；随着载体中TiO2含量的增加，催化剂比表面积、总酸量降低，催化剂侧压强度略有下降。载体γ-Al2O3-TiO2中以γ-Al2O3为骨架结构，TiO2和γ-Al2O3之间存在相互作用，形成均匀的复合载体；载体表面上具有较发达的孔结构。当TiO2质量分数小于10%时，TiO2在载体中均匀分散；随着TiO2含量进一步增加，TiO2聚集加快，晶粒增长迅速，出现了TiO2的锐钛矿晶相。TiO2质量分数为10%时，活性组分Al、Ti、Mo、Ni均匀分布在MoNi/ γ-Al2O3-TiO2催化剂中。在重整石脑油的选择性加氢反应中，随着载体中TiO2含量的增加，催化剂的加氢活性有所降低，但加氢选择性提高。     

多孔介质中阈压的识别和对比

利用压汞曲线及渗透率和孔隙率的测量值来确定多孔介质中的阈压，并给出了推测阈压的方程组。     

固相法合成梯度孔γ-Al_2O_3及其形成机制

以硝酸铝和碳酸氢铵为原料、PEG-400为形貌诱导剂,采用低温固相反应,在温和条件下制备出棒状碳酸铝铵(AACH),AACH焙烧后形貌和尺寸经拓扑转化,得到具有开放性孔道结构、高比表面积和大孔容的梯度孔γ-Al2O3。采用XRD、BET、SEM方法对AACH和梯度孔γ-Al2O3进行了表征。考察了棒状AACH在热转化过程中物相和形貌的改变以及形貌诱导剂PEG-400对梯度孔γ-Al2O3织构性能的影响,探讨了梯度孔γ-Al2O3的形成机制。结果表明,通过调节PEG-400的用量可调变AACH的形貌,从而可调控γ-Al2O3纳米粒子的形貌,最终得到比表面积高达422.1m2/g、孔容为1.90mL/g的梯度孔γ-Al2O3。梯度孔γ-Al2O3中,3~6nm尺寸的孔由棒状AACH焙烧产生气体的扩孔作用形成,10~35nm尺寸的孔由棒状γ-Al2O3纳米颗粒堆积形成。     

大孔体积低密度活性氧化铝的制备与表征

研究了以NaAlO2和Al2(SO4)3为原料连续并流成胶制备拟薄水铝石的工艺,运用正交设计和方差分析方法考察了各因素对γ-Al2O3的堆密度和比表面积的影响显著性,并采用XRD、TEM、氮吸附脱附仪、汞孔计和热分析仪等对产品的晶相、形态、比表面积、孔分布及结晶度进行表征。结果表明,最优工艺参数为:NaAlO2溶液质量浓度100g/L,成胶pH值为8,反应温度85℃,中和停留时间30min,老化时间60min,搅拌速率200r/min,由此得到堆密度不大于0.32g/mL、比表面积不大于200m2/g、总孔体积不小于1.2mL/g的具有双孔分布的大孔体积低密度γ-Al2O3载体,其中孔径大于100nm孔的孔体积占总孔体积的50%以上。     

两种特殊的变维分形及其在海洋石油领域的应用

讨论2种特殊的变维分形:分形中的分形与分形中的高阶函数。原有的分形(一阶分形)模型为:N=C/rD;如果D=C′/rD′,则出现分形中的分形或二阶分形。用同样方法可以定义更高阶的分形。类似地可以定义高阶函数(函数中的函数),例如原有的正弦函数(一阶正弦)为:N=sin(kr+b);如果k=sin(k′r+b′),则出现正弦函数中的正弦函数或二阶正弦函数。用同样方法可以定义更高阶的正弦函数。当分形模型中的D值等于高阶函数时,则出现分形中的高阶函数。文中用实例讨论了分形中的分形与分形中的高阶函数的应用。     

复数域分形及其在海洋水文中的应用

将分形模型N =C/rD 推广到多维空间。以复数域分形为例 ,其中 :复分维数D =a ib ,r =x iy ,C =Cx iCy,N =Nx iNy。文中实例讨论了复数域分形在海洋水文中的应用     

分形理论及其在地层可钻性预测中的应用

为了及时方便地预测岩石的可钻性,首次用分形理论来描述岩石破碎过程,从而确定岩石的可钻性。介绍了分形、分维的基本概念及4种分维数的确定方法,阐述了岩石破碎的分形特征和岩石破碎碎块的分形度量方法。在室内实验基础上,确定了岩石破碎后的块度分布函数,计算了岩石破碎的分形维数,并分别采用直线、幂函数、对数、指数、多项式5种数学模型对实验数据进行了回归分析处理,结果表明直线回归方程综合指数最高,相关系数均在0.96以上。说明岩屑的分形维数与地层的抗钻特性参数(强度、硬度、可钻性等)有内在的联系,分形几何能很好地描述岩石破碎过程的不规则性和不确定性,分形维数是岩石微观结构、空隙结构、粉碎方式的综合反映,其在地层可钻性预测中的应用效果较好,预测误差小于12%。     

气固相非催化反应缩核模型的分形分析

采用分形维理论对经典的非催化气固相反应的缩核模型进行分形分析，提出非催化气固相反应的分维缩核模型。讨论了固体颗粒表面不规则性对气固相非催化反应的影响。通过积炭失活催化裂化催化剂的烧炭再生反应，对分维缩核模型进行了验证。结果表明，分维缩核模型的计算值比经典的二维缩核模型的计算值更接近实验值，平均相对偏差为２．５８％。     

分形技术在油气勘探应用中的改进——变维分形技术

目前的分形技术和方法难于处理复杂地层的地震勘探资料。提出变维分形的技术和方法。变维分形的Inr-InC(r)曲线与全部实测数据点符合良好。应用该方法对一个实际地震资料进行处理,并与原有常维分形的处理结果进行对比。     

分形理论在油气检测中的尝试

由于碳酸盐岩具有非均质、裂缝性的特点,使得碳酸盐岩的油气检测更加困难。采用分形理论有可能为解决这类复杂问题带来曙光。描述分形的定量参数叫做分维(或分数维)。本文介绍了两种计算分维的方法:时间序列的分维计算和根据振幅谱计算分维。我们用这两种方法对四川丹凤场气田的一条联井剖面进行了计算,得到了满意的结果,它解答了原来多参数预测的遗留问题。我们认为分形理论在油气检测中的应用具有较大的潜力。     

用分维模型定量表征储集层非均质性（为庆祝青海油田勘探开发50周年而作）

利用压汞曲线计算出来的分数维来定量表征储集层微观孔隙结构的非均质性；提出“基于盒维数的测井曲线刻度线网格加密法”，利用单砂体测井曲线计算的分数维来定量表征储集层层内及层间等宏观非均质性。最后，按照同一微相、同一单砂体层位将储集层微观分维与宏观分维联系起来建立储集层分维模型，从而实现了将微观非均质性的定量表征扩展到单砂体规模的宏观非均质性的定量表征。结合实际以某注水开发中后期油田的河流相砂岩储集层为例展开研究，应用效果较为理想。     

注水前后储层微观孔隙结构的分形表征

针对用分形分维方法研究储层的微观孔隙结构。提出获得微观孔隙结构分维的两种切实可行的途径，一是利用压汞曲线的分形特性，通过建立油藏条件下压汞曲线的分形模型。计算压汞曲线的分维值来获得；二是利用常规测井解释的孔隙度和渗透率，来预测微观孔隙结构分维。然后对注水开发中后期河流相储层的微观孔隙结构的分维进行了注水前后的计算和对比分析，并对微观孔隙结构参数用分维进行了定量表征，研究了水驱对微观孔隙结构变化的影响。研究表明，储层微观孔隙结构的复杂度在注水后较注水前增加，储层微观非均质性增强，且微观旋回性得到增强；并指出可据此开展流动单元的分类表征研究；储层岩石的束缚水饱和度随着微观孔隙结构分维的增加而增大，水驱时前缘推进越趋不均匀，无水期采收率越趋减小。     

分形测井解释方法研究

将欧氏空间的体积概念在分形空间作适当推广，提出了岩石分形体积模型，并在此基础上推导了岩石分形体积模型的测井响应方程，给出了非均质地层孔隙度的计算方法。同时，利用分形理论的幂定律，对泥质含量、含水饱和度和渗透率等参数的计算公式作了改进，可以更好地适应非均质地层参数的计算。实际测井资料处理结果表明，用分形测井解释方法计算的地层参数精度比常规方法的高。     

分形理论在剖面缩短量研究中的应用

总缩短量的确定对岩层变形的定量研究有着重要意义.复杂构造地区的层面在二维平面内可看作为一条曲线,从而可运用分形几何学的方法由分数维来定量描述.利用自相似分形和自仿射分形的概念,建立了计算缩短量的数学模型,以川东大池干构造的85-D362剖面为例,进行了缩短量和剖面应变计算,分形分析结果表明,T_0顶层曲面的分维值为1.0897,缩短量达11km,表现出47.844%的应变.要正确地平衡地质剖面,必须对小尺度范围的应变进行分析.