摘要：Hg^(2+)是毒性最强的重金属离子之一,会造成空气、土壤和水的污染,严重损害人体健康,开发有效的分析方法检测环境体系中的Hg^(2+)尤为重要。荧光探针因其灵敏度高、选择性好、响应速度快、可实时在线检测等优点,已广泛应用于Hg^(2+)检测。以Hg^(2+)促进硫代缩醛的去保护反应设计合成了一种全新的以1,3-氧硫戊环为受体的开启型Hg^(2+)荧光探针[2-(pyren-1-yl)-1,3-oxathiolane,POX],通过^(1)H NMR、^(13)C NMR和HRMS对POX结构进行表征,考察了POX在CH_(3)CH_(2)OH/H_(2)O中对Hg^(2+)的选择性、竞争性、浓度滴定、pH滴定、时间依赖性、检出限和识别机理等。研究结果表明,POX可在较宽的pH范围内对Hg^(2+)快速识别,并表现出高度的选择性和灵敏度;向POX中加入Hg^(2+)后,在386 nm处出现明显的荧光发射峰,表明POX对Hg^(2+)呈现出显著的荧光“开启”效应,其识别过程几乎不受其他金属离子干扰;荧光滴定实验表明POX在Hg^(2+)浓度为0~6.5μmol·L^(-1)范围内具有良好的线性响应(R^(2)=0.9994),检出限为0.168μmol·L^(-1),在实际水样中检测Hg^(2+)的RSD小于2.92%。由于POX合成简单、原料易得且pH适用范围较广,可作为定性和定量检测环境中Hg^(2+)的潜在工具。

摘要：水力压裂过程中支撑剂在裂缝中有效填充是形成高导流裂缝通道的关键。目前,关于支撑剂在裂缝中运移与沉降规律的研究方法多为物理实验或数值模拟,且主要聚焦支撑剂沉降结果,对支撑运移和沉降机理的研究较少。为进一步揭示支撑剂在裂缝中的运移和沉降规律,采用实验与数值模拟结合的方法探究了支撑剂尺寸、注入速度以及压裂液黏度对支撑剂在单一与交叉裂缝中的运移沉降行为的影响。研究结果表明:①支撑剂尺寸主要通过对沉降角的影响决定颗粒运移的分布,支撑剂尺寸越大,颗粒沉降角越大,运移距离越短;②注入速度对砂丘形态影响较大,当注入速度从0.2m/s增加至1.0m/s时,单一裂缝内砂丘有效支撑面积比和最大高度都明显降低,而分支缝内砂丘有效支撑面积比增加34.3%,表现出与单一裂缝中相反的变化趋势;③压裂液黏度主要影响流体携砂能力,随着压裂液黏度增加,主裂缝内砂丘有效支撑面积比降低8.4%,砂丘最大高度下降6.1cm,而在分支裂缝内表现为先增加后降低。结论认为,分支裂缝与主裂缝内支撑剂运移受施工因素影响往往表现出不同变化规律,该研究成果将进一步完善了水力压裂相关理论认识,同时为压裂现场施工设计优化提供了理论支撑。

摘要：为了解决钻井过程中抑制生成的水合物对井筒造成堵塞问题,对天然气水合物生成及评价模拟装置釜内搅拌杆结构及其内部封头进行了重新设计和改进,在此基础上研究了淡水及模拟海水中水合物生成规律,并对比分析了NaCl、MgCl_(2)和Al_(2)(SO_(4))_(3)三种热力学抑制剂对水合物生成的抑制效果。研究结果表明,相比于其他类型的实验装置,具有可视化功能的双反应釜体系,可以同时模拟温度相同时不同液体和压力下水合物生成实验。当热力学抑制剂质量分数为12%时,NaCl产生的离子可以优先与水分子结合,并产生强大的破坏作用,有利于水合物分解,对水合物生成的抑制效果最佳。在温度、初始压力和搅拌速度相同时,改变三种热力学抑制剂的质量分数,分析水合物生成过程中的压降与水合物生成量,1%的MgCl_(2)、10%的Al_(2)(SO_(4))_(3)和20%NaCl对水合物生成的抑制效果最好。研究成果对认识不同基液中水合物生成、热力学抑制剂的抑制规律具有一定借鉴意义,同时为配制更安全的钻井液体系提供思路。

摘要：针对现有驱动指数分析方法存在需要较为完整的地层压力检测数据、在地层压力史不明确时无法计算驱动指数的问题,提出在不关井影响生产的前提下,通过改进后的物质平衡方法,利用部分生产动态数据计算出相关参数,进而通过推导公式计算出完整的平均地层压力史。然后基于该方法求出的平均地层压力就可以计算出驱动能量与驱动指数。经该方法计算后,与2组实际现场数据对比,平均相对误差分别为1.28%和1.07%,证明了该方法的有效性。研究结果可为指导油藏开发设计与后续优化提供参考。

摘要：针对可控源音频大地电磁法(CSAMT)开发了一套CSAMT一维数据正演可视化软件。其界面友好,操作简单;使用MATLAB进行核心算法的编写,正演计算过程引入线性滤波系数对汉克尔积分进行求解,并对不同线性滤波系数方案的精度进行了比较;基于Java语言进行操作界面设计,提供多参数设置界面,自动化程度高;通过软件自带的绘图功能,将数据处理结果直观地提供给用户。在计算过程中引入Cole-Cole模型参数,以复电阻率代替不考虑地电体极化效应的直流电阻率,对CSAMT场源一维层状激化介质模型进行了正演模拟,讨论了极化层分别位于不同深度时一维层状介质的极化效应。研究发现极化层埋藏越浅,极化效应对于CSAMT的影响频带越宽。这对于认识含极化效应的CSAMT方法的电磁响应特征,提高数据处理便利度与工作效率方面都具有重要的作用。

摘要：传统电导法测量气液两相流持液率时,测量精度易受流型影响。为此,提出了基于强制环状流的电导法气液两相流持液率测量技术,通过数值模拟和室内试验,用单头电导探针直接测量法对气液两相流持液率进行了测量研究。研究结果表明:当进口气液比一定时,气体不足以携带液体,但气相折算速度的逐渐增加使气体开始携带液体,液膜厚度随之不断增加,且随着气体体积流量的增加,液膜厚度呈先急速增加后趋于平缓态势;当入口气相表观流速一定时,随着液相体积分数的增加平均液膜厚度也随之增加,但随着流动路径增加,液膜变薄;该测量装置有效测量范围为气相表观流速5~20 m/s,液相表观流速0.079~0.480 m/s。研究结论可为移动式探针寻找强制环状流气液界面装置的设计提供理论依据。

摘要：气体钻井是欠平衡钻井技术的重要组成部分,可以提高钻井速度,但接单根工况需要中断循环,容易造成岩屑沉降、井壁垮塌、卡钻等安全隐患。为此,设计了一种在气体钻进中接、卸钻具可保持气体连续循环且便于安装和拆卸的短节,其主要结构包括短节本体、主通阀、旁通阀和旁通接头,重点解决了其核心部件主通阀、旁通阀的结构设计;在对其本体进行静力学分析的基础上,运用ANSYS有限元分析软件,模拟了短节本体在受拉伸、扭转、内压工况下的受力状况。分析结果表明,其应力分布趋势与弹塑性力学分析结果相符,在短节本体两处圆孔附近产生应力集中现象,最大变形量仍然处于材料弹性变形阶段。有限元分析结果与弹塑性力学分析结果相符,能满足本体强度的要求。该成果为解决大位移井、欠平衡井、窄密度窗口井等安全钻井提供了新的方案。

摘要：钻井完井一体化工作液是对海洋油气传统裸眼钻井完井液技术的发展,该体系基于D90经验规则与膜屏蔽原理,引入低剪切速率黏度设计,通过暂堵剂的镶嵌、成膜作用在储层孔隙入口构造单向屏蔽环,不仅达到储层保护效果,还可直接返排,从而简化海洋钻井完井工序。阐述了钻井完井一体化工作液的设计思路,检测了关键组分微观结构及体系基本性能,并综合评价了体系储层保护效果。实验结果表明,钻井完井一体化工作液具有刚性和柔性2类暂堵剂粒子,可协同封堵孔隙入口,促进单向屏蔽环形成,其中刚性镶嵌粒子形貌不规则,中值粒径为9.5μm,大于孔隙尺寸;而柔性成膜粒子呈规则球形,平均粒径为25.4μm,粒径分布窄,有利于粒间填充及形变聚结。体系在5~130℃内具有良好流变性,其低剪切速率黏度平均值为30802±1892 mPa·s,满足直接返排解堵设计要求;体系展示了良好的润滑性、防塌性及抗海水、抗岩屑侵污性,且单向封堵能力强,直接返排的渗透率恢复效果好。现场应用证明,新型钻井完井一体化工作液不仅能确保储层钻井过程顺利,而且满足了直接返排解堵要求,达到了简化完井工艺的目的。

摘要：深水低温天然气水合物地层固井,需要水泥浆体系在水化过程中少发热,尽量降低水合物地层温度上升的程度。因此,针对深水天然气水合物地层固井,研究了一种用于低热水泥浆体系设计的新型相变材料,并研究了相变材料的热存储性能及其对水泥浆体系性能的影响。实验结果表明,新型相变材料相变峰值温度为15.5℃,相变温度在井下低温与常温之间,且相变潜热较大。当相变材料在77.8℃以下时,具有良好的热稳定性,且在0℃～60℃之间经历多次升降温后,相变材料化学结构没有发生变化。随着相变材料加量的增加,水泥浆的流变数据呈现增大的趋势,但加量达到8%时流变性依然满足固井施工要求。此外,新型相变材料可以改善水泥浆体系的稳定性。相变材料对低热水泥浆体系的抗压强度影响不大,加入8%相变材料的水泥石抗压强度也达到8.9 MPa,抗压强度最大下降幅度小于5%。当加入2%、4%、6%、8%相变材料后,水泥浆体系稠化时间比无相变材料水泥浆体系最大缩短约15 min,水泥浆体系72 h水化热较空白水泥浆体系分别下降5.2%、29.1%、35.6%、47.6%。研究结果为天然气水合物层低热水泥浆体系的设计提供了支持与参考。

摘要：砂体连通体积的大小,特别是与井连通的砂体体积大小对于油气田的产量、井位的设计具有十分重要的意义。砂体连通体积的计算包含很多不确定性因素,常规的评价方法需要大量的计算。采用正交试验设计的方法对影响砂体连通体积的不确定性参数进行定量评价,能够极大地提高效率。以河流相储层为例,首先分析了影响砂体连通体积计算的6类不确定性因素,并依据油气田的实际情况,对各个因素设置了3种参数水平。采用正交试验的方法设计了18组模拟方案,分别进行模拟计算,并采用方差分析方法对模拟结果进行分析,对影响砂体连通体积的不确定性参数进行了定量评价。