Microscopic Seepage Mechanism of Water Flooding by Using Pore-Fracture dual Network Modeling

双重介质是指孔隙结构表现为多重尺度的油气储层，包含微纳尺度的孔隙和微米到千米尺度的裂隙，在本文研究中，考虑微米到毫米量级的微裂隙。双重介质中的两相渗流问题是低渗、致密油气开发中的典型问题。微裂隙的存在一方面增加了储层中阻力较小的渗流通道，改善了储层渗透率低下的状况；另一方面引起多孔介质中局部压力场和流场的变化，导致流体优先通过微裂隙渗流，而产生基质孔穴和喉道中水相波及范围减小，驱油效率降低的现象。双重介质的微观渗流特性在微观渗流力学和相关的油气资源开发工程中具有重要的价值。 孔隙尺度渗流模型是基于逾渗理论和孔隙、微裂隙中的微观渗流机制所建立，其目的是采用易通过实验获取的多孔介质基本特征（例如孔隙结构、连通性等）和流体参数（例如流体黏度、密度等）来预测实验条件和现场条件下难以测量的性质，例如相对渗透率，驱替相波及范围等。此外，通过模型可以很容易地预测孔隙结构或流体性质的改变造成的流动特性的变化。 本文在对孔隙-裂隙双重网络模型渗流研究详细调研的基础上，建立了基于真实岩心孔隙结构和裂隙结构统计数据，并包含微裂隙动态开裂的双重网络模型；建立了一套实验方法，研究了岩心力学性质与应力敏感性的关系及裂缝的产生对应力敏感性的影响；开展了含闭合微裂隙岩心中的动态开裂实验研究。通过数值模拟方法和辅助的物理实验手段，得到了微裂隙参数对孔穴中流体压力分布的变化、主导流动通道的变化、孔隙中油相动用率的变化以及相渗曲线的变化等水驱油微观渗流特性的影响规律，该研究工作不仅具有物理意义，而且对油气开采工程实际具有一定的参考价值。 本文取得的主要创新成果如下： （1）采用核磁共振、微米CT等设备获得岩石的孔径分布特征，基于真实岩心孔隙、裂隙统计数据和多孔介质中喉道和微裂隙流动机理，建立了考虑多个微裂隙参数的孔隙-裂隙双重网络模型。运用量纲分析，得到了考虑含基质孔隙和微裂隙动态开裂的双重介质的渗流无量纲控制参数，并通过模拟获得了无量纲控制参数对渗流的影响规律，可为含微裂隙网络致密油藏的有效开发提供理论指导（第2章）。 （2）研究了微裂隙的长度、密度、方向、位置、间隔以及微裂隙长度分形参数对绝对渗透率和驱油效率的影响，发现了由于微裂隙存在导致储层中出现水窜或者死油区的原因（第3章）。 （3）提出了含微裂隙多孔介质应力敏感性的实验分析方法，采用高压三轴测量致密油藏岩心的应力应变关系（弹性模量和强度参数），并制备含微裂隙的双重介质。将数值模拟与实验研究相结合，研究了力学性质与应力敏感性的关系以及裂缝产生对岩石应力敏感性的影响，为致密油藏开采过程的分析解释提供了基本依据（第4章）。 （4）开展了动态裂缝微观渗流机理实验研究，利用恒速注入的水压诱导微裂隙的开裂和扩展，获得动态开裂的临界压差和平稳压差，并建立了含微裂隙动态开裂的孔隙-裂隙双重网络模型，进行了临界压差、驱替压力等对含微裂隙动态开裂的双重介质的微观渗流影响规律的研究（第5章）。</p

基于孔与裂隙网络模型的平行微裂隙对驱油的影响规律研究

认识双重多孔介质中油水两相微观渗流机制是回答形成什么类型的裂隙网络可提高油藏采收率的关键.微裂隙的分布可以提高多孔介质的绝对渗透率,但对于基质孔隙中的流体介质,微裂隙的存在会引起多孔介质中局部流体压力和流场的变化,导致局部流动以微裂隙流动为主,甚至出现窜流现象,降低驱油效率.本文基于孔与裂隙双重网络模型,在网络进口设定两条平行等长且具有一定间隔的微裂隙,分析微裂隙的相对间隔(微裂隙之间距离/喉道长度)和微裂隙相对长度(微裂隙长度/喉道长度)对于微观渗流特征的影响.结果表明:随微裂隙相对长度的增加,出现驱油效率逐渐降低,相对渗透率曲线中的油水共渗区水饱和度和等渗点增加,油水两相的共渗范围减小等现象;随着微裂隙之间相对间隔增大,周围越来越多的基质孔穴间的压力差减小,在毛管压力的限制下,驱替相绕过这些区域,而导致水窜现象

南海水合物分解引起土层不稳定性数值模拟研究

利用我国南海水合物研究区的土工和地质数据,采用FLAC3D软件进行水合物分解土层不稳定性的数值模拟.以水合物分解土层不稳定性的离心机实验工况,验证了数值模型;分析了不同上覆土层和水合物土层厚度比、不同水深条件下的土层不稳定性随着水合物分解范围扩展的演化规律

细颗粒运移对土体力学特性的影响

在渗流条件下,松散土体中的细颗粒会逐渐被水流带走,从而改变土体的颗粒级配及微结构,进而影响土体的宏观力学参数如强度和弹性模量等。本文针对土体中细颗粒迁移对土体宏微观参数的影响,开展基于核磁共振仪器的微观孔喉结构观测实验及基于孔隙网络模型的计算。研究表明,沿土体深度方向细颗粒随孔隙渗流而下移,中部聚集程度最高,这样导致中部小孔隙明显大于上部和下部。在渗流过程中,孔隙水并不能充满整个区域,上、中、下部均存在没有被水波及的范围,中部未波及范围最大,渗流通道最少,相同流量下的孔隙水压更高,因此中部的强度和刚度变化也最大

植物环核苷酸门控离子通道及其功能研究进展

环核苷酸门控离子通道(CNGC)是非选择性的阳离子通道,可以直接被细胞内信使小分子——环核苷酸(c AMP和c GMP)活化。该通道蛋白包含6个跨膜α-螺旋,C端各具一个交叠的环核苷酸与钙调蛋白结合区。CNGC广泛存在于各种植物细胞中。研究表明,模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)的CNGC家族有20个成员,分为4个亚群,它们在抗病、花粉管生长、对Ca2+响应、抵抗重金属离子毒害和抗盐等多种信号途径中发挥重要作用,协助植物细胞应对各种生物与非生物胁迫。该文简要介绍了CNGC的结构、表达谱及其调控因子,并着重总结了近年来CNGC生物学功能的研究进展,以期为今后系统开展其功能研究提供理论依据

一种孔隙裂隙网络模型及页岩气渗流模拟

致密油气藏的开采是我国未来能源的主要来源,这种油气藏的低渗和特低渗特点是开采的关键问题之一。为了模拟含孔隙裂隙的致密油气藏中的低渗和特低渗问题,本文首先建立了适于致密岩土介质中渗流模拟的准静态孔隙裂隙双重网络模型,然后分析了一些渗流特性如滑脱效应,并以页岩气开采为例进行了渗流及产量特征模拟。所建模型中较大的孔隙裂隙中的流动采用Poiseuille流,小的孔隙裂隙中的流动采用Forchheimer方程描述。模型中建立了根据孔隙网络计算结果得到宏观渗流参数如含水饱和度、绝对渗透率等参数的方法。通过计算获得了页岩气开采过程中"剩余储量—压力曲线"、"流量-时间"曲线。结果表明,游离气储量的下降和压力..

Microzooplankton communities in the northern South China Sea in summer

根据2014年8月至9月于珠江口至南海中部断面(18°00′~22°00′N,114°00′~116°00′E)的南海北部海域进行采样调查,并进行了微型浮游动物群落分析。共发现微型浮游动物142种,隶属于2门44属,其中砂壳纤毛虫28属78种,占所有发现物种数的54.93%;寡毛类纤毛虫14属59种,占所有发现物种数的41.55%。优势类群为:拟卡金斯急游虫(Strombidium paracalkinsi)、具沟急游虫(Strombidium sulcatum)、维尔伯特急游虫(Strombidium wilberti)和无节幼体(nauplii)。调查区微型浮游动物的丰度介于11.43~959.35ind/L之间,平均值为264.99ind/L。微型浮游动物垂直分布总体特点是密集区位于50m水层,50m水层之下丰度逐渐减少。表层微型浮游动物丰度高值区位于J5—I1站位之间。断面的香农-威纳指数范围在0.92~4.18之间,平均值为2.77;均匀度指数在0.63~1之间,平均值为0.87。应用典范对应分析(CCA)发现温度和盐度是影响微型浮游动物群落的重要因素。通过对连续追踪站位的调查发现,上层水体微型浮游动物群落丰度随着时间而发生一定的变化,下层水体相对较平缓。微型浮游动物昼夜的垂直丰度变化与叶绿素浓度昼夜变化大致相符。Microzooplankton communities in the northern South China Sea(18°00′-22°00′N,114°00′-116°00′E)were investigated during August and September in 2014.With the analysis by Utermhl method,a total of 142 taxa which belong to 44 genera of 2phyla were identified.Tintinnid(28genera and 78 species were identified)accounted for 54.93% of the species,41.55% were oligotrichs(14genera and 59species).Dominant taxa included Strombidium paracalkinsi,Strombidium sulcatum,Strombidium wilberti and the nauplii.Abundance of microzooplankton ranged from 11.43ind/L to 959.35ind/L,with an average of 264.99ind/L.Microzooplankton were mainly concentrated at depths 50 m,and decreased gradually bellow 50 m.Microzooplankton in the surface water were mainly concentrated in the Station J5 and Station I1.Shannon-Wiener diversity index of vertical distributions ranged from 0.92 to 4.18,with an average of 2.77.Pielou's evenness index ranged from 0.63 to 1,with an average of 0.87.According to canonical correspondence analysis(CCA),temperature and salinity are important factors of microzooplankton communities.In the time-series stations(J4and SEATS),the diurnal fluctuation of microzooplankton communities changed lightly in the upper water but more stable in the lower water.Microzooplankton communities temporal changes are generally coincide with chlorophyll adistributions.海洋局公益性项目(201105021-03);; 国家重点基础研究发展计划(2015CB954002);; 教育部新世纪优秀人才计划(NCET-12-1065);; 国家自然科学基金(41176136,41276124,41306119