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基于MATLAB App Designer的数字岩心建模软件设计与开发
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作者 左艳彤 邢兰昌 +1 位作者 贾宁洪 刘宝 《计算机测量与控制》 2026年第1期235-243,共9页
为解决现有商用数字岩心建模软件功能可扩展性弱、成本高等问题,文章基于MATLAB App Designer工具开发了一款集成化的数字岩心建模软件,该软件包括图像处理、图像分析和孔隙网络提取等三大功能模块;图像处理模块集成了中值滤波、高斯滤... 为解决现有商用数字岩心建模软件功能可扩展性弱、成本高等问题,文章基于MATLAB App Designer工具开发了一款集成化的数字岩心建模软件,该软件包括图像处理、图像分析和孔隙网络提取等三大功能模块;图像处理模块集成了中值滤波、高斯滤波、SUSAN平滑、图像锐化及阈值分割等多种图像处理算法;图像分析模块采用多平面切片与序列叠加方法、借助三维交互技术实现了岩心结构的三维可视化、切面展示与旋转浏览;孔隙网络提取模块采用最大球法提取孔隙网络,从而获取配位数、孔隙半径、孔隙体积等关键结构参数,利用直方图对结构参数分布进行统计分析;利用典型岩心样本对所开发的软件进行功能测试,结果表明:该软件功能集成度高、界面友好、操作简便,能够有效提升图像质量、对岩心图像进行三维可视化展示以及准确提取三维岩心的孔隙网络结构特征;软件具备良好的可扩展性和二次开发潜力,为后续开发数字岩心电学、声学、核磁共振等响应的数值仿真模块提供了前提。 展开更多
关键词 数字岩心 MATLAB App Designer 图像处理 图像分析 孔隙网络提取
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含裂隙型天然气水合物沉积物低频电特性实验研究
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作者 邢兰昌 王云龙 +3 位作者 王永辉 韩维峰 魏伟 刘宝 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第6期38-45,共8页
野外钻探显示天然气水合物在地层中可呈现孔隙填充、裂隙填充或两者共存的分布形态,孔隙型水合物的相关研究成果难以直接推广至裂隙型水合物。该文针对含裂隙型水合物沉积物开展了低频电特性实验研究。首先基于有限元数值模型优化了电... 野外钻探显示天然气水合物在地层中可呈现孔隙填充、裂隙填充或两者共存的分布形态,孔隙型水合物的相关研究成果难以直接推广至裂隙型水合物。该文针对含裂隙型水合物沉积物开展了低频电特性实验研究。首先基于有限元数值模型优化了电极结构参数,开发了低频电性参数测试装置;然后建立了含裂隙型水合物沉积物样品的制备方法和测试数据处理方法;最后综合实验测试数据和双电层极化理论探讨了水合物饱和度和裂隙数量对含裂隙型水合物沉积物样品低频电性参数的影响规律和机理。研究结果表明:在低频测试范围(1×10^(-2)~1×10^(3)Hz)内,随着裂隙型水合物饱和度的升高,含水合物沉积物样品的导电能力降低、双电层极化强度减弱,因此复电导率实部和虚部峰值均减小;实验中合成的四氢呋喃水合物为多孔隙结构,具备孔隙水的连通性,在水合物饱和度相同的条件下,裂隙越多则从海砂部分渗入水合物孔隙中的水量越大,引起样品导电能力的升高和双电层极化强度的减弱,因此复电导率实部增大、虚部峰值减小。研究结果可为开展含裂隙型水合物沉积物电学特性测试提供实验平台,为全面认识沉积物的低频电学特性、建立水合物饱和度和沉积物渗透率评价模型提供数据支撑。 展开更多
关键词 天然气水合物 裂隙填充型水合物 低频电特性 实验测试 数值模拟
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海域天然气水合物相关的流体运移及海底甲烷渗漏研究 被引量:1
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作者 杨金秀 王琛 +5 位作者 邢兰昌 魏伟 张伟 韩维峰 赵丽 刘坤一 《地学前缘》 北大核心 2025年第2期113-125,共13页
认清地质历史时期相关的流体运移和海底甲烷渗漏是天然气水合物研究中的重要问题,对了解水合物成藏、评价水合物分解过程中甲烷渗漏可能造成的环境影响有重要指导作用。本文通过对全球海域大量天然气水合物发育区进行再解释,分析流体运... 认清地质历史时期相关的流体运移和海底甲烷渗漏是天然气水合物研究中的重要问题,对了解水合物成藏、评价水合物分解过程中甲烷渗漏可能造成的环境影响有重要指导作用。本文通过对全球海域大量天然气水合物发育区进行再解释,分析流体运移通道、海底甲烷渗漏与天然气水合物系统三者间的关系。首先,按照流体运移通道在水合物系统中的作用将其分为两类:类型Ⅰ主要分布在水合物稳定区底界(BSR)之下,为水合物系统成藏提供气源的通道,类型Ⅱ分布在BSR以浅,甚至延伸至海底,为水合物系统中的甲烷逃逸提供渗漏通道。另外,分析认为多边形断层作为通道疏导油气垂向运移的作用是有限的。其次,根据海底甲烷渗漏与天然气水合物系统的位置关系以及渗漏的甲烷气源条件,将海底甲烷渗漏特征分为三大类五小类:水合物稳定边界以深(水合物系统气源、非水合物系统气源)、水合物稳定边界附近(水合物系统气源、非水合物系统气源)和水合物稳定边界以浅(非水合物系统气源)。其中,水合物稳定区向陆分布边界LLGHSZ(landward limit of gas hydrate stability zone)附近的甲烷渗漏强度和密度最大。综上,本文提出的流体运移通道与海底甲烷渗漏特征的分类方法对认识动态天然气水合物系统的成藏和分解过程、评价相关的环境和气候影响具有一定的指导作用。 展开更多
关键词 天然气水合物 BSR(水合物稳定区底界) 向陆分布边界 流体运移 海底甲烷渗漏
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基于多场耦合数值模型的含水合物多孔介质声学特性:骨架颗粒排列和形状的影响
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作者 王云龙 邢兰昌 +3 位作者 魏伟 韩维峰 朱作飞 苏丕波 《新能源进展》 北大核心 2025年第1期7-16,共10页
含水合物沉积物的声学特性受到水合物饱和度和微观赋存模式、骨架颗粒排列方式和形状等因素的影响,目前尚缺少针对骨架颗粒排列方式和颗粒形状影响规律和机理的研究。基于电-力-声多物理场耦合建模方法建立了不同骨架颗粒排列方式和不... 含水合物沉积物的声学特性受到水合物饱和度和微观赋存模式、骨架颗粒排列方式和形状等因素的影响,目前尚缺少针对骨架颗粒排列方式和颗粒形状影响规律和机理的研究。基于电-力-声多物理场耦合建模方法建立了不同骨架颗粒排列方式和不同颗粒形状条件下的含水合物沉积物有限元数值模型,探讨了不同水合物分布模式和饱和度条件下骨架颗粒排列方式和形状对沉积物声速和声衰减特性的影响规律和机理。研究结果表明:(1)水合物饱和度较低时,骨架颗粒菱形排列模型中石英砂颗粒体积占比高于立方排列模型,菱形排列模型的声速相对较高;随着水合物饱和度的升高,两类模型中水合物体积占比差异随之增大,水合物在立方排列模型中的体积占比相对较高,菱形排列模型的声速增长速率较低;(2)菱形排列模型的孔隙度小于立方排列模型,声波传播过程中能量衰减较低;(3)与圆球颗粒模型相比,椭球颗粒模型包含纵横比小且数量多的孔隙,导致椭球颗粒模型体积模量较小、声速较低;(4)椭球颗粒模型中孔隙的数量较多且尺寸较小,导致椭球颗粒模型中的波能损耗低于圆球颗粒模型。研究结果可为天然气水合物储层地震勘探和声波测井数据的解释提供理论支撑。 展开更多
关键词 天然气水合物 多孔介质 数值模型 颗粒排列 颗粒形状 声学特性
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基于井间ERT的地层CO_(2)运移与泄漏监测实验研究
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作者 陈家辉 邢兰昌 +2 位作者 贾宁洪 姬泽敏 邵红 《计算机测量与控制》 2025年第12期13-21,共9页
为解决井间ERT技术在CO_(2)地质封存监测中实验方案以静态模拟为主、缺乏对CO_(2)运移和泄漏动态过程的模拟方法等问题,搭建了井间ERT实验测试系统,主要包括透明样品容器、CO_(2)注入控制装置、均匀光源、图像采集设备、SYSCAL PRO高密... 为解决井间ERT技术在CO_(2)地质封存监测中实验方案以静态模拟为主、缺乏对CO_(2)运移和泄漏动态过程的模拟方法等问题,搭建了井间ERT实验测试系统,主要包括透明样品容器、CO_(2)注入控制装置、均匀光源、图像采集设备、SYSCAL PRO高密度电法仪以及Res2DInv反演软件,设计了“静态验证-动态实测”的实验方案,静态实验阶段采用橡皮模拟CO_(2)来验证井间ERT系统对CO_(2)聚集区中心位置和面积的识别精度,动态实验阶段以粗砂和细砂(石英砂)分别模拟CO_(2)的储层和盖层,开展了CO_(2)运移和泄漏模拟监测实验;实验结果表明,井间ERT实验系统可准确地捕捉CO_(2)的分布范围、迁移轨迹及泄漏路径,验证了所搭建ERT系统的可用性及所设计实验方案的可行性。 展开更多
关键词 井间ERT CO_(2)运移 CO_(2)泄漏 监测 模拟实验
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基于分段涂层TDR-两电极法联合的含水合物多孔介质宽频电学参数测试仿真研究
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作者 王永辉 邢兰昌 +4 位作者 朱作飞 魏伟 韩维峰 王云龙 武晓菲 《计算机测量与控制》 2025年第10期55-63,89,共10页
含水多孔介质在不同频段主导极化机制的差异导致介电常数发生频散,宽频段介电常数谱蕴含了多孔介质的多尺度结构特性及组分含量等重要信息;电磁波时域反射法(TDR)适用于MHz~GHz频段、电极法适用于MHz以下的频段,然而TDR探头和电极法中... 含水多孔介质在不同频段主导极化机制的差异导致介电常数发生频散,宽频段介电常数谱蕴含了多孔介质的多尺度结构特性及组分含量等重要信息;电磁波时域反射法(TDR)适用于MHz~GHz频段、电极法适用于MHz以下的频段,然而TDR探头和电极法中电极的结构差异导致两者的测试对象不一致,所以测试数据无法联合解释;针对含水合物海洋沉积物的宽频电学参数测试需求提出了一种基于分段涂层TDR法和两电极法联合的测试新方案;设计了内嵌式分段涂层TDR探头并建立了用于TDR仿真测试的有限元数值模型,设计正交实验确定了涂层最优参数为间隙数量3、间隙长度2 mm、涂层厚度0.5 mm;建立了用于两电极法仿真测试的有限元数值模型,确定了用以将电阻抗转换为复电导率的探头几何因子;根据仿真数据建立了针对内嵌式分段涂层影响的电学参数测量值校正模型;以不同水合物饱和度条件下的多孔介质为被测对象开展TDR-两电极法联合仿真测试,获得了宽频段(mHz~GHz)电学参数;结果表明:利用TDR法测量得到的高频介电常数和电导率均随水合物饱和度的增大而减小,校正后的平均相对误差分别为2.44%和6.22%;利用两电极法测量得到低频等效介电常数随水合物饱和度的增大而减小,在双电层极化主导的频段校正后平均相对误差为2.20%;该研究成果为将来开发含水合物海洋沉积物宽频电学参数测试实验装置提供了理论和技术支撑。 展开更多
关键词 含水合物多孔介质 宽频电学参数 时域反射法 两电极法 有限元法
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基于有限元仿真的Ⅱ型管科氏流量计液氢测量特性研究
7
作者 王家强 邢兰昌 +2 位作者 陈家辉 左艳彤 邵红 《计算机测量与控制》 2025年第12期74-81,88,共9页
针对液氢质量流量的准确测量需求,基于COMSOL Multiphysics平台建立了Ⅱ型管科氏流量计的有限元数值模型。以水为工质进行数值仿真,通过与理论结果对比验证了模型的可靠性;以液氢为工质,系统地研究了Ⅱ型管科氏流量计的测量特性,分析了... 针对液氢质量流量的准确测量需求,基于COMSOL Multiphysics平台建立了Ⅱ型管科氏流量计的有限元数值模型。以水为工质进行数值仿真,通过与理论结果对比验证了模型的可靠性;以液氢为工质,系统地研究了Ⅱ型管科氏流量计的测量特性,分析了激振频率、检振器位置、激振器长度对相位差及振幅的影响,探讨了温度变化对测量相位差的影响规律;研究结果表明:1)激振频率方面,采用湿模态频率作为激振频率可获得更大的振幅,有利于信号采集和处理,同时温度变化会通过影响测量管材料特性改变固有频率,因此需相应地调整激振频率;2)检振器位置对相位差影响显著,远离固定端时相位差逐渐减小,对于Ⅱ型管模型应选择弯管与进出口直管段交界处作为检振器安装位置,该位置不仅具备较高的检测灵敏度,还能够为检振器提供具有更高振幅的信号;3)激振器长度对流量系数的影响较小,但与振动幅值正相关,较长的激振器可获得更高振幅的信号,需结合实际结构需求权衡设计;4)温度变化会引起测量管和液氢物性参数的改变,其中液氢密度对相位差的影响最为显著,测量管弹性参数也对相位差有一定影响,而测量管密度和流体黏度的影响可忽略;研究成果可为液氢科氏流量计的结构优化、测量精度提升提供理论和模型基础。 展开更多
关键词 科氏流量计 液氢 有限元模拟 流固耦合 测量特性
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电声联合探测实验系统测试结冰-融冰动态过程 被引量:6
8
作者 邢兰昌 祁雨 +4 位作者 刘昌岭 孟庆国 刘乐乐 耿艳峰 华陈权 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2018年第5期4-9,30,共7页
以开展天然气水合物模拟实验测试为最终目标,针对现有实验系统所存在的突出问题首先开发了电声联合探测实验系统,实现了阻抗谱和超声传播参数的多参数联合测量,然后通过将其应用于测试水结冰-融冰动态过程验证了所开发系统的可用性。实... 以开展天然气水合物模拟实验测试为最终目标,针对现有实验系统所存在的突出问题首先开发了电声联合探测实验系统,实现了阻抗谱和超声传播参数的多参数联合测量,然后通过将其应用于测试水结冰-融冰动态过程验证了所开发系统的可用性。实验数据的分析表明:热、声和电三类物性参数能够从不同的角度对结冰-融冰过程进行描述,测量原理的迥异使得温度、声速和阻抗模值分别刻画了不同的物理过程,根据这些参数随时间变化曲线的特征所划分的阶段不完全对应;温度和声速的变化均能够指示结冰-融冰过程和水-冰状态之间的转变,声速可以刻画冰或水的量并且判断水是否完全结冰,通过阻抗模值能够判断水是否开始结冰或冰是否完全融化,测试得到的阻抗谱能够提供更加全面的电学信息。 展开更多
关键词 电声联合探测 动态过程测试 结冰-融冰 阻抗谱 超声传播 水合物
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电-声-热多参数联合测试系统开发 被引量:9
9
作者 邢兰昌 祁雨 +4 位作者 刘昌岭 耿艳峰 华陈权 孟庆国 刘乐乐 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2017年第11期78-85,共8页
讨论了国内外典型水合物模拟装置中的测试系统、测试方法以及存在的问题,开发了新型的电声复合传感器以克服现有传感器测量区域不一致的问题,开发了阻抗谱测量技术以全面刻画被测介质的电学特性,开发了测试系统软件、实现"分时轮流... 讨论了国内外典型水合物模拟装置中的测试系统、测试方法以及存在的问题,开发了新型的电声复合传感器以克服现有传感器测量区域不一致的问题,开发了阻抗谱测量技术以全面刻画被测介质的电学特性,开发了测试系统软件、实现"分时轮流"的传感器激励与数据采集工作模式、信号处理算法、物性参数计算方法和数据保存功能,最终形成了一套电-声-热多物理参数多点同步联合测试系统,能够获得水合物合成分解过程的多物性参数数据,为各类不同用途的天然气水合物模拟实验装置的开发提供了有益的借鉴。 展开更多
关键词 水合物 测试系统 电-声-热参数 模拟实验 测量与控制
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基于激电法评价含水合物沉积物渗透率数值模拟研究 被引量:4
10
作者 邢兰昌 王硕 +4 位作者 张欢欢 魏伟 韩维峰 杨金秀 葛新民 《新能源进展》 CSCD 2023年第4期320-332,共13页
含水合物沉积物样品渗透率的实验测量过程中存在成本高、周期长、水合物相态变化等问题,水合物开采过程中缺乏可对储层渗透率动态变化进行实时监测的技术。提出基于激电响应评价含水合物沉积物渗透率的新方法,构建含水合物多孔介质的流... 含水合物沉积物样品渗透率的实验测量过程中存在成本高、周期长、水合物相态变化等问题,水合物开采过程中缺乏可对储层渗透率动态变化进行实时监测的技术。提出基于激电响应评价含水合物沉积物渗透率的新方法,构建含水合物多孔介质的流场与电场有限元数值模型,探讨水合物饱和度、骨架颗粒尺寸等因素对复电导率和渗透率的影响规律及机理,建立基于复电导率参数的含水合物多孔介质渗透率评价模型。研究结果表明:(1)随着多孔介质骨架颗粒粒径及等效孔径的增大,复电导率谱的弛豫时间增大,复电导率虚部极大值所对应频率降低,双电层极化主导频率范围内的复电导率虚部增大,多孔介质有效渗透率增大;(2)随着孔隙填充型水合物的饱和度增加,双电层极化主导的频率范围内复电导率虚部减小,界面极化主导的频率范围内复电导率虚部增大,含水合物多孔介质有效渗透率及其变化率持续减小;(3)双电层极化主导的频率范围内复电导率虚部与渗透率之间存在确定性关系,在饱和水条件下选取的固定频率处复电导率虚部与渗透率呈幂函数关系,结合饱和与非饱和条件下复电导率之间的关系以及归一化渗透率与饱和度之间的关系可建立基于复电导率虚部的含水合物多孔介质有效渗透率评价模型。研究结果可为开发基于激电法的含水合物沉积物样品渗透率实验测量技术以及天然气水合物储层渗透率动态监测技术提供理论与模型基础。 展开更多
关键词 天然气水合物 渗透率 激发极化 复电导率 水合物饱和度 数值模拟
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基于流场-电场耦合的含水合物模拟岩心电学特性数值实验 被引量:5
11
作者 邢兰昌 齐淑英 +2 位作者 李馨 魏伟 韩维峰 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2020年第12期5-9,50,共6页
提出了一种基于流场-电场耦合的含水合物模拟岩心岩电数值实验方法,包括模拟岩心建立和电学参数计算,即在构建多孔介质几何结构的基础上进行流场和电场耦合计算。利用水驱油过程所形成的油/水分布来模拟水合物/水在模拟岩心中的微观分... 提出了一种基于流场-电场耦合的含水合物模拟岩心岩电数值实验方法,包括模拟岩心建立和电学参数计算,即在构建多孔介质几何结构的基础上进行流场和电场耦合计算。利用水驱油过程所形成的油/水分布来模拟水合物/水在模拟岩心中的微观分布状态,通过改变壁面接触角、界面张力、油水黏度比、驱替时间等因素实现对相空间分布和含水合物饱和度的调节。利用平板电极在模拟岩心两侧施加1 Hz^1 MHz频率的交流电场,通过电场计算得到模拟岩心的等效容抗和等效电阻,从而获得宽频率范围的电学响应特性。 展开更多
关键词 天然气水合物 电学特性 模拟岩心 数值模拟 流场-电场耦合 岩石物理
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基于多通道声发射检测系统的管道气体泄漏位置定位方法研究 被引量:9
12
作者 徐源 邢兰昌 张树立 《计算机测量与控制》 2020年第4期36-40,共5页
为了自主开发基于声发射检测原理的管道气体泄漏位置定位系统,研制了基于四通道声发射检测系统的管道气体泄漏模拟实验装置;在测定声波沿管壁传播速度基础上开展了管道气体泄漏检测实验,通过改变声发射传感器与泄漏孔的在管道壁面的相... 为了自主开发基于声发射检测原理的管道气体泄漏位置定位系统,研制了基于四通道声发射检测系统的管道气体泄漏模拟实验装置;在测定声波沿管壁传播速度基础上开展了管道气体泄漏检测实验,通过改变声发射传感器与泄漏孔的在管道壁面的相对位置来模拟泄漏孔位置的变化;采用小波去噪和滑动平均滤波方法对所采集的泄漏信号进行了处理,利用互相关算法求取了各传感器之间的延迟时间,进而基于时间差提出了泄漏孔的定位算法;实验结果表明模拟管道上泄漏孔的定位结果相对误差低于4.0%,该系统对泄漏位置的定位精度满足行业标准和国家标准的要求;通过优化设计声发射信号的采样频率、管道材质、管道壁厚和传感器端面面积等能够进一步提高定位的准确度。 展开更多
关键词 声发射 气体泄漏检测 定位方法 小波去噪
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基于kHz~MHz频段电频谱的多孔介质中水合物饱和度评价方法:数值模拟研究 被引量:1
13
作者 王硕 邢兰昌 +3 位作者 魏伟 韩维峰 朱作飞 苏丕波 《新能源进展》 CSCD 北大核心 2024年第6期671-680,共10页
宽频电频谱蕴含了导电、电极化及其频散机制的信息,天然气水合物的介电常数在kHz~MHz频段呈现频散特性,提出了基于该频段的电频谱来反演水合物饱和度的新思路。首先建立含水合物多孔介质的电场有限元数值模型,然后探讨水合物饱和度、水... 宽频电频谱蕴含了导电、电极化及其频散机制的信息,天然气水合物的介电常数在kHz~MHz频段呈现频散特性,提出了基于该频段的电频谱来反演水合物饱和度的新思路。首先建立含水合物多孔介质的电场有限元数值模型,然后探讨水合物饱和度、水合物微观赋存模式、电场频率等因素对宽频电频谱的影响规律,最后针对含悬浮型和包裹型水合物多孔介质分别提出基于两步法的三相介电混合模型,进而建立水合物饱和度计算模型。研究结果表明:(1)在含包裹型水合物多孔介质中,水合物将石英砂颗粒与孔隙水隔离,则多孔介质低频段(<kHz)电频谱不受双电层极化的影响;当频率高于水合物频散频率时,含悬浮型和包裹型水合物多孔介质的复电导率虚部和复介电常数实部随着水合物饱和度的增大而显著降低;(2)对于含悬浮型水合物多孔介质,先将孔隙水与水合物的混合物视为等效孔隙流体相,采用Bruggeman(BR)模型计算等效介电常数,后将等效孔隙流体相与骨架颗粒混合,采用Bruggeman-Hanai(BH)模型计算含水合物多孔介质的等效介电常数,利用该BR-BH三相介电混合模型计算水合物饱和度,最大绝对误差为0.08,最大相对误差为5.67%;(3)对于含包裹型水合物多孔介质,先将骨架颗粒与水合物的混合物视为等效骨架颗粒相,采用Maxwell Garnett(MG)或BR模型计算等效介电常数,后将等效骨架颗粒相与孔隙水混合,采用BH模型计算含水合物多孔介质的等效介电常数,利用MG-BH和BR-BH三相介电混合模型分别计算水合物饱和度,最大绝对误差均为0.04,最大相对误差均低于10%。该研究建立了一种新的水合物饱和度评价方法,为天然气水合物储层定量评价和动态监测技术的开发提供了理论基础。 展开更多
关键词 天然气水合物 多孔介质 水合物饱和度 电学特性 宽频电频谱 数值模拟
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ERT在水合物在线监测中的应用:以结融冰过程为例 被引量:1
14
作者 李彦龙 孙海亮 +3 位作者 刘昌岭 邢兰昌 吴能友 孟庆国 《海洋地质前沿》 CSCD 2020年第3期65-71,共7页
电阻率层析成像技术(ERT)作为一种岩心尺度的可视化测试手段,在天然气水合物成藏-开采过程模拟方面具有广阔的应用前景。目前国内专门针对天然气水合物合成-分解过程进行电阻率层析成像观测的报道较少。本文采用自主研发的天然气水合物... 电阻率层析成像技术(ERT)作为一种岩心尺度的可视化测试手段,在天然气水合物成藏-开采过程模拟方面具有广阔的应用前景。目前国内专门针对天然气水合物合成-分解过程进行电阻率层析成像观测的报道较少。本文采用自主研发的天然气水合物电阻率层析成像测试系统,以冰的形成和融解过程为例,探讨了电阻率层析成像技术在天然气水合物可视化观测中的可用性。实验结果表明,电阻率层析成像技术能够实时在线监测沉积物体系中冰的形成和溶解过程,以及该过程中冰在沉积物孔隙中的分布规律。结冰-融冰过程中沉积物体系的电导率分布受温度、孔隙连通性、盐度因素影响,排盐效应对电导率不均匀性分布影响明显。研究结果对进一步开展电阻率层析成像技术在天然气水合物探测方面的应用有一定的参考意义。 展开更多
关键词 天然气水合物 电阻率层析成像 结融冰 模拟实验
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油藏物理模拟声场测试实验平台的开发 被引量:1
15
作者 华陈权 车新跃 +1 位作者 邢兰昌 杨毅森 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2018年第3期83-87,共5页
提出了一种用于实时监测油藏物理模拟驱替实验过程中岩芯多空隙内各相流体(油、水、CO2)空间动态分布的非侵入式方法——超声透射法,并开发了相应的声场测试实验平台。利用超声波透射岩芯的声速变化和声幅衰减特征,实现驱替过程中岩芯... 提出了一种用于实时监测油藏物理模拟驱替实验过程中岩芯多空隙内各相流体(油、水、CO2)空间动态分布的非侵入式方法——超声透射法,并开发了相应的声场测试实验平台。利用超声波透射岩芯的声速变化和声幅衰减特征,实现驱替过程中岩芯空隙内各相流体饱和度的动态测量,结合不同时刻、超声探头阵列的分布位置,实现了各相流体运移过程的可视化。经过2 a多的多次实验表明,各项功能运行正常,为明确驱替过程中岩芯孔隙内各相流体的运移过程和运移规律,进一步为驱油机理、驱油效率等研究提供了试验基础数据。 展开更多
关键词 物理模拟 超声速度 动态流体分布 超声透射
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基于含水合物多孔介质复电导率的渗透率测试有限元仿真研究 被引量:1
16
作者 张欢欢 王硕 +3 位作者 邢兰昌 魏伟 韩维峰 杨金秀 《计算机测量与控制》 2023年第12期69-75,共7页
渗透率是影响天然气水合物储层产气效率的关键参数,野外尚缺少实时监测水合物储层渗透率动态变化的技术,实验室内测试渗透率的方法存在成本高、周期长、可靠性低等问题;研究了一种基于复电导率的含水合物沉积物渗透率测试新方法;首先,... 渗透率是影响天然气水合物储层产气效率的关键参数,野外尚缺少实时监测水合物储层渗透率动态变化的技术,实验室内测试渗透率的方法存在成本高、周期长、可靠性低等问题;研究了一种基于复电导率的含水合物沉积物渗透率测试新方法;首先,针对含水合物多孔介质建立了能够计算其渗透率和复电导率的有限元数值模型,然后开展了不同水合物饱和度条件下的仿真实验,获取了0~40%水合物饱和度时多孔介质的流场和电场响应参数,分别探讨了孔隙中水合物及其饱和度变化对复电导率虚部和渗透率的影响规律和机理,最后建立并验证了基于复电导率虚部的含水合物多孔介质渗透率评价模型,为深入研究基于激发极化原理的含水合物沉积层渗透率测试新技术提供了理论和模型基础。 展开更多
关键词 天然气水合物 多孔介质 渗透率 复电导率 水合物饱和度 有限元仿真
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基于分段涂层时域反射探头的天然气水合物测试平台开发及实验研究
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作者 邢兰昌 马子胜 +2 位作者 刘宝 魏伟 韩维峰 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第10期141-149,共9页
该文基于分段涂层时域反射(time-domain reflectometry,TDR)探头,开发了一套用于开展海洋沉积物中水合物模拟实验和TDR响应测试的平台。平台的硬件部分包括样品容器、TDR测试单元、温度测量单元;软件部分包括TDR测试单元和温度测量单元... 该文基于分段涂层时域反射(time-domain reflectometry,TDR)探头,开发了一套用于开展海洋沉积物中水合物模拟实验和TDR响应测试的平台。平台的硬件部分包括样品容器、TDR测试单元、温度测量单元;软件部分包括TDR测试单元和温度测量单元软件。通过标定TDR探头参数、校正分段涂层影响,平台可同步测量高电导率海洋沉积物表观介电常数和电导率。用四氢呋喃水合物模拟天然气水合物,在天然海砂中模拟其生成分解过程并进行了TDR测试,通过分析水合物生成过程中TDR测试的表观介电常数和电导率动态变化特征、讨论水合物饱和度的影响规律,验证了该测试平台的可靠性。基于理论分析分别建立了基于表观介电常数、电导率以及两者联合的水合物饱和度计算模型,实验数据检验结果表明联合模型的水合物饱和度计算误差最低。 展开更多
关键词 天然气水合物 测试平台 时域反射技术 分段涂层探头 电学模型
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基于热声成像的天然气水合物相变界面监测的方法研究
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作者 郭亮 曾彩虹 +1 位作者 邢兰昌 王斌 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2023年第1期201-210,共10页
在天然气水合物(简称水合物)钻采过程中,动态监测水合物沉积物具有非常重要的现实意义和应用价值.常规探测方法只能判断水合物分解前的大致分布情况,很难获得水合物分解过程中固-液交界面的动态变化和图像.本文将热声耦合引入到水合物... 在天然气水合物(简称水合物)钻采过程中,动态监测水合物沉积物具有非常重要的现实意义和应用价值.常规探测方法只能判断水合物分解前的大致分布情况,很难获得水合物分解过程中固-液交界面的动态变化和图像.本文将热声耦合引入到水合物的钻采监测中,首次提出了在瞬态强脉冲激励下水合物产生瞬态相变、并激发相变热声信号的物理机制,导出了脉冲激励与声源之间的耦合方程,提出了基于滤波反投影算法的相变界面成像方法.建立了三维仿真模型,开展了电场和声场耦合分析,在强脉冲激励下求解出了热函数及声压分布.然后模拟超声换能器接收到的声信号,利用声信号对不同半径的水合物重建声源的分布,从声源图像得到水合物的相变界面位置信息.为水合物松散沉积物的研究提供了一种全新的探测方法. 展开更多
关键词 天然气水合物 热声成像 相变界面 动态监测
原文传递
基于LabVIEW的天然气水合物电-声联合探测实验装置测控软件开发 被引量:11
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作者 朱泰 邢兰昌 +3 位作者 祁雨 刘昌岭 孟庆国 刘乐乐 《计算机测量与控制》 2019年第6期124-129,共6页
天然气水合物模拟实验装置普遍具有测试参数众多、测试过程复杂等特点,必须开发测控软件以满足实验装置对自动化操作的高要求;在分析软件功能需求的基础上,运用软件工程中的模块化、功能化的设计思想,以LabVIEW为平台开发了一套电-声联... 天然气水合物模拟实验装置普遍具有测试参数众多、测试过程复杂等特点,必须开发测控软件以满足实验装置对自动化操作的高要求;在分析软件功能需求的基础上,运用软件工程中的模块化、功能化的设计思想,以LabVIEW为平台开发了一套电-声联合探测实验装置的测控软件;该软件包括启动和登录模块、参数设置模块、信号发生模块、多路切换模块、数据采集及处理模块、数据显示及保存模块、错误处理和帮助信息模块;实验测试表明:所开发的测控软件扩展性和可维护性强,人机交互界面简洁直观,自动化程度高,避免了人力耗费过大和人工参与过多对测试结果的不良影响,提高了测试结果的准确性和可靠性以及模拟实验测试的工作效率。 展开更多
关键词 测控软件 LABVIEW 天然气水合物 电-声联合探测 自动化 模块化
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基于Lab VIEW与MATLAB混合编程的气液两相流测量软件开发 被引量:5
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作者 牛佳乐 邢兰昌 +2 位作者 华陈权 耿艳峰 石文博 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2018年第9期110-115,共6页
测量气液两相流量需要实时获取大量的数据和快速求解复杂的计算模型,单独采用LabVIEW或者MATLAB对其测量软件进行开发效率较低。为了高效地开发功能强大的虚拟仪器软件,应用动态链接库技术实现了LabVIEW与MATLAB的混合编程,在此基础上... 测量气液两相流量需要实时获取大量的数据和快速求解复杂的计算模型,单独采用LabVIEW或者MATLAB对其测量软件进行开发效率较低。为了高效地开发功能强大的虚拟仪器软件,应用动态链接库技术实现了LabVIEW与MATLAB的混合编程,在此基础上开发了用于气液两相流组合测量装置的软件,解决了气液两相流参数测量系统需要进行大量数据实时采集、处理、显示、保存以及复杂多相流模型求解等问题。该软件开发方法适用于对人机交互界面、数据采集、仪器控制和数值计算同时具有较高要求的场合,可广泛应用于实验室和实际生产系统。 展开更多
关键词 混合编程 动态链接库 软件开发 气液两相流 流量测量
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