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砂岩核磁共振响应模拟及受限扩散

地球物理学报 2016年第7期59卷 2703-2712页

作者：郭江峰谢然红邹友龙油气资源与探测国家重点实验室中国石油大学(北京)北京102249 地球探测与信息技术北京市重点实验室中国石油大学(北京)北京102249

本文运用随机游走方法模拟了砂岩储层中流体的核磁共振(NMR)响应及其受限扩散现象.通过改变数字岩心的分辨率模拟生成不同孔隙尺寸的砂岩,研究了不同孔隙尺寸砂岩饱含水时流体扩散系数随扩散时间的变化关系,同时模拟了砂岩饱和单相流体... 详细信息

本文运用随机游走方法模拟了砂岩储层中流体的核磁共振(NMR)响应及其受限扩散现象.通过改变数字岩心的分辨率模拟生成不同孔隙尺寸的砂岩,研究了不同孔隙尺寸砂岩饱含水时流体扩散系数随扩散时间的变化关系,同时模拟了砂岩饱和单相流体和两相流体的NMR响应;研究了流体的受限扩散系数与横向弛豫时间T2的关系,分析了表面弛豫率和胶结指数对润湿相流体受限扩散系数线位置的影响,并将其用于解释砂岩储层的D-T2分布.结果表明:孔隙流体的扩散系数会随扩散时间的增加而逐渐减小并趋于定值.随着岩石孔隙尺寸的减小,受限扩散现象越明显,受限扩散对岩石NMR响应的影响也越大.润湿相流体受限扩散系数线的位置受岩石胶结指数和表面弛豫率的影响较大.由于润湿相流体扩散系数减小,导致D-T2分布中润湿相流体信号偏离其自由扩散系数线,需要利用流体的受限扩散系数线准确识别D-T2分布中的润湿相流体.

关键词：砂岩 NMR响应随机游走方法受限扩散扩散系数线

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地下车库颗粒受限扩散下的凝并特性

哈尔滨工业大学学报 2016年第3期48卷 184-188页

作者：赵宇加藤信介赵加宁哈尔滨工业大学市政环境工程学院哈尔滨150090 东京大学生产技术研究所

为研究车辆排放颗粒在地下车库内凝并率的分布规律及其对颗粒受限扩散的影响程度.根据颗粒物扩散和凝并理论,采用Realizable k-ε模型模拟空气流场分布特性,并结合数值模拟中的场函数方法将颗粒凝并和扩散过程相结合,分析地下车库不同... 详细信息

为研究车辆排放颗粒在地下车库内凝并率的分布规律及其对颗粒受限扩散的影响程度.根据颗粒物扩散和凝并理论,采用Realizable k-ε模型模拟空气流场分布特性,并结合数值模拟中的场函数方法将颗粒凝并和扩散过程相结合,分析地下车库不同数量车辆在受限扩散条件下颗粒半衰时间的变化和粒径变化.结果表明:在排气管附近,颗粒半衰时间最短,凝并作用最强.在沿高度方向2 m以下的区域内,当启动车辆数不多于2台时,颗粒半衰时间随高度线性下降,当启动车辆数不少于4台时,半衰时间随高度呈对数下降.凝并作用对中间段和大粒径段粒子数浓度的变化影响更大,颗粒呈现出由小变大的粒径变化趋势.启动车辆数越多,凝并导致的粒径分布不均匀性越明显.

关键词：地下车库受限扩散粒子数浓度颗粒凝并自然通风

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重油分子的孔内受限扩散研究进展

化工进展 2013年第12期32卷 2813-2818页

作者：陈爱城陈胜利桑磊薛扬娄亚峰中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249

随着常规石油资源日趋紧张和原油重质化,重油加氢处理过程越来越受到重视。由于重油分子在催化剂孔道中的受限扩散阻力影响着催化加氢反应速率和催化剂的利用率,因此研究重油分子在催化剂孔道中的内扩散行为及规律对指导加氢催化剂优化... 详细信息

随着常规石油资源日趋紧张和原油重质化,重油加氢处理过程越来越受到重视。由于重油分子在催化剂孔道中的受限扩散阻力影响着催化加氢反应速率和催化剂的利用率,因此研究重油分子在催化剂孔道中的内扩散行为及规律对指导加氢催化剂优化设计和加氢催化剂有效利用具有重大意义。本文介绍了重油分子孔内受限扩散研究的膜池法、吸附-扩散法和扩散-反应动力学法,指出相较于膜池法和吸附-扩散法,由扩散-反应动力学法研究所得结果更能反映在反应条件下重油孔内的受限扩散行为及规律,具有更广泛的应用价值;并简述了重油分子孔内扩散受限因子的研究进展,分析了用于重油孔内扩散行为及规律研究的多孔材料,指出孔结构均一的模型催化剂是一种利于扩散研究的理想多孔材料。

关键词：重油孔内扩散受限扩散受限因子

液体NMR中平板间多量子相干受限扩散行为的有限差分模拟

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液体NMR中平板间多量子相干受限扩散行为的有限差分模拟

作者：林碧新厦门大学

学位级别：硕士

核磁共振(NMR)中的多量子相干(Multiple Quantum Coherence,MQC)自1956年被发现以来,因其相对单量子相干较高的成像对比度和分子扩散速率灵敏度,以及能够简化谱图、提供详细的谱图信息等特性,引起了核磁共振研究者极大的兴趣,并在许多... 详细信息

核磁共振(NMR)中的多量子相干(Multiple Quantum Coherence,MQC)自1956年被发现以来,因其相对单量子相干较高的成像对比度和分子扩散速率灵敏度,以及能够简化谱图、提供详细的谱图信息等特性,引起了核磁共振研究者极大的兴趣,并在许多方面得到广泛的应用。另一方面,由于液体分子自扩散参与了几乎所有的化学反应,且扩散NMR和扩散加权磁共振成像(MRI)是当前唯一可用于提供关于分子在一个相当于生物细胞尺度的单元内的位移信息的非侵害性方法,扩散相关的NMR研究更是引起了极大的重视。然而,大部分扩散相关的NMR研究仅局限于简单体系的自由扩散行为。受限扩散因其涉及的数学模型一般相当复杂,除了一些简单的几何体,很难获得解析解,因此研究的人很少,更少有人涉及到复杂体系或MQC受限扩散的研究。本论文把受限扩散研究从单一平板间的单量子相干扩展到多平板间的多量子相干。主要研究成果有: 1、推导出平板间MQC受限扩散理论表达式,并利用积算符矩阵、Bloch方程和有限差分相结合的方法进行模拟。通过模拟验证理论推导的正确性,并得到平板间MQC受限扩散信号衰减随扩散演化时间变化的规律,提出了一种测量微小的平板间距的方法。 2、将单一平板间MQC受限扩散理论表述扩展到间距等概率分布的多平板间MQC受限扩散,通过模拟验证理论推导的正确性,并得出间距等概率分布的多平板间MQC受限扩散信号衰减随平板间距范围变化的规律。 3、将单一平板间MQC受限扩散理论表述扩展到间距正态分布的多平板间MQC受限扩散,通过模拟验证理论推导的正确性,得出间距正态分布的多平板间MQC受限扩散信号衰减随高斯因子变化的规律。

关键词：核磁共振受限扩散有限差分

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水分子在微孔隙介质中的受限扩散模拟

重质油在催化剂孔道内受限扩散及其关联模型研究进展

波谱学杂志 2014年第1期31卷 49-60页

作者：张宗富肖立志刘化冰李新邓峰许巍安天琳成家杰中国石油大学(北京) 油气资源与探测国家重点实验室北京 102249

在饱和多相流体孔隙介质中,利用核磁共振测得的扩散系数可以区分油气水,并用于饱和度等岩石物理参数的求取,但在微小孔隙(< 20 μm)中,流体的表观扩散系数会偏离其自由扩散系数.通过有限差分和随机游走模拟方法对水分子在单孔隙及多孔... 详细信息

在饱和多相流体孔隙介质中,利用核磁共振测得的扩散系数可以区分油气水,并用于饱和度等岩石物理参数的求取,但在微小孔隙(扩散系数会偏离其自由扩散系数.通过有限差分和随机游走模拟方法对水分子在单孔隙及多孔隙介质中的扩散进行数值模拟,考察水分子扩散受限的程度.结合核磁共振在测井及实验室岩石物理应用的技术,进一步分析了受限扩散对求取油水饱和度等岩石物理参数造成的影响.同时,分析总结了两种模拟方法的使用条件及优缺点.

关键词：核磁共振(NMR) 受限扩散微小孔隙有限差分随机游走

来源：评论

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工业催化 2017年第9期25卷 1-9页

作者：王博段爱军陈振涛赵震徐春明中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249 中海油炼油化工科学研究院北京102209

重质油分子结构复杂、尺寸较大且容易聚集形成缔合体,致使在加氢及催化裂化催化剂孔道内存在明显的扩散阻力,显著阻碍了反应物分子与催化剂孔道内部活性位的接触,导致反应速率与转化率明显低于轻质原料。因此,研究重油分子在催化剂孔道... 详细信息

重质油分子结构复杂、尺寸较大且容易聚集形成缔合体,致使在加氢及催化裂化催化剂孔道内存在明显的扩散阻力,显著阻碍了反应物分子与催化剂孔道内部活性位的接触,导致反应速率与转化率明显低于轻质原料。因此,研究重油分子在催化剂孔道内扩散受阻情况可以为催化剂的设计优化提供信息与指导。尽管借助仪器或膜材料能获得溶质分子的扩散性能,但与反应条件下扩散规律差别较大,因此在实际反应体系下获得重油分子在催化剂孔道中的扩散传质具有重要的现实意义。综述采用反应动力学手段获得扩散传质数据并建立受限因子关联模型及其影响因素的研究进展,从反应物选择、反应条件及催化剂等因素的优化角度对重油分子受阻扩散研究进行展望。

关键词：化学动力学重质油受限扩散反应动力学法受阻扩散模型

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用受限扩散和T2测井资料进行地层评价

测井科技 1996年第4期 12-16页

作者： Coat.,GR 代建华

本文描述一种用定梯度、脉冲ＮＭＲ测井仪在井筒中测量孔隙流体扩散的测井解释方法，该方法以单一亲水孔隙中所含油水混合流体的弛豫和扩散的简单数学模型为依据，模型综合考虑了孔隙表面弛豫对水的影响以及油和水二者中的受限扩散，测... 详细信息

本文描述一种用定梯度、脉冲ＮＭＲ测井仪在井筒中测量孔隙流体扩散的测井解释方法，该方法以单一亲水孔隙中所含油水混合流体的弛豫和扩散的简单数学模型为依据，模型综合考虑了孔隙表面弛豫对水的影响以及油和水二者中的受限扩散，测井解释方法采用本征横向弛豫时间Ｔ２与孔隙混合流体的有效扩散系数Ｄ之间的交会图。在交会图上确定一点便可同时得到井眼附近的含水饱和度和岩石孔隙大小。

关键词：受限扩散 T2测井资料地层评价测井资料

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力学所纳米粒子反常受限扩散研究获进展

人工晶体学报 2016年第2期45卷 429-429页

扩散是纳米尺度下最常见的粒子运动及物质输运方式。与简单流体中布朗扩散不同,在复杂流体中,纳米粒子运动受到其附近流体非均匀结构的影响,将表现出反常的受限扩散特性,即均方位移与时间呈非线性关系。近年来研究发现,某些特征时间尺... 详细信息

扩散是纳米尺度下最常见的粒子运动及物质输运方式。与简单流体中布朗扩散不同,在复杂流体中,纳米粒子运动受到其附近流体非均匀结构的影响,将表现出反常的受限扩散特性,即均方位移与时间呈非线性关系。近年来研究发现,某些特征时间尺度下纳米粒子的均方位移与时间仍符合类似布朗运动的线性关系,但其运动的位移概率密度分布却展现出非高斯性质。这种被称为＂非高斯布朗（non-Gaussian yet Brownian）＂的反常现象引起了学界的高度关注,但其来源与机制一直没有得到很好的解释。

关键词：受限扩散均方位移复杂流体非高斯非线性关系力学所 Brownian 布朗扩散时间尺度跳跃扩散

利用孔径均一催化剂测定加氢脱硫条件下重油分子的有效扩散系数

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高校化学工程学报 2014年第6期28卷 1190-1197页

作者：王志刚裴嘉宁陈胜利蔡奇薛扬娄亚峰中国石油大学(北京)重质油加工国家重点实验室北京102249

采用反应-动力学法测定了加氢条件下风城减压渣油超临界萃取窄馏分在四种孔径均一催化剂（WDUPS）中的有效扩散系数.结果表明：在400℃,6.0 MPa下,重油分子在催化剂孔道中的扩散系数的数量级在10-9～10-8 cm2·s-1.随着馏分变重,各馏分... 详细信息

采用反应-动力学法测定了加氢条件下风城减压渣油超临界萃取窄馏分在四种孔径均一催化剂（WDUPS）中的有效扩散系数.结果表明：在400℃,6.0 MPa下,重油分子在催化剂孔道中的扩散系数的数量级在10-9～10-8 cm2·s-1.随着馏分变重,各馏分的有效扩散系数均逐渐降低;随着催化剂孑孔径增加各馏分的有效扩散系数逐渐增加,但当孔径大于48 nm后,有效扩散系数基本不受孔径影响.受限扩散因子的计算结果表明,相比轻馏分,重馏分在催化剂孔道中的扩散更容易受到催化剂孔径的限制.

关键词：渣油孔径均一催化剂扩散系数受限扩散加氢脱硫