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深穿透跨尺度辐射场分析软件NECP-MCX研发及应用

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原子能科学技术 2024年第3期58卷 528-538页

作者：吴宏春贺清明曹良志黄展鹏郑琪李捷秦帅黄金龙包彦西安交通大学核科学与技术学院陕西西安710049

西安交通大学核工程计算物理实验室自主研发了深穿透跨尺度辐射场分析软件NECP-MCX。针对大空间伽马射线辐射输运模拟、聚变堆停堆剂量模拟和点源屏蔽问题等新应用场景下的新问题与新挑战,在NECP-MCX中研发了对应的新方法与新功能。针... 详细信息

西安交通大学核工程计算物理实验室自主研发了深穿透跨尺度辐射场分析软件NECP-MCX。针对大空间伽马射线辐射输运模拟、聚变堆停堆剂量模拟和点源屏蔽问题等新应用场景下的新问题与新挑战,在NECP-MCX中研发了对应的新方法与新功能。针对km尺度的伽马射线辐射输运问题,提出一致性共轭驱动重要性抽样(CADIS)-下次事件估计器(NEE)耦合方法,该方法能够精确高效地获得km尺度距离处的光子通量密度,计算效率比传统的NEE高6.8倍;针对聚变堆停堆剂量问题,采用粒子输运-燃耗-活化-源项耦合分析方法,获得PF线圈、TF线圈、真空室和偏滤器处停堆剂量随停堆时间的变化;对于点源屏蔽问题,提出首次碰撞源(FCS)-CADIS方法,解决CADIS方法对点源进行源偏倚的局限性,FCS-CADIS方法的计算效率比CADIS方法高2倍。

关键词：蒙特卡罗方法粒子输运深穿透一致性共轭驱动重要性抽样

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延长油田低渗砂岩深穿透多氢酸解堵体系研究

化学工程师 2024年第8期38卷 53-58页

作者：何成海聂安琪乔生龙高宁宁延长油田股份有限公司靖边采油厂陕西榆林718500

本文通过延长油田CH-1与CH-2储层矿物组分与黏土成分的分析、敏感性实验、回用地层水结垢分析,明确了注水开发过程中出现的注入压力升高主要源于地层结垢、水敏及酸敏伤害造成的低渗砂岩孔隙堵塞。本文采用溶蚀实验、铁离子稳定实验、... 详细信息

本文通过延长油田CH-1与CH-2储层矿物组分与黏土成分的分析、敏感性实验、回用地层水结垢分析,明确了注水开发过程中出现的注入压力升高主要源于地层结垢、水敏及酸敏伤害造成的低渗砂岩孔隙堵塞。本文采用溶蚀实验、铁离子稳定实验、挂片腐蚀实验等优选出多氢酸供剂、铁离子稳定剂以及缓蚀剂,并采用正交实验的方法优化配方,得到用于延长油田低渗砂岩解堵的深穿透多氢酸酸液体系。结果表明,该酸液体系配方为15%HCl+5%NH_(4)F+5%DTPMP+1%GLDA-Na+2%XCI-1,在60~90℃范围内可使储层岩芯渗透率恢复率达400%以上,90℃条件下酸岩作用时间达180min以上,60℃条件下酸岩反应时间可达300min以上。

关键词：低渗砂岩注水开发酸化解堵多氢酸深穿透

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超低渗砂岩储层深穿透缓速解堵增注工艺

化学工程师 2024年第4期38卷 90-94,21页

作者：赵小光胡东伟李媛董春翁华涛中国石油长庆油田分公司第十采油厂甘肃庆阳745100 中国石油长庆油田分公司第十二采油厂甘肃庆阳745100 庆阳华宇石油工程技术有限公司甘肃庆阳745100 长庆化工集团庆阳分公司甘肃庆阳745100

针对HQ油田超低渗砂岩储层物性差、渗流阻力大,注水井投注一段时间后易发生油层堵塞,吸水变差,达不到油田开发注水要求,且常规酸化增注效果又不理想的问题,为确保注够水、注好水,促进油藏高效开发,开展了超低渗砂岩储层欠注井解堵增注... 详细信息

针对HQ油田超低渗砂岩储层物性差、渗流阻力大,注水井投注一段时间后易发生油层堵塞,吸水变差,达不到油田开发注水要求,且常规酸化增注效果又不理想的问题,为确保注够水、注好水,促进油藏高效开发,开展了超低渗砂岩储层欠注井解堵增注技术研究。通过分析该储层欠注井常规酸化增注效果不理想的原因,结合储层地质特征,设计出一种深穿透缓速解堵液;对该解堵液的缓速性能、解堵能力、抑制二次伤害、金属离子螯合能力等性能进行了室内评价;运用该解堵液在HQ油田开展了现场深穿透缓速解堵增注工艺设计及实验工作,与以往常规酸化增注对比,试验井增注措施有效率提高了16.7%、平均单井注水压力下降1.7MPa、平均单井有效期延长了8个月。通过室内研究和现场实验,形成了一种适应HQ油田特殊储层的解堵增注工艺。

关键词：超低渗砂岩储层深穿透缓速解堵抑制增注

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深穿透大中型压裂增产改造技术研究与应用

现代化工 2018年第5期38卷 187-190页

作者：赵运祥郭大立赵旭斌邓家胜彭洋平西南石油大学理学院四川成都610500 新疆油田公司百口泉采油厂新疆克拉玛依834000

对于低渗透、埋藏深、致密油气藏,常规压裂技术不能有效地实现储层的增产改造。以新疆玛北油田为例,新疆玛北油田石油储量非常大,但是由于储层埋藏深、致密、低渗透的特点,常规压裂技术效果差、产量低。为了实现对储层的深穿透、长裂缝... 详细信息

对于低渗透、埋藏深、致密油气藏,常规压裂技术不能有效地实现储层的增产改造。以新疆玛北油田为例,新疆玛北油田石油储量非常大,但是由于储层埋藏深、致密、低渗透的特点,常规压裂技术效果差、产量低。为了实现对储层的深穿透、长裂缝、高导流,提出了深穿透大中型压裂改造技术。通过对压裂工艺的优选,按照"一高三低"的原则优选压裂液,按照"三结合"的原则优选支撑剂。通过优化压裂施工参数,经现场压裂施工应用,压后产油量比压前有了大幅度的增加。

关键词：低渗透储层深穿透大中型压裂压裂工艺

蒙特卡罗输运模拟软件JMCT的深穿透屏蔽计算

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强激光与粒子束 2018年第4期30卷 146-152页

作者：申靖文胡也郑俞马续波华北电力大学核科学与工程学院北京102206 国家电力投资集团中央技术研究院北京100029

核设施辐射屏蔽计算,由于其大规模计算及深穿透等特性,一直是蒙特卡罗方法工程应用的难点之一。采用我国自主研发的三维中子-光子蒙特卡罗粒子输运模拟软件JMCT,结合可视化建模工具JLAMT,对OECD国际基准例题Winfrith Iron/Water Benchma... 详细信息

核设施辐射屏蔽计算,由于其大规模计算及深穿透等特性,一直是蒙特卡罗方法工程应用的难点之一。采用我国自主研发的三维中子-光子蒙特卡罗粒子输运模拟软件JMCT,结合可视化建模工具JLAMT,对OECD国际基准例题Winfrith Iron/Water Benchmark Experiment(ASPIS)两例实验装置进行建模与计算分析,并将计算结果与实验值及MCNP计算值进行对比。结果表明,JMCT计算值与MCNP计算值符合较好,其中Winfrith Iron Benchmark Experiment(ASPIS)最大偏差不超过7%,平均偏差1.3%;Winfrith Water Benchmark Experiment(ASPIS)最大偏差小于20%,平均偏差小于10%,证明了JMCT在屏蔽计算以及深穿透问题的可靠性与工程应用性。

关键词：蒙特卡罗深穿透 JMCT JLAMT 屏蔽输运

深穿透屏蔽计算中MCNP减方差技巧应用及比较

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核电子学与探测技术 2016年第7期36卷 729-733,741页

作者：聂星辰李佳赵平辉祝庆军徐坤中国科学技术大学核科学技术学院合肥230027 中国科学院等离子体物理研究所合肥230031

在中子输运的深穿透屏蔽计算中,采用有效的MCNP减方差技巧可以有效缩减计算时间提高计算效率。以一维聚变反应堆(CFETR)平板模型作为深穿透屏蔽计算实例,分别应用了几何分裂与轮盘赌、源偏倚、强迫碰撞、权窗、指数变换等减方差技巧,对... 详细信息

在中子输运的深穿透屏蔽计算中,采用有效的MCNP减方差技巧可以有效缩减计算时间提高计算效率。以一维聚变反应堆(CFETR)平板模型作为深穿透屏蔽计算实例,分别应用了几何分裂与轮盘赌、源偏倚、强迫碰撞、权窗、指数变换等减方差技巧,对各种减方差技巧应用过程中遇到的如中子平分布问题,全零权窗问题等问题,进行了分析总结,并在此基础上提出了针对深穿透问题的新的解决思路。通过不同方法分析和组合,获得了权窗和指数变换的最佳组合,使计算效率加速了162倍。

关键词： MCNP 减方差深穿透中子屏蔽

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水力深穿透射孔一次射多层技术应用

油气井测试 2006年第5期15卷 64-65页

作者：赵旭升大庆油田有限责任公司试油试采分公司黑龙江大庆163412

水力深穿透射孔由于其特有的射孔方式,在油田得到推广。应用该技术进行一次射多层的施工,不仅可以保证地层的原有渗透率,还可以节约施工成本。从其原理、结构、工艺等方面对一次射多层的水力深穿透射孔技术的现场应用进行总结,提出了改... 详细信息

水力深穿透射孔由于其特有的射孔方式,在油田得到推广。应用该技术进行一次射多层的施工,不仅可以保证地层的原有渗透率,还可以节约施工成本。从其原理、结构、工艺等方面对一次射多层的水力深穿透射孔技术的现场应用进行总结,提出了改进措施。

关键词：水力射孔深穿透多层技术

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深穿透缓速酸PRH—1的研究与应用

油气田地面工程 2004年第8期23卷 14-15页

作者：贾长贵田常青刘应红中原油田采油工程技术研究院中国石化股份有限公司发展计划部

针对轮南油田注水井前期酸化解堵措施中存在的二次污染和出砂等问题 ,研制并应用了PRH— 1型深穿透缓速酸。与其他深穿透缓速酸相比 ,该缓速酸在缓速性能、缓速酸引发剂的选择、防止酸化二次沉淀、多功能高效酸化助剂和现场施工工艺方... 详细信息

针对轮南油田注水井前期酸化解堵措施中存在的二次污染和出砂等问题 ,研制并应用了PRH— 1型深穿透缓速酸。与其他深穿透缓速酸相比 ,该缓速酸在缓速性能、缓速酸引发剂的选择、防止酸化二次沉淀、多功能高效酸化助剂和现场施工工艺方面有一定的新颖性和实用性 ,并且解堵增注效果显著。

关键词：缓速酸深穿透增注酸化解堵出砂注水井二次沉淀引发剂助剂工艺

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深穿透稀土荧光生物探针的构建及性能研究

深穿透稀土荧光生物探针的构建及性能研究

作者：宁丹阳哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

近年来,生物分子成像在材料化学领域有了进一步的研究进展,旨在改进探针设计,建立更实用的光学平台。稀土荧光生物探针是一种很有前途的光学检测候选探针,与其他材料相比具有明显的优势,包括良好的生物相容性,较长的荧光寿命和较高的光... 详细信息

近年来,生物分子成像在材料化学领域有了进一步的研究进展,旨在改进探针设计,建立更实用的光学平台。稀土荧光生物探针是一种很有前途的光学检测候选探针,与其他材料相比具有明显的优势,包括良好的生物相容性,较长的荧光寿命和较高的光热转换效率等。这种探针可以通过合理地设计来满足特定的生物要求,除了对尺寸、表面电荷和形状等参数进行物理修饰外,还可以通过在其表面包裹靶向配体和抗体提高分子靶向特异性。生物探针在促进光学成像和疾病的诊断和治疗方面发挥着巨大的作用。然而,深层生物组织成像会受到光学散射的严重阻碍,显著限制其应用深度。现有的大多数荧光成像技术使用高斯光束进行激发,但是这种激发方案无法在较大深度保证成像质量。研究发现,贝塞尔光束可以在较大穿透深度下保持光束形状和尺寸。因此,本文的主要研究目标是设计并合成小尺寸、高性能的稀土荧光生物探针,构建简单的产生贝塞尔光束的装置,实现深层组织成像和光热治疗。本文的研究内容如下:(1)制备了一种Nd/Yb重掺杂纳米晶体,利用从Nd到Yb的高效能量转移来实现强的Yb发光。Nd:F→I,Yb:F→F,分别实现800 nm的强吸收和980 nm的强发射。通过与Nd单掺杂纳米晶体时最有效的发光和发热两种样品进行比较,在样品表征和发光机理研究后进行光谱测量,后续评估了制备样品的量子效率、光热转化效率和荧光寿命。(2)通过一种简易方法实现贝塞尔光束的产生,这里的毛细管被视作特殊的光纤,不仅从理论上进行推导分析,还通过实际搭建光学系统证明了这种方法的可行性。此外,通过在PDMS中添加二氧化钛和墨水,构建了具有光学特性的模拟组织。在进行正式实验前基于此模型展开测试,在相同实验条件下进行贝塞尔和高斯激发光束分别作用于模拟组织的研究与比较。(3)最后,建立一个利用贝塞尔光束激发重掺杂纳米晶体的探测系统,实现深层组织应用。一方面,采用毛细管选模法产生的贝塞尔光束激发可以抑制能量损失:另一方面,Na Yb F:90%Nd纳米晶体在800 nm激发下,强大的能量捕获可以同时实现有效的荧光和发热。结合贝塞尔激发和重掺杂纳米晶体的优势,所构建的生物探测系统具有深层组织成像、精确光热治疗和潜在温度监测能力,在医学领域具有广阔的应用前景。

关键词：稀土掺杂纳米晶体贝塞尔光束纳米加热器生物成像深穿透