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部分预混火焰中自由基和碳氧比的模拟及实验检测研究

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部分预混火焰中自由基和碳氧比的模拟及实验检测研究

作者：张鲁栋华中科技大学

学位级别：硕士

部分预混燃烧形式由于其较为清洁稳定而在实际燃烧装置中被广泛应用。随着当量比的增加,火焰中气相多环芳烃会逐渐向固相碳烟颗粒转变,从而出现碳烟初生。而火焰中的局部碳氧比是碳烟初生的一个重要参数,另外,在碳烟初生区域通常存在激... 详细信息

部分预混燃烧形式由于其较为清洁稳定而在实际燃烧装置中被广泛应用。随着当量比的增加,火焰中气相多环芳烃会逐渐向固相碳烟颗粒转变,从而出现碳烟初生。而火焰中的局部碳氧比是碳烟初生的一个重要参数,另外,在碳烟初生区域通常存在激发态自由基产生的化学发光,因此对火焰中局部碳氧比和相关自由基开展研究对理解和控制碳烟的生成具有重要意义。本文以乙烯部分预混火焰为研究对象,对火焰中的激发态自由基和局部碳氧比进行了模拟及实验检测研究。具体内容如下:首先,基于USC-Mech II气相反应机理并结合CH*生成及淬灭反应,采用半经验碳烟模型进行数值模拟。模拟分析了不同当量比下自由基CH*的分布及其与火焰结构的关系,并进一步研究了碳氧比和温度分布对碳烟生成的影响。结果表明:CH*主要分布在内外火焰面上,是反应放热的表征;内焰面下游为碳烟前驱物及碳烟富集区域;外焰面为氧化物质聚集区域。当量比增加,CH*峰值浓度降低,温度降低,碳烟浓度升高。碳氧比沿火焰轴向先升高再降低,其峰值出现在碳烟初生位置,此处的温度相对较低。外焰面上温度较高,碳氧比较低,氧化性较强,不利于碳烟生成。其次,采用高光谱成像结合Abel逆变换算法,对火焰中自由基CH*和C*进行了检测及重建,并结合模拟结果展开分析。结果表明:在内焰面上,自由基强度沿火焰高度降低。当量比增加,内焰面高度增加,CH*和C*强度降低,而外焰面上的强度变化不明显,中间燃烧区碳烟辐射强度升高。CH*模拟结果与重建结果吻合较好,在内焰面上CH*可以由CH被O或O氧化生成,而在外焰面上CH则只有被O原子氧化。CH同时是自由基和碳烟生成的中间产物,当量比增加,预混气中氧含量减少,导致CH氧化生成CH*和C*的反应被抑制,同时促进了碳烟的生成。最后,采用激光诱导击穿光谱技术(LIBS),对乙烯部分预混火焰中的局部碳氧比进行了检测,研究了不同当量比下沿火焰轴向高度的碳氧原子比的分布情况,并与模拟结果进行了对比。结果表明:检测的谱线强度比与碳氧原子比成线性关系,碳原子沿火焰轴向降低,氧原子沿轴向先降低后升高,碳氧比沿火焰轴向降低,检测结果的变化趋势与模拟结果较为吻合。

关键词：部分预混火焰自由基碳氧比高光谱成像激光诱导击穿光谱碳烟

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碳氧比能谱测井成果在三次采油中的应用

油气田地面工程 2010年第7期29卷 92-93页

作者：王道远宋春红宋增强大庆油田采油四厂

简述了碳氧比能谱测井的原理,用不同的方法评价了解释成果的精度,研究并总结了应用碳氧比能谱测井解释成果分析典型区块主力油层剩余油分布状况的方法。应用该方法可指导聚合物驱区块的动态分析调整,为提高聚驱开发效果和效益奠定了基础。

关键词：碳氧比能谱测井剩余油分布动态分析调整

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伴随粒子碳氧比测井的应用

清华大学学报(自然科学版) 2007年第S1期47卷 1048-1050页

作者：黄炳升林谦清华大学工程物理系清华大学工程物理系北京100084

为使伴随粒子碳氧比测井方法得到实际应用,本文利用Monte Carlo中子输运程序MCNP4C对伴随粒子碳氧比(C/O)测井模型进行了一系列模拟计算,研究了γ射线强度最大的源距与中子出射角度的关系;屏蔽体的长度、大小、材料、形状的不同设计与... 详细信息

为使伴随粒子碳氧比测井方法得到实际应用,本文利用Monte Carlo中子输运程序MCNP4C对伴随粒子碳氧比(C/O)测井模型进行了一系列模拟计算,研究了γ射线强度最大的源距与中子出射角度的关系;屏蔽体的长度、大小、材料、形状的不同设计与γ射线计数的关系等。研究表明:γ射线强度最大源距与中子出射角度的余弦成正比,而屏蔽体的不同设计对仪器性能有较大的影响,本研究可为仪器设计提供理论参考。

关键词：测井碳氧比伴随粒子 Monte Carlo方法

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碳氧比测井地面系统LOG2000综述

油气田地面工程 2008年第10期27卷 60-61页

作者：王岩峰大庆钻探工程公司测井一公司

LOG2000碳氧比测井地面系统包括测井采集软件log2000和测井数据采集箱LOG2000COR,可完成深度、张力等信息的测量,以及能谱仪器的刻度、采集和控制,完成图头、曲线和刻度信息的打印,形成完整的测井功能。该系统的可靠性和操作便捷性与国... 详细信息

LOG2000碳氧比测井地面系统包括测井采集软件log2000和测井数据采集箱LOG2000COR,可完成深度、张力等信息的测量,以及能谱仪器的刻度、采集和控制,完成图头、曲线和刻度信息的打印,形成完整的测井功能。该系统的可靠性和操作便捷性与国内同类软件相比均具有很大优势,非常适合测井小队的生产需要。

关键词： LOG2000 功能模块 Cor Test 测井碳氧比

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碳氧比测井通讯接口系统设计与实现

测井技术 2008年第3期32卷 254-256页

作者：宋玉王成林北京航空航天大学电子信息工程学院北京100083

基于C8051F040单片机，并结合FPGA和USB技术，设计了一种应用于碳氧比测井的通讯接口系统电路。通过利用C8051F040芯片集成的大量数字和模拟外设以及它所带的可配置端口，可以有效简化系统的硬件电路结构。采用USB接口芯片PDIUSBD12实... 详细信息

基于C8051F040单片机，并结合FPGA和USB技术，设计了一种应用于碳氧比测井的通讯接口系统电路。通过利用C8051F040芯片集成的大量数字和模拟外设以及它所带的可配置端口，可以有效简化系统的硬件电路结构。采用USB接口芯片PDIUSBD12实现井下仪器与测井系统主机的数据交换；结合1片FPGA完成特定逻辑，可以有效提高系统的通用性。试验证明，通过实际测试USB接口与主机间的平均数据交换效率达到100～120kbit／s，能够满足目前测井数据实时传输的要求。接口适用性强，可靠性高，系统可以方便地连接到具有USB总线扩展能力的任何系统。

关键词：测井仪器碳氧比接口单片机 USB

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碳氧比能谱测井原理及应用

舰船科学技术 2008年第S2期30卷 199-202页

作者：范广军刘东友中国船舶重工集团公司第七一八研究所河北邯郸056027

利用碳和氧元素作为地层中石油和水的指示元素,向地层发射中子脉冲束,中子与碳、氧原子发生核反应产生非弹性散射伽马射线,通过对伽马射线进行能谱分析,能确定地层中的含油饱和度,监测石油产量,并在套管井中确定油层位置,为石油开采提... 详细信息

利用碳和氧元素作为地层中石油和水的指示元素,向地层发射中子脉冲束,中子与碳、氧原子发生核反应产生非弹性散射伽马射线,通过对伽马射线进行能谱分析,能确定地层中的含油饱和度,监测石油产量,并在套管井中确定油层位置,为石油开采提供重要的地质信息。文中介绍了快中子非弹性散射能谱测量原理,基于该原理的碳氧比能谱测井方法及其在石油测井中的应用。

关键词：快中子非弹性散射碳氧比测井

一种基于环空流体影响的碳氧比测井剩余油饱和度校正方法

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中国锰业 2018年第2期36卷 6-9页

作者：乐彪郭海敏长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室湖北武汉430100 长江大学地球物理与石油资源学院湖北武汉430100

在海上油田开发过程中,由于海上的特殊情况导致井中的管柱结构比陆地复杂,通常存在多重管柱结构(套管、油管、筛管),然而在碳氧比测井过程中需要对目标井进行关井48 h后测量,使管柱中流体充分静止稳定,避免对测量结果带来影响。由于封... 详细信息

在海上油田开发过程中,由于海上的特殊情况导致井中的管柱结构比陆地复杂,通常存在多重管柱结构(套管、油管、筛管),然而在碳氧比测井过程中需要对目标井进行关井48 h后测量,使管柱中流体充分静止稳定,避免对测量结果带来影响。由于封隔器的存在导致在管柱之间会存在环空流体的情况,然而流体的分异性导致管柱中原本的流体会发生油水分层作用,这样会导致碳氧比测井时碳氧比曲线在油多的地方碳氧比值异常增大,形成环空流体影响,对后期解释带来很大的影响。因此提出一种新型校正方法,即当探测范围中的流体由水变为油时,C/O和C/H二者的灵敏度差异来进行校正处理。将校正后的碳氧比曲线运用于含水饱和度的计算中,发现校正后结果与裸眼井资料相符程度较高,应用效果较好,为环空流体校正提供了一种全新的思路。

关键词：环空流体碳氢比碳氧比剩余油饱和度

碳氧比能谱测井技术在南堡陆地浅层油藏的应用

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内蒙古石油化工 2011年第10期37卷 176-178页

作者：陈芙轩玲玲董金平杨小亮袁学生冀东油田公司陆上作业区河北唐山063200

南堡陆地浅层油藏已进入中后期高含水开发阶段,重新评价油层剩余油饱和度至关重要。通过分析碳氧比能谱测井的原理以及影响因素,扩展了其应用范围:一是确定老区块剩余油饱和度,判断油藏开采程度和边底水油藏的水淹程度;二是在非主力断... 详细信息

南堡陆地浅层油藏已进入中后期高含水开发阶段,重新评价油层剩余油饱和度至关重要。通过分析碳氧比能谱测井的原理以及影响因素,扩展了其应用范围:一是确定老区块剩余油饱和度,判断油藏开采程度和边底水油藏的水淹程度;二是在非主力断块的老油井中寻找遗漏油层;三是在构造复杂、认识不清的区块,寻找低阻油层补孔潜力。现场61口井的实际应用表明,通过优化测试仪器的技术性能,该技术具有良好的推广前景。

关键词：碳氧比南堡陆地浅层剩余油

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碳氧比能谱测井的特点及实际应用

物探与化探 2005年第1期29卷 47-49页

作者：姜占西王祝文吉林大学地球探测科学与技术学院

对碳氧比能谱测井的原理及特点进行了简单的介绍,分析了碳氧比能谱测井中的各种影响因素;结合工作实际,重点介绍了碳氧比能谱测井资料在油田中的具体应用。

关键词：石油勘探测井能谱碳氧比