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基于BP神经网络的咸水黏度预测及其对渗流的影响
1
作者 李涛 美合日阿依·穆太力普 +2 位作者 薛福生 李延静 敬嘉珩 《油气地质与采收率》 北大核心 2025年第1期152-161,共10页
在碳中和背景下,采用CO_(2)咸水层封存技术来实现碳减排目标时,咸水黏度对储层中的CO_(2)-咸水两相渗流过程有着直接的影响。目前,基于压力影响的黏度预测方法仍有待完善。使用最小二乘法、BP神经网络和基于遗传算法的BP神经网络,将咸... 在碳中和背景下,采用CO_(2)咸水层封存技术来实现碳减排目标时,咸水黏度对储层中的CO_(2)-咸水两相渗流过程有着直接的影响。目前,基于压力影响的黏度预测方法仍有待完善。使用最小二乘法、BP神经网络和基于遗传算法的BP神经网络,将咸水黏度分别当作温度、质量摩尔浓度的二元函数以及温度、质量摩尔浓度、压力的三元函数优化了现有的计算方法,建立了考虑压力影响的黏度预测优化模型。在获得最佳的预测方式后,基于COMSOL软件的水平集方法系统分析了黏度对渗流的影响。研究结果表明,采用最小二乘法可以对现有的经验公式进行一定优化,但是效果不明显;采用二元BP神经网络可以将预测精度提高45.20%,考虑压力后采用三元BP神经网络可以将预测精度提高57.32%。因此,在实验数据充足的情况下,基于BP神经网络模型可以得到较大压力范围内可靠的咸水黏度值;由于经验公式法能够预测黏度变化趋势,在缺乏相应实验数据的情况下,可通过经验公式法获得咸水黏度值。此外,通过仿真结果可以发现,黏度会影响流体在流道的分布,进而影响流动速度,黏度比越大,出口平均速度波动越小且更快地趋于平稳;而且黏度比越大,残余水饱和度越小,越有利于驱替过程的进行,二者呈对数函数的关系。 展开更多
关键词 咸水黏度 BP神经网络 压力 渗流模拟 CO_(2)咸水层封存
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CO_(2)咸水层封存中岩心润湿性对渗流过程的影响
2
作者 美合日阿依·穆太力普 薛福生 +2 位作者 李涛 李延静 刘瑜 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1294-1302,共9页
为了明确CO_(2)咸水层封存过程中岩心润湿性对渗流过程的影响,基于与核磁共振(NMR)技术相结合的孔隙级渗流模型的方法,研究了咸水层润湿性变化对渗流过程的影响,为揭示润湿性作用下的两相渗流规律提供了理论支撑。首先通过NMR技术测得... 为了明确CO_(2)咸水层封存过程中岩心润湿性对渗流过程的影响,基于与核磁共振(NMR)技术相结合的孔隙级渗流模型的方法,研究了咸水层润湿性变化对渗流过程的影响,为揭示润湿性作用下的两相渗流规律提供了理论支撑。首先通过NMR技术测得了渗流过程中的饱和度参数,定量分析得到了平均弛豫时间和咸水饱和度的二次函数耦合关系。之后,在二维层面基于水平集法,通过将润湿性设置为不同润湿水平及空间位置函数,模拟CO_(2)在多孔介质中驱替咸水中储层不同润湿性对渗流过程的影响。研究发现:基于核磁共振纵向弛豫时间(T1)及横向弛豫时间(T2)与咸水饱和度(S)的函数耦合关系,可以较好表征CO_(2)驱替咸水过程中的岩心润湿性变化。基于孔隙级渗流模型表征孔隙尺度下的润湿性各向同性,发现当岩心润湿性处于极端情况,如强亲水(θ=0°)、中性润湿(θ=90°)或者强疏水(θ=180°)状态时,残余水饱和度较低,驱替效果较好。对于润湿性各向异性,驱替过程较为复杂,其对相对渗透率和残余咸水饱和度的影响各异,尤其入口端和出口端的不同润湿性表现会直接影响两相渗流过程,入口端越亲水且出口端越疏水时,咸水渗流速度越快;这可能是由于润湿性各向异性会导致渗流行为的不均匀分布,从而导致渗流速率和驱替效率在空间上和时间上的差异;可见,渗流通道的物性特征对渗流过程的影响较大。未来研究除了关注咸水层空间尺度下的相关变化外,还需注重时间尺度下的不同影响。 展开更多
关键词 CO_(2)咸水层封存 核磁共振 孔隙级渗流模型 润湿性 渗流过程
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预热空气当量比对高碱煤预热煤焦的动力学特性研究
3
作者 张世豪 朱建国 +2 位作者 美合日阿依·穆太力普 刘敬樟 吕清刚 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第S1期36-42,共7页
新疆高碱煤储量丰富,但由于Na、K等碱金属元素含量较高,引发了高碱煤燃烧结渣沾污问题。流态化预热可增加燃料活性、促进碱金属析出,预热燃烧有望实现高碱煤清洁高效燃烧。目前,关于高碱煤预热后的燃料反应动力学特性还尚未阐释。因此,... 新疆高碱煤储量丰富,但由于Na、K等碱金属元素含量较高,引发了高碱煤燃烧结渣沾污问题。流态化预热可增加燃料活性、促进碱金属析出,预热燃烧有望实现高碱煤清洁高效燃烧。目前,关于高碱煤预热后的燃料反应动力学特性还尚未阐释。因此,为探究预热空气当量比(λ)对高碱煤预热煤焦的动力学影响特性,开展了高碱煤循环流化床预热试验,并通过热重试验,分析了活化能和指前因子的变化行为,研究了原煤及预热煤焦的动力学特性。结果表明,预热空气当量比从0.28增至0.40时,预热煤焦的最大失重速率降低,着火点及燃尽点升高;质量转化率在0.5之前,预热煤焦的反应活化能和指前因子均高于原煤,而转化率在0.5~0.8阶段内,结果相反,这是因为不同反应阶段内原煤和预热煤焦的挥发分含量和焦炭反应特性不同所引起的;计算了原煤和预热煤焦在不同燃烧温度下的反应速率常数,发现预热煤焦的反应速率常数均高于原煤,且反应速率常数随预热空气当量比的升高而先增后减,预热当量比0.31、燃烧温度950℃时,预热煤焦的计算反应速率常数约为原煤的13倍。研究结果期望为高碱煤预热燃烧技术的开发和应用提供理论支撑和数据支持。 展开更多
关键词 高碱煤 预热煤焦 空气当量比 反应动力学特性
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燃烧后碳捕集醇胺吸收剂热降解特性研究 被引量：1
4
作者 张增伟 美合日阿依·穆太力普 +2 位作者 李立雯 杜庶铭 徐冬 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第9期83-90,共8页
碳捕集吸收剂的降解不仅会使CO_(2)浓度下降,还可能会导致设备腐蚀并增大碳捕集成本,探究吸收剂在高温条件下的降解特性对于选择合适的碳捕集材料至关重要。以质量分数为30%的乙醇胺(MEA)为基准胺,分别对MEA、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(T... 碳捕集吸收剂的降解不仅会使CO_(2)浓度下降,还可能会导致设备腐蚀并增大碳捕集成本,探究吸收剂在高温条件下的降解特性对于选择合适的碳捕集材料至关重要。以质量分数为30%的乙醇胺(MEA)为基准胺,分别对MEA、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、3-氨基丙醇(MPA)和4-氨基丁醇5种醇胺进行了热降解特性实验研究。通过分析醇胺的降解率、CO_(2)饱和负载下降率和黏度下降率等参数,探究了不同种类醇胺溶液在热降解过程中的变化规律,并结合气质联用色谱(GC-MS),进一步揭示了醇胺溶液吸收剂的降解机理。结果表明,经过16 d的热降解,MEA、DEA、TEA、MPA和4-氨基丁醇的降解特性呈现出明显差异。随着碳链增长,MEA、MPA和4-氨基丁醇的各项降解参数均有所减小,其中4-氨基丁醇最为稳定。对于伯胺MEA、仲胺DEA和叔胺TEA而言,DEA的热稳定性能最差,—CH_(2)CH_(2)OH基团数量的增大并不会增强这3种胺的热降解性能。GC-MS检测结果表明,醇胺的热降解产物较少,其中MPA与4-氨基丁醇生成了哌嗪(PZ),PZ可能抑制了这两种胺的降解。4-氨基丁醇更易发生脱水环化反应,生成四氢吡咯。DEA与TEA的主要降解产物相似,但DEA降解产物数量更多。以上结果,可为优化碳捕集材料的选择提供实验依据。 展开更多
关键词 醇胺 热降解 降解机理 结构变化
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考虑低碳经济运行的四联供综合能源系统优化调度 被引量：11
5
作者 赵乃新 顾文波 美合日阿依·穆太力普 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期54-62,共9页
针对多能源互补机制运行条件下综合能源系统优化调度困难的问题,从降低系统运维成本、减少CO_(2)排放和可再生能源弃用等方面进行了多目标优化调度研究。建立了电-气-热-冷能源系统各设备的数学模型,并针对储能设备在长期运行模拟中的... 针对多能源互补机制运行条件下综合能源系统优化调度困难的问题,从降低系统运维成本、减少CO_(2)排放和可再生能源弃用等方面进行了多目标优化调度研究。建立了电-气-热-冷能源系统各设备的数学模型,并针对储能设备在长期运行模拟中的建模难点,建立了可模拟综合能源系统长期运行调度的约束条件,采用低碳经济运行指标对综合能源系统进行了优化,并对最低运行成本调度和最小碳排放调度的结果进行了比较。模拟了碳价和运维成本增加对调度结果的影响。仿真结果表明,仅使用最小运维成本或最低碳排放作为调度指标将导致高碳排放或高运维成本,而低碳经济调度综合考虑可再生能源的消纳和碳减排指标,可以降低整个系统的低碳经济运行成本。 展开更多
关键词 综合能源系统 多目标优化 低碳经济运行
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基于孔隙网络模型的气液渗流特性 被引量：1
6
作者 美合日阿依·穆太力普 李涛 +5 位作者 顾文波 蔡武 薛庆楠 敬嘉珩 魏景阳 王骞 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2802-2812,共11页
CO_(2)地质封存是实现大量CO_(2)减排的有效途径之一,而阐明CO_(2)在岩石孔隙中的运移规律是CO_(2)长期安全地质封存的关键。基于岩心微观结构重建的孔隙网络模型,不仅可以反映真实岩心孔喉分布规律,又能体现孔隙空间的分布及其发育特征... CO_(2)地质封存是实现大量CO_(2)减排的有效途径之一,而阐明CO_(2)在岩石孔隙中的运移规律是CO_(2)长期安全地质封存的关键。基于岩心微观结构重建的孔隙网络模型,不仅可以反映真实岩心孔喉分布规律,又能体现孔隙空间的分布及其发育特征,在多孔介质多相流研究领域具有十分重要的意义。选用储层较为常见的Berea砂岩,基于微焦点X射线计算机断层扫描(micro-CT)技术获得二维CT图像,在ImageJ软件中通过尺寸裁剪、降噪滤波以及阈值分割等一系列图像处理过程,重建了岩心样品数字图像,并在Matlab软件中借助提取函数实现了二值化;然后,采用最大球算法,通过搜索最大球、建立最大球连通关系、孔喉的识别和参数计算3个主要步骤,提取了实验岩心样品中的孔喉拓扑等效网络,并运用Amira软件进行可视化,将孔隙和吼道等效为球杆模型。通过对比不同图像处理与孔隙网络提取方法得到的岩心孔隙度、配位数、孔喉几何尺寸与形状因子等结构参数,确定了能够较好反映真实岩心孔隙空间特征的数字岩心重构及孔隙网络模型提取方法,即模型Pic7:滤波处理时将Mean值设置为1.5,Median值设置为2;阈值分割选择Otsu算法且应用最大球法提取数字岩心时将最小孔径设置为1。确定了Berea岩心孔隙结构参数:配位数分布在30以内,峰值在5左右;孔隙半径分布在80μm内,集中在20μm左右;吼道半径分布在60μm内,集中在10μm左右;孔隙形状因子和吼道形状因子分布在0.07以内,孔隙形状因子峰值在0.03左右,吼道形状因子峰值在0.035左右。最后,借助帝国理工大学开发的孔隙网络两相渗流模拟程序,用0.103 mol/kg NaCl溶液表征咸水,在50℃、12.4 MPa的储层条件下,开展了基于孔隙网络模型的多孔介质内CO_(2)驱替咸水的渗流数值模拟,通过分析驱替和吸入过程中毛细管压力曲线和相对渗透率曲线,阐明了孔隙网络提取方法对多孔介质多相流过程的影响,再次验证了孔隙网络模型建模方法的可靠性以及所得建模参数的准确性。 展开更多
关键词 孔隙网络模型 最大球算法 多孔介质 数字岩心 CO_(2)地质封存
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四分仓回转式空气预热器热力特性及漏风数值模拟 被引量：1
7
作者 木巴来克·都尕买提 王刚 +1 位作者 王琪 美合日阿依·穆太力普 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期147-156,共10页
针对机组四分仓空气预热器(空预器)漏风过大的问题,以某电厂1000 MW机组的四分仓回转式空预器为研究对象,通过理论分析和数值模拟相结合,对空预器热力特性、转子热变形以及漏风等问题进行研究。数值模拟结果表明:1000 MW机组漏风率每增... 针对机组四分仓空气预热器(空预器)漏风过大的问题,以某电厂1000 MW机组的四分仓回转式空预器为研究对象,通过理论分析和数值模拟相结合,对空预器热力特性、转子热变形以及漏风等问题进行研究。数值模拟结果表明:1000 MW机组漏风率每增加1%,空预器换热效率降低1.13%,电厂年平均多消耗3604 t标准煤;空预器内部在轴向和周向上有较大的温度梯度,而腐蚀和沉积区域大部分分布在低温段;空预器在不同工况运行时转子热变形存在较大的差异,最大热变形都发生在二次风侧,在设置密封系统时需根据转子不同位置热变形特点做出相应调整。 展开更多
关键词 四分仓回转式空气预热器 热力特性 转子热变形 漏风控制 数值模拟
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