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石油论文参考文献
石油是一种粘稠的、深褐色液体，被称为“工业的血液”。下面，我为大家分享石油论文参考文献，希望对大家有所帮助!
爆炸荷载作用下大型立式圆柱形储油罐动力响应分析
延迟焦化装置主分馏塔及吸收稳定系统的模拟计算与优化
天然气管道无线监控系统的研究与实现
定向井井眼轨迹可视化技术研究
精细控压钻井井内压力计算方法研究
分隔壁塔双效精馏热集成系统的稳态和动态行为研究
高层办公建筑的空间流线解析及研究
再生水源热泵应用于供热系统的研究与评价
基于MVC的图形定制系统的研究与实现
电磁感应数据传输系统的硬件研制
大庆钻探工程公司内部控制评价与优化研究
长春岭低温低压高含蜡油藏开发技术对策研究
“固—气—液”联产的生物质能源转换工艺及产物利用的研究
香菇纤维素酶基因cel6B的克隆及其在大肠杆菌中的表达
碳钢热浸镀铝镀层的组织与性能及稀土改性研究
大型半潜船工程项目的可行性与市场评估研究
吉林油田公司油气田地面工程建设项目竣工验收规范流程的设计
新立油田整体改造工程可行性分析
管道局管道工程项目物流整合研究
新型PIP系统在大型石化工程项目管理中的应用
变温荷载作用下饱和粉质粘土的固结特性研究
XX油田井下作业工程公司配液站改扩建项目环境影响后评价研究
吉林油田公司企业生产安全文化建设研究
有机涂层下船用钢电偶腐蚀规律研究
逆向跨国并购的动因和绩效研究
基于GIS的海上石油平台溢油应急管理信息系统的开发研究
一类n+1维乘积型偏微分方程Cauchy问题
燃气轮机—加热炉系统集成优化研究
古平一井井眼轨道设计与控制
大规模稀疏线性方程组的预条件迭代法的研究
深圳湾滨海休闲带海洋工程对海洋环境影响的研究
疏浚工程对碣石湾环境影响评价研究
改性提高生物降解材料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)耐撕裂性的研究
共聚物橡胶的结构性能分析及其物理特性的'分子模拟
半纤维素基温敏性水凝胶的制备与性能研究
基于危险率分析的风浪参数联合设计标准研究
深水采油管柱在地震荷载作用下的动力响应
导管架平台结构整体安全水平分析与标定
采油螺杆泵光杆扭矩和轴向力集成传感器的研究
随钻地层压力测量装置的设计与仿真研究
石油钻进工程中竖直井钻柱振动问题的ANSYS模拟计算与分析
微介孔复合炭膜的制备及其性能研究
中国石油山东天然气管网工程可行性研究
化学反应放热失控安全泄放设计及评估技术研究
H型垂直轴风力发电机组支承塔架的结构选型和受力性能研究
天然气涡旋压缩机增压装置供油系统压力和流量的优化控制
烃类厌氧降解过程中互营细菌的分布特征和系统发育研究
中石油南美地区工程项目冲突管理研究
面向吊装工程的履带起重机站位优化研究
多尺度三维地质对象可视化关键技术研究与实现
石油工程钻井论文
随着经济的发展，人们对石油的需求不断增长，为满足人们需求，石油工程技术也呈现出了不断发展的趋势。以下是我搜索整理一篇石油工程钻井论文，欢迎大家阅读!
摘要： 石油钻井工程技术是石油工程技术中的重要部分，为提升钻井速度，提高钻井质量，黑龙江大庆油田有限公司也加强了对这一技术的研究。本文就石油工程技术钻井技术进行了研究分析。
关键词： 石油工程技术；钻井技术；研究
石油的开采中，石油工程技术具有重要地位，石油钻井技术则是石油工程技术中的重要部分。为充分满足现阶段人们对石油的需求，石油企业也应加强对石油工程技术中钻井技术的研究，以提升钻井效率和工作质量，以推动我国石油开发与勘探工作的进一步发展。
1、石油钻井技术相关概述
近年来，我国石油产业得到了巨大的发展，石油技术方面也取得了显著的成就。尤其是近十年，越来越多的先进技术被引入石油工程[1]。尤其是钻井技术的应用，使我国的油气储备量大大增加，对石油的开采也从以往的地面转向了海洋、深层等难度较大的区域，有效提升了我国的'油气产量。而石油工程钻井技术的创新发展，也成为了现阶段石油企业发展的关键。
2、主要石油钻井技术研究
石油工程技术水平钻井技术研究
水平钻井技术是一种定向钻井技术[2]。在实际运用过程中，需要利用井底动力工具、随钻测量仪器等，钻井完成时的斜角应保持86°以上。这一技术的应用时间较早，大庆油田在这一技术的研究应用中，抓住了动态监控、上下方位调整，钻具平稳、多开转盘等技术要点。其中，上下调整是要求工作人员能够对井斜角和铅垂位置进行调整，动态监控是实现对已钻井段、钻具组合定向状态等进行分析，以便进行科学调整的过程，钻具平稳是要求钻具稳定性能较强，这一要点主要受钻具选型和组合设计所影响，而多开转盘则是通过减少摩擦力提升钻速，以保证水平段开钻盘进尺度能够不小于总进尺的75%。
石油工程技术地质导向钻井技术研究
地质导向钻井技术的运用需要将导向工具和仪器相结合，并实现了钻井技术与测井技术和油藏工程技术的协同使用。因其具备的电阻率地质参数等，使这一技术在运用中，能够给对地质构造进行准确判断，并对储层特性进行明确，有效实现了对钻头轨迹的控制，使钻井工程的开采成功率提升，成本降低。
石油工程技术大位移井钻井技术研究
这一技术是现阶段石油工程技术中的高精尖技术之一，能够实现定位井和水平井技术的有效统一。现阶段，这一技术的运用中还存在着很多难点，我国大庆油田企业也加强了对这一技术的研究，不但优化器配套技术和相关理论，并将其应用于浅海区域油田，以充分发挥其实际价值。
石油工程技术连续管与套管钻井技术研究
连续管与套管钻井技术主要应用于小眼井、侧钻以及老井加深等方面，由于其所用设备和空间较小，因此具有较大的优势，能够在海上或是限制条件较多的地面的钻井工作中。这一技术在运用时，需要在防喷器上设置环形橡胶，以保证欠平衡压力钻井工作的顺利进行，并起到保护油气层的作用，钻井时通常不需要停泵，钻井液会在这一技术的运用下始终处于循环状态，有效避免井喷。
石油工程技术深层钻井提速技术研究
为提升钻井速度、加快石油勘探工作，大庆油田企业对深层钻井提速技术进行了研究。深层勘探主要是对超过两千五百米深度的地质层进行勘探的工作，这一工作多由深层气藏岩性的复杂，导致工作很难进行，硬度较大的岩石会造成钻头的严重磨损，并影响钻井工作效率，而地下的高温也会对钻井设备造成极大的伤害，地下压力层和胶质性较差的破碎性地层会为工作人员的工作造成极大的安全隐患。大庆油田公司对深层钻井提速技术进行了研究，深入研究钻井设计、提速工具、配套技术等。钻井设计优化有利于深层钻井提速提效[3]。大庆油田公司综合考虑了井深、岩性、地层压力等方面的因素，要求深层直井全部采用三开井身结构，例如对古深3井进行优化，使其表层套管下深为352m，二开井段采用气体钻井技术，套管下深为3180m，三开井段采用气体技术与涡轮技术等相结合的方式。最终完钻井深4920m，钻井时间与以往相比缩短了。同时，根据不同井段选择了相应的高效钻头。另外，大庆油田公司对提速工具进行了研制。其中，液动旋冲提速工具能够实现钻井液流体能量向机械能的转化，减轻了钻头的磨损度，有效提升了机械钻速。涡轮钻具则能够利用钻井液的冲击产生机械能，推动钻头高速运转，有效提升了对高硬、极硬地层的钻井速度。同时，其在地层出水预测技术、气体钻井技术等方面也进行了完善。建立了不同渗透率、不同流动方式等条件下底层出水的判别公式，有效提升了预测精度。完善后的气体钻井技术也在石油钻井中中得到了成功运用，平均钻井周期缩短了。
3、结语
石油工程技术在石油勘探工作中起到了重要的作用，尤其是其中的钻井工程技术的有效运用，能够有效减少安全事故的发生。我国大庆油田公司针对这一技术进行了积极研究，并实现了深层钻井提速技术的有效研究运用，对我国石油工程技术的发展做出了巨大的贡献。
参考文献：
[1]马春宇.浅谈石油工程钻井技术的发展[J].科技资讯,2015,5(5):69-70.
[2]魏斌.关于石油钻井工程技术的探讨[J].中国石油石化,2015,7(14):86-87.
[3]李瑞营.大庆深层钻井提速技术[J].石油钻探技术,2015,1(1):38-42.
[石油工程]气藏水平井合理配产摘 要目前，运用水平井开发油气藏受到越来越多的油田工作者推崇。但用水平井开发气藏要受到多种因素的制约，诸如渗透率各向异性、水平井长度、气层厚度、水平井位置、地层损害程度等，对于低渗透气藏还要考虑启动压力梯度、应力敏感等因素的影响。不同的气藏类型，其所考虑的因素也有所不同，产能公式求解也相应不同。运用水平气井流入动态曲线分析可以更直观的分析参数变化所引起的产量变化关系，了解影响产能的因素。本文就气藏水平井合理配产方面，总结了各类气藏水平井开发的实用公式，讨论了气藏开发的影响因素，分析了相关因素对水平井产量和流入动态的影响，最终得到了气藏水平井开发的实用范围及特点。在获得确定气藏水平井产能实用公式基础上，根据气藏水平井配产的相关方法，通过实例分析，了解了气藏水平井长度、避水程度因素对水平井产能的影响，绘制了无阻流量增量随避水程度变化的关系曲线图，最终确定了合理的水平段长度和避水程度，最后应用经验法配产，获得了该井的合理产量。关键词：气藏；水平井；影响因素；配产目 录1 绪论 立论依据及研究的目的及意义 国内外研究现状 水平气井产能公式的提出 水平井产能分析概要 气井配产研究 气藏水平井产能影响因素 气井配产限制因素 本文的研究目标、技术路线及所完成的工作 研究目标 技术路线 本文完成的工作 62 气藏水平井开发公式及影响因素分析 裂缝性气藏水平井求解公式 非达西流动对水平井产能的影响 裂缝性有水气藏水平井公式及分析 凝析气藏水平井的公式及分析 启动压力梯度和应力敏感效应对低渗透气藏水平井产能的影响 气藏水平井产能影响因素 气层厚度及水平井段长度的影响 各向异性的影响 地层损害的影响 底水驱气藏水平井 底水锥进气井临界产量确定常用方法 边、底水气藏气井开采特征 气井工作制度分析 水平气井流入动态曲线分析 水平气井长度对水平气井流入动态曲线的影响 气层厚度对水平气井流入动态曲线的影响 各向异性对水平气井流入动态曲线的影响 地层损害对水平气井流入动态曲线的影响 313 气藏水平井合理配产方法 气藏配产方法 经验法 系统分析方法 各种方法剖析 经验法剖析 单点法 指数式 二项式 节点分析法剖析 在节点分析基础上引入时间变量的配产方法 优化配产方法 434 实例计算 445 结论及建议 结论 建议 49谢 辞 50参考文献 51
石油论文参考文献
石油是一种粘稠的、深褐色液体，被称为“工业的血液”。下面，我为大家分享石油论文参考文献，希望对大家有所帮助!
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石油工程钻井论文
随着经济的发展，人们对石油的需求不断增长，为满足人们需求，石油工程技术也呈现出了不断发展的趋势。以下是我搜索整理一篇石油工程钻井论文，欢迎大家阅读!
摘要： 石油钻井工程技术是石油工程技术中的重要部分，为提升钻井速度，提高钻井质量，黑龙江大庆油田有限公司也加强了对这一技术的研究。本文就石油工程技术钻井技术进行了研究分析。
关键词： 石油工程技术；钻井技术；研究
石油的开采中，石油工程技术具有重要地位，石油钻井技术则是石油工程技术中的重要部分。为充分满足现阶段人们对石油的需求，石油企业也应加强对石油工程技术中钻井技术的研究，以提升钻井效率和工作质量，以推动我国石油开发与勘探工作的进一步发展。
1、石油钻井技术相关概述
近年来，我国石油产业得到了巨大的发展，石油技术方面也取得了显著的成就。尤其是近十年，越来越多的先进技术被引入石油工程[1]。尤其是钻井技术的应用，使我国的油气储备量大大增加，对石油的开采也从以往的地面转向了海洋、深层等难度较大的区域，有效提升了我国的'油气产量。而石油工程钻井技术的创新发展，也成为了现阶段石油企业发展的关键。
2、主要石油钻井技术研究
石油工程技术水平钻井技术研究
水平钻井技术是一种定向钻井技术[2]。在实际运用过程中，需要利用井底动力工具、随钻测量仪器等，钻井完成时的斜角应保持86°以上。这一技术的应用时间较早，大庆油田在这一技术的研究应用中，抓住了动态监控、上下方位调整，钻具平稳、多开转盘等技术要点。其中，上下调整是要求工作人员能够对井斜角和铅垂位置进行调整，动态监控是实现对已钻井段、钻具组合定向状态等进行分析，以便进行科学调整的过程，钻具平稳是要求钻具稳定性能较强，这一要点主要受钻具选型和组合设计所影响，而多开转盘则是通过减少摩擦力提升钻速，以保证水平段开钻盘进尺度能够不小于总进尺的75%。
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这一技术是现阶段石油工程技术中的高精尖技术之一，能够实现定位井和水平井技术的有效统一。现阶段，这一技术的运用中还存在着很多难点，我国大庆油田企业也加强了对这一技术的研究，不但优化器配套技术和相关理论，并将其应用于浅海区域油田，以充分发挥其实际价值。
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连续管与套管钻井技术主要应用于小眼井、侧钻以及老井加深等方面，由于其所用设备和空间较小，因此具有较大的优势，能够在海上或是限制条件较多的地面的钻井工作中。这一技术在运用时，需要在防喷器上设置环形橡胶，以保证欠平衡压力钻井工作的顺利进行，并起到保护油气层的作用，钻井时通常不需要停泵，钻井液会在这一技术的运用下始终处于循环状态，有效避免井喷。
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3、结语
石油工程技术在石油勘探工作中起到了重要的作用，尤其是其中的钻井工程技术的有效运用，能够有效减少安全事故的发生。我国大庆油田公司针对这一技术进行了积极研究，并实现了深层钻井提速技术的有效研究运用，对我国石油工程技术的发展做出了巨大的贡献。
参考文献：
[1]马春宇.浅谈石油工程钻井技术的发展[J].科技资讯,2015,5(5):69-70.
[2]魏斌.关于石油钻井工程技术的探讨[J].中国石油石化,2015,7(14):86-87.
[3]李瑞营.大庆深层钻井提速技术[J].石油钻探技术,2015,1(1):38-42.
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新立油田整体改造工程可行性分析
管道局管道工程项目物流整合研究
新型PIP系统在大型石化工程项目管理中的应用
变温荷载作用下饱和粉质粘土的固结特性研究
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吉林油田公司企业生产安全文化建设研究
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[石油工程]气藏水平井合理配产摘 要目前，运用水平井开发油气藏受到越来越多的油田工作者推崇。但用水平井开发气藏要受到多种因素的制约，诸如渗透率各向异性、水平井长度、气层厚度、水平井位置、地层损害程度等，对于低渗透气藏还要考虑启动压力梯度、应力敏感等因素的影响。不同的气藏类型，其所考虑的因素也有所不同，产能公式求解也相应不同。运用水平气井流入动态曲线分析可以更直观的分析参数变化所引起的产量变化关系，了解影响产能的因素。本文就气藏水平井合理配产方面，总结了各类气藏水平井开发的实用公式，讨论了气藏开发的影响因素，分析了相关因素对水平井产量和流入动态的影响，最终得到了气藏水平井开发的实用范围及特点。在获得确定气藏水平井产能实用公式基础上，根据气藏水平井配产的相关方法，通过实例分析，了解了气藏水平井长度、避水程度因素对水平井产能的影响，绘制了无阻流量增量随避水程度变化的关系曲线图，最终确定了合理的水平段长度和避水程度，最后应用经验法配产，获得了该井的合理产量。关键词：气藏；水平井；影响因素；配产目 录1 绪论 立论依据及研究的目的及意义 国内外研究现状 水平气井产能公式的提出 水平井产能分析概要 气井配产研究 气藏水平井产能影响因素 气井配产限制因素 本文的研究目标、技术路线及所完成的工作 研究目标 技术路线 本文完成的工作 62 气藏水平井开发公式及影响因素分析 裂缝性气藏水平井求解公式 非达西流动对水平井产能的影响 裂缝性有水气藏水平井公式及分析 凝析气藏水平井的公式及分析 启动压力梯度和应力敏感效应对低渗透气藏水平井产能的影响 气藏水平井产能影响因素 气层厚度及水平井段长度的影响 各向异性的影响 地层损害的影响 底水驱气藏水平井 底水锥进气井临界产量确定常用方法 边、底水气藏气井开采特征 气井工作制度分析 水平气井流入动态曲线分析 水平气井长度对水平气井流入动态曲线的影响 气层厚度对水平气井流入动态曲线的影响 各向异性对水平气井流入动态曲线的影响 地层损害对水平气井流入动态曲线的影响 313 气藏水平井合理配产方法 气藏配产方法 经验法 系统分析方法 各种方法剖析 经验法剖析 单点法 指数式 二项式 节点分析法剖析 在节点分析基础上引入时间变量的配产方法 优化配产方法 434 实例计算 445 结论及建议 结论 建议 49谢 辞 50参考文献 51
可调弯接头是指弯接头的弯角大小和方向可根据需要实时调整的一种井下导向工具，它属于定向钻井中的关键技术之一，同时也是本章讨论的取心、纠斜同步钻进方案的核心技术。国内外对可调接头的研究比较重视，国外已有不少相关产品推向市场，总的来说，按其工作方式可把可调弯接头分成四大类：静态偏置推靠钻头工作方式、静态偏置指向钻头工作方式、动态偏置推靠钻头工作方式、动态偏置指向钻头工作方式，如图所示。
图 导向工具（可调弯接头）的分类
国外研究现状
国外在可控弯接头的研究工作起步较早，20世纪90年代初，Schlumberger Anadrill钻井公司技术人员提出了“地面闭环自动控制钻井系统”方案，从而揭开了可调导向定向钻进技术发展的新篇章。目前，国外对可调弯接头的研究已经进入了智能控制的时代，最具代表性的是Baker Hughes推出的Auto Trak不旋转外筒式闭环自动导向钻井系统、Schlumberger Anadrill公司的Power Drive全旋转导向钻井系统和Sperry-Sun产品服务公司推出的Geo-Pilot旋转导向自动钻井系统三者的可调导向工具。
（1）AutoTrak旋转闭环系统
AutoTrak旋转闭环系统的井下偏置导向工具由不旋转外套和旋转心轴两大部分通过上下轴承连接形成一可相对转动的结构。旋转心轴上接钻柱，下接钻头，起传递钴压、扭矩和输送钻井液的作用。不旋转外套上设置有井下CPU、控制部分和支撑翼肋。图是井下偏置导向工具的导向工具实物和原理示意图。当轴向均匀分布的三个支撑翼肋分别以不同液压力支撑于井壁时，不旋转外套将不随钻柱旋转，同时，井壁的反作用力将对井下偏置导向工具产生一个偏置合力。所以，通过控制三个支撑翼肋的支出液压力的大小，便可控制偏置力的大小和方向，控制导向钻井。
图 AutoTrak导向工具
（2）PowerDriver旋转导向钻井系统
与Auto Trak RClS系统靠独立的液压系统为支撑翼肋的支出提供动力来源不同的是，Power Driver SRD系统的支撑翼肋的支出动力来源是钻井过程中自然存在的钻柱内外的钻井液压差。如图所示，有一控制轴从控制部分稳定平台延伸到下部的翼肋支出控制机构，底端固定上盘阀，由控制部分稳定平台控制上盘阀的转角。下盘阀固定于井下偏置工具内部，随钻柱一起转动，其上的液压孔分别与翼肋支撑液压腔相通。在井下工作时，由控制部分稳定平台控制上盘阀的相对稳定性；随钻柱一起旋转的下盘阀上的液压孔将依次与上盘阀上的高压孔接通，使钻柱内部的高压钻井液通过该临时接通的液压通道进入相关的翼肋支撑液压腔，在钻柱内外钻井液压差的作用下，将翼肋支出。这样，随着钻柱的旋转，每个支撑翼肋都将在设计位置支出，从而为钻头提供一个侧向力，产生导向作用。
图 PowerDriver导向工具
（3）Geo-Pilot旋转导向自动钻井系统
Geo-Pilot旋转导向钻井系统也是一种导向工具，但与AutoTrak系统和Power Driver系统不同的是，Geo-Pilot旋转导向钻井系统不是靠偏置钻头进行导向，而是靠旋转外套与旋转心轴之间的一套偏置机构使心轴偏置，从而为钻头提供了一个与井眼轴线不一致的倾角，产生导向作用。其偏置机构是一套由几个可控制的偏心圆环组合形成的偏心机构，当井下自动控制完成组合之后，该机构将相对于旋转外套固定，从而始终将旋转心轴向固定方向偏置，为钻头提供一个方向固定的倾角，如图所示。
图 Geo-Pilot导向工具
根据前面的分类方式，AutoTrak系统的导向工具属于静态偏置推靠钻头工作方式，PowerDriver系统的导向工具属于动态偏置推靠钻头工作方式，Geo-Pilot系统的导向工具属于静态偏置指向钻头工作方式。推靠式旋转导向系统的特点：侧向力大，造斜率高，但旋转导向钻出的井眼狗腿度大，轨迹波动大，不平滑，钻头和钻头轴承的磨损较严重。指向式旋转导向系统的特点：能钻出较平滑的井眼，摩阻和扭矩较小，可以使用较大的钻压，机械钻速较高，有助于发挥钻头的性能，钻头及其轴承承受的侧向载荷较小，极限位移增加，但是造斜率较低。
以上3种导向结构都是应用于商业市场的成熟技术，其中Geo-Pilot旋转导向自动钻井系统在我国渤海湾应用广泛，仅2005年和2006年两年时间该系统就完成了20多眼定向井（水平分支井）的施工，不管是增斜钻进、降斜钻进还是稳斜钻进，该系统都表现出了良好的性能。
上述3种导向工具的共同特点就是电子结构复杂，最高使用温度大多在250°以下，在超深井的应用中，还需要解决系统的高温等复杂工况的适用性问题。另外，孔底钻头和泥浆泵的性能也在很大程度上影响到上述系统在超深井中的应用。
国内研究现状
对于可调导向工具的研究，国内起步较晚，与国外差距较大。九十年代末，国内研制出具有划时代意义的“井下可控导向工具”，如：可变径稳定器、流场变向器、可控偏心器等，它们为实现“井下闭环导向智能钻井系统”提供了必要和充分的客观条件。目前，国内西安石油大学、胜利油田、中国地质大学等研究机构都在从事该方面的研究，部分研究成果已经进入现场使用阶段，下面对部分研究成果做简单介绍。
（1）地面遥控可调弯接头
该成果属于中国石油天然气集团公司“九五”攻关项目，其结构如图所示。
图 可调式弯接头结构示意图
该结构的工作原理为：当改变钻井液的排量时，就改变了钻铤内外钻井液的压差，从而改变了作用在上花键轴端面的力，在弹簧产生的力的共同参与下，就能使上花键轴产生向下和向上的运动。由于上花键筒、上花键轴、下花键轴端部具有斜面结构的特点，就使得上花键轴向下和向上运动时，上花键筒会与下花键筒产生相对转动。由于上、下花键筒的回转中心线与它们的外表面成一角度，所以当上花键筒和下花键筒之间发生相互转动时，它们的外表面就会产生角度的变化，即所需要的角度。这就达到了本发明的目的：在地面用钻井液排量的改变来控制井底弯接头角度的改变。与之先相关的“井眼轨迹遥控技术”，已获国家发明专利，但并未能进入商业应用。
（2）基于旋转导向钻进方式的可控弯接头系统
西安石油大学机械工程学院中原油田第三采油厂在CNPC钻井工程重点实验室的支持下，对可控弯接头导向机构基本原理进行了探索性研究，研制出原理性样机，取得了初步的成果，如图所示。
图 可控弯接头导向结构示意图
（3）动态推进式旋转导向工具
该工具由胜利油田承担国家“863”计划“旋转导向钻井系统关键技术研究”后，与西安石油大学联合开发，原理与斯伦贝谢的PowerDrive基本一样，如图所示。该工具随西安石油大学的旋转导向钻具进行了20多次的地面试验，2006年8月在营122斜225井上进行了整个旋转导向钻井系统的联合现场试验，获得了成功，目前已基本成熟，但还未进入商业市场。
图 动态推进式旋转导向工具
（4）国内其他研究成果
1）可控偏心器旋转导向工具。该工具由中海石油研究中心、西安石油大学及中海油田服务股份有限公司联合研制。导向原理与贝克休斯基本一样，液压动力来源于钻井液。2005年11月分别在长庆油田西28-022井、宁37-32井和渤海油田LD5-2-A1井进行了现场钻井作业试验。
2）动态指向式旋转导向工具。由海洋石油工程股份有限公司及西南石油大学，结合了哈里伯顿的Geo-Pilot的指向式结构和斯伦贝谢的Power Drive的随钻的下盘阀结构，提出了动态指向式旋转导向钻井工具的设计思想，目前还停留在理论阶段。
3）指向式旋转导向工具。中国地质大学对指向式旋转导向钻井工具的动力学分析和工作性能研究，且做出了偏置导向机构的实验样机，原理类似于Geo-Pilot，如图所示。
图 指向式旋转导向工具
综合国内关于可调弯接头的研究情况可以看出，各个研究机构的研究成果还基本处于室内研究和试用的阶段，离形成成熟产品应用于钻井工程还有很长的路要走，更不要说应用于未来超深井工程中。
石油工程钻井论文
随着经济的发展，人们对石油的需求不断增长，为满足人们需求，石油工程技术也呈现出了不断发展的趋势。以下是我搜索整理一篇石油工程钻井论文，欢迎大家阅读!
摘要： 石油钻井工程技术是石油工程技术中的重要部分，为提升钻井速度，提高钻井质量，黑龙江大庆油田有限公司也加强了对这一技术的研究。本文就石油工程技术钻井技术进行了研究分析。
关键词： 石油工程技术；钻井技术；研究
石油的开采中，石油工程技术具有重要地位，石油钻井技术则是石油工程技术中的重要部分。为充分满足现阶段人们对石油的需求，石油企业也应加强对石油工程技术中钻井技术的研究，以提升钻井效率和工作质量，以推动我国石油开发与勘探工作的进一步发展。
1、石油钻井技术相关概述
近年来，我国石油产业得到了巨大的发展，石油技术方面也取得了显著的成就。尤其是近十年，越来越多的先进技术被引入石油工程[1]。尤其是钻井技术的应用，使我国的油气储备量大大增加，对石油的开采也从以往的地面转向了海洋、深层等难度较大的区域，有效提升了我国的'油气产量。而石油工程钻井技术的创新发展，也成为了现阶段石油企业发展的关键。
2、主要石油钻井技术研究
石油工程技术水平钻井技术研究
水平钻井技术是一种定向钻井技术[2]。在实际运用过程中，需要利用井底动力工具、随钻测量仪器等，钻井完成时的斜角应保持86°以上。这一技术的应用时间较早，大庆油田在这一技术的研究应用中，抓住了动态监控、上下方位调整，钻具平稳、多开转盘等技术要点。其中，上下调整是要求工作人员能够对井斜角和铅垂位置进行调整，动态监控是实现对已钻井段、钻具组合定向状态等进行分析，以便进行科学调整的过程，钻具平稳是要求钻具稳定性能较强，这一要点主要受钻具选型和组合设计所影响，而多开转盘则是通过减少摩擦力提升钻速，以保证水平段开钻盘进尺度能够不小于总进尺的75%。
石油工程技术地质导向钻井技术研究
地质导向钻井技术的运用需要将导向工具和仪器相结合，并实现了钻井技术与测井技术和油藏工程技术的协同使用。因其具备的电阻率地质参数等，使这一技术在运用中，能够给对地质构造进行准确判断，并对储层特性进行明确，有效实现了对钻头轨迹的控制，使钻井工程的开采成功率提升，成本降低。
石油工程技术大位移井钻井技术研究
这一技术是现阶段石油工程技术中的高精尖技术之一，能够实现定位井和水平井技术的有效统一。现阶段，这一技术的运用中还存在着很多难点，我国大庆油田企业也加强了对这一技术的研究，不但优化器配套技术和相关理论，并将其应用于浅海区域油田，以充分发挥其实际价值。
石油工程技术连续管与套管钻井技术研究
连续管与套管钻井技术主要应用于小眼井、侧钻以及老井加深等方面，由于其所用设备和空间较小，因此具有较大的优势，能够在海上或是限制条件较多的地面的钻井工作中。这一技术在运用时，需要在防喷器上设置环形橡胶，以保证欠平衡压力钻井工作的顺利进行，并起到保护油气层的作用，钻井时通常不需要停泵，钻井液会在这一技术的运用下始终处于循环状态，有效避免井喷。
石油工程技术深层钻井提速技术研究
为提升钻井速度、加快石油勘探工作，大庆油田企业对深层钻井提速技术进行了研究。深层勘探主要是对超过两千五百米深度的地质层进行勘探的工作，这一工作多由深层气藏岩性的复杂，导致工作很难进行，硬度较大的岩石会造成钻头的严重磨损，并影响钻井工作效率，而地下的高温也会对钻井设备造成极大的伤害，地下压力层和胶质性较差的破碎性地层会为工作人员的工作造成极大的安全隐患。大庆油田公司对深层钻井提速技术进行了研究，深入研究钻井设计、提速工具、配套技术等。钻井设计优化有利于深层钻井提速提效[3]。大庆油田公司综合考虑了井深、岩性、地层压力等方面的因素，要求深层直井全部采用三开井身结构，例如对古深3井进行优化，使其表层套管下深为352m，二开井段采用气体钻井技术，套管下深为3180m，三开井段采用气体技术与涡轮技术等相结合的方式。最终完钻井深4920m，钻井时间与以往相比缩短了。同时，根据不同井段选择了相应的高效钻头。另外，大庆油田公司对提速工具进行了研制。其中，液动旋冲提速工具能够实现钻井液流体能量向机械能的转化，减轻了钻头的磨损度，有效提升了机械钻速。涡轮钻具则能够利用钻井液的冲击产生机械能，推动钻头高速运转，有效提升了对高硬、极硬地层的钻井速度。同时，其在地层出水预测技术、气体钻井技术等方面也进行了完善。建立了不同渗透率、不同流动方式等条件下底层出水的判别公式，有效提升了预测精度。完善后的气体钻井技术也在石油钻井中中得到了成功运用，平均钻井周期缩短了。
3、结语
石油工程技术在石油勘探工作中起到了重要的作用，尤其是其中的钻井工程技术的有效运用，能够有效减少安全事故的发生。我国大庆油田公司针对这一技术进行了积极研究，并实现了深层钻井提速技术的有效研究运用，对我国石油工程技术的发展做出了巨大的贡献。
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蔡记华1 谷穗2 乌效鸣1 刘浩1 陈宇1
基金项目:国家自然科学基金项目(40802031、41072111)。
作者简介:蔡记华,1978年生,男,湖北浠水人,博士、副教授,从事钻井液与储层保护方面的教学和研究工作,电话:,E-mail:。
(1.中国地质大学(武汉)工程学院 湖北武汉 4300742.中国地质大学武汉江城学院 湖北武汉 430200)
摘要:松软煤层中的钻进护孔技术是目前煤矿瓦斯抽采利用中亟待解决的技术难题之一。论文首先在理论上分析了可降解钻井液的护孔作用机理和生物降解作用机理,并通过流变性测试、滤饼清除实验和煤岩气体渗透率测试等方法对其性能进行了综合研究。结果表明:可降解钻井液的降解性能人为可控,能适合煤矿井下作业环境;生物酶降解加盐酸酸化的双重解堵措施可有效地清除可降解钻井液对煤层气储层的伤害,并能恢复甚至提高煤岩气体渗透率(增幅在之间)。研究成果可以解决松软煤层瓦斯抽采孔钻进工作中护孔与储层保护的矛盾问题,也可为煤层气垂直井、水平井和分支井的钻井工艺优化与产能提高提供重要的理论和技术基础。
关键词:松软煤层 瓦斯抽采 可降解钻井液 护孔 储层保护
Experimental Research on Degradable Drilling Fluid for Drilling in Unconsolidated and Soft Coal Seam
CAI Jihua1, GU Sui2, WU Xiaoming1, LIU Hao1, CHEN Yu1
( Faculty, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China; College, China University of Geosciences, Wuhan 430200, China)
Abstract: Technologies needed to stabilize the wellbore are among the most urgent problems that require be- ing resolved in the drainage and exploitation of coalmine methane (CMM) from unconsolidated and soft coal the first, the paper theoretically analyzed the borehole maintaining and biodegradation mechanisms of degradable drilling systematical study on its performance were carried out by utilizing rheology tests, mud cake remove tests and coal rock gas permeability show that the degradation properties of degrad- able drilling fluid were controllable and it was fit for the coalmine operation , complex unplugging technologies employing enzymatic degradation plus acidification by HCl was effective in removing the damage caused by mud cakes of degradable drilling fluid and resuming the gas permeability of coal rock or even en- hance it by a ratio between and achievements of this paper can help to resolve the contradiction between borehole maintaining and reservoir protection, and also offer powerful theoretical and techni- cal foundation for drilling technology optimization and production capacity enhancement in vertical, horizontal and multi-lateral drilling for coalbed methane exploration.
Keywords: unconsolidated and soft coal sea; coalmine methane drainage and exploitation; degradable drill-ing fluid; borehole maintain; reservoir protection.
1 可降解钻井液的提出
根据抽采对象的不同,可将煤矿瓦斯抽采分为本煤层瓦斯抽采、邻近层瓦斯抽采和采空区瓦斯抽采[1]。由于我国地质构造条件复杂,成煤时代多,煤矿区分布广,煤储层特征差异大。简单起见,可划分为正常煤体结构的硬煤层和构造发育的松软煤层两种典型类型。对于松软煤层,由于煤与瓦斯突出、煤层松软、机械强度低等原因,采用清水或空气等常规排粉钻进方式时易出现塌孔、卡钻或喷孔等问题,打钻成孔困难,瓦斯抽采效率低。松软煤层的煤层气开发是我国煤层气产业化面临的最严峻的挑战之一[2~4],在此类煤层中钻进护孔技术是目前亟待解决的技术难题之一[5~6]。
为达到较好的护孔效果,通常在钻井液中添加纤维素、胍尔胶和生物聚合物等聚合物。纤维素和胍尔胶等起到增粘、降低摩阻和润滑作用以保持井壁稳定,而生物聚合物可以增强钻井液在水平井段内的岩屑悬浮能力。尽管这类钻井液对储层的伤害比传统泥浆要小,但还是会在井壁上形成了低渗透的滤饼。滤饼的不充分降解会极大地影响井壁的流动能力,结果是显著降低生产井的产量。因此,特别是在松散地层和高渗透性地层中,必须清除渗滤到地层中的钻井液以及沉积在井壁上的滤饼,以实现产量最大化。
近年来,针对松散地(储)层钻进中护孔和储层保护的矛盾,我们提出了一种环境友好的可降解钻井液的研究思路[7~11]:在钻进时能保持孔壁稳定,而在钻进工作结束后,钻井液能在生物酶和无机酸作用下实现降解、粘度下降,先前形成的滤饼破除、产层流体的流动性增强、恢复地下流体资源解吸扩散通道,达到提高地下流体资源产量效果的目的。
本文在上述研究基础上,在理论上分析了松散煤层钻进用可降解钻井液的护孔作用机理和生物降解作用机理,并通过流变性测试、滤饼清除实验和煤岩气体渗透率测试等方法对可降解钻井液的性能进行了综合研究。
2 可降解钻井液的作用机理
可降解钻井液的护孔作用机理
可降解钻井液主剂由粘土稳定剂(如KCl)、水溶型或酸溶型架桥粒子/加重剂(一般为细粒CaCO3或无机盐)、降滤失剂(主要是天然植物胶如淀粉或纤维素或胍尔胶)、流型调节剂(如生物聚合物XC)等组成,这些处理剂共同起到增粘和降低摩阻作用;当钻进结束后,加入能降解各种聚合物的生物酶破胶剂[12~15]和能溶解细粒CaCO3无机酸(通常是15%的HCl[12,14])或有机酸[13,16]来清除聚合物滤饼(主要由聚合物和CaCO3组成)对储层渗透性的伤害。下面分别阐述各种处理剂的作用机理。
(1)粘土稳定剂可以用来抑制煤岩中粘土矿物遇水后膨胀;
(2)水溶型或酸溶型架桥粒子可以在煤岩表面的孔隙或裂隙孔喉处形成架桥,起到防止钻孔漏失的目的,同时CaCO3或无机盐也可以适当增加钻井液的密度,起到平衡地层压力的作用;
(3)天然植物胶大分子物质相互桥接,滤余后附在孔壁上形成隔膜。这些隔膜薄而坚韧,渗透性极低,可以阻碍自由水继续向煤层渗漏(图1)。同时,这类聚合物钻井液具有良好的包被抑制性,能有效地抑制钻屑分散。另外,这类具有强亲水基团的长链环式高分子化合物易溶于水,形成的水溶液具有较高粘度,可以增强钻孔孔壁表面松散煤粒之间的胶结力,起到加固松软煤层孔壁的效果;
图1 Na-CMC在粘土颗粒上的吸附方式
(4)生物聚合物XC是一种优良的流型调节剂,用它处理的钻井液在高剪切速率下的极限粘度很低,有利于提高机械钻速;而在环形空间的低剪切速率下又具有较高的粘度,并有利于形成平板形层流,可增强钻井液在近水平煤层钻孔中的携岩效果。
可降解钻井液的生物降解作用机理
所谓降解,是指在物理因素、化学因素或生物因素等的作用下聚合物分子量降低的过程。从实用的角度出发,聚合物降解可分为热降解、机械降解、光化学降解、辐射化学降解、生物降解及化学降解等不同的引发方式[17]。下面以胍尔胶为例,阐述生物酶降解聚合物的作用机理。
胍尔胶属于半乳甘露聚糖类,所用胍尔胶分子主链由β-1,4糖甙键将D-甘露糖单元连接而成,D-半乳糖取代基通过α-1,6糖甙键接在甘露糖主链上,沿甘露糖主链随机分布,半乳糖与甘露糖单元之比约为1:。半乳甘露聚糖特异复合酶可有效地水解半乳甘露聚糖,它由两种O键水解酶组合而成,两种酶的降解机理如图2所示。
第一种O键水解酶是α-半乳糖甙酶(蜜二糖酶),专门作用于半乳糖取代基,可用来水解末端的非还原性α-D-半乳糖甙键。第二种O键水解酶过去常用来分解胍尔胶分子,在此专门作用于甘露糖主链,这种水解酶被称作β-1,4甘露聚糖环内水解酶,可随机水解β-1,4-D-甘露糖甙键[18]。
后续室内实验采用的酶制剂是几种生物酶的复配物。特种酶1号(SE-1)以纤维素甙键特异酶和半乳甘露聚糖特异复合酶为主,特种酶2号(SE-2)和特种酶4号(SE-4)以半乳甘露聚糖特异复合酶为主。
图2 胍尔胶糖甙键特异酶的降解机理
图3 胍尔胶钻井液的降粘曲线
3 可降解钻井液的室内试验
降粘效果评价
在理论分析基础上,进行了生物酶降解聚合物的室内实验,以钻井液流变参数为主要评价指标,用几种特种酶来降解单一聚合物或复配聚合物。将生物酶分别加入单一聚合物和复合聚合物中,研究生物酶对这些可降解钻井液的降粘效果,将表观粘度(AV)、塑性粘度(PV)和动切力(YP)随时间的变化关系绘制成曲线如图3~图5所示。
单一聚合物钻井液
从图3可以看出,在特种酶SE-1的作用下,在之内,质量浓度为的胍尔胶钻井液的表观粘度从·s降低到5mPa·s。塑性粘度和动切力也呈现出类似的变化规律。
由图4可以看出,在特种酶SE-1的作用下,在之内,质量浓度为的羧甲基纤维素钻井液的表观粘度从·s降低到6mPa·s。
由于特种生物酶SE-1同时含有纤维素甙键特异酶和半乳甘露聚糖特异复合酶,它对胍尔胶和羧甲基纤维素均有较好的降解效果。
复配聚合物
从图5可以看出,在特种酶SE-2的作用下,在46h之内,由质量浓度为羧甲基纤维素和胍尔胶组成的复合聚合物钻井液的表观粘度从·s降低到5mPa·s。随着时间的变化,塑性粘度和动切力也按类似的规律下降。
由图3~图5可以看出,在生物酶作用下,聚合物能实现有效的降解,聚合物大分子逐渐断链变成小分子,钻井液粘度降低,在煤储层中的流动性增强,从而恢复煤层气解吸释放的通道。
图4 羧甲基纤维素钻井液的降粘曲线
图5 复配聚合物钻井液的降粘曲线
滤饼清除实验
实验目的是通过观察可降解钻井液滤饼在生物酶破胶剂(和无机酸)的作用下滤饼表面的变化情况、考察滤饼的解堵效果(结果分别如图6~图7所示)。可降解钻井液的配方如下:
配方1:400ml水+(调节pH),先后采用的SE-4溶液和5%HCl浸泡滤饼。
配方2:400ml水+膨润土,采用溶液浸泡滤饼。
配方1的滤饼清除实验结果如图6所示,可以看出:单独使用生物酶SE-4只能清除该套体系中的CMC(图6-b),而对CaCO3等影响不大。当用5%HCl浸泡2h后,滤饼变得非常薄,说明CaCO3已与HCl充分反应[1]。
图6 滤饼的外观变化图
按照配方2所配制钻井液的滤饼清除实验结果如图7所示。由于这种配方中只有CMC这种聚合物,在用JBR溶液浸泡5h后,可降解钻井液的滤饼已基本降解完全。
图7 JBR作用下可降解钻井液(配方4)滤饼清除情况
煤岩气体渗透率测试
煤矿井下瓦斯抽放的最终目的就是恢复煤层的渗透率,获得较高的瓦斯抽放量。因此,渗透性的恢复对于可降解钻井液而言是一个更加直接的衡量指标。采用JHGP智能气体渗透率和JHLS智能岩心流动实验仪对可降解钻井液进行渗透性恢复实验,实验步骤详见参考文献[11]。
煤岩气体渗透率测试结果(表1)表明:晋-3煤样经过“污染—生物酶降解—酸化”三个阶段,其渗透率表现出“下降—上升—上升”的趋势,而且经过生物酶降解和酸化(也包括之前的加热处理)之后,煤岩的气体渗透率甚至超过了污染前的气体渗透率(如图8所示,推测盐酸亦与煤岩中的方解石和白云石发生反应,增大了煤岩孔隙裂隙),这也证实了“生物酶降解—酸化处理”的综合解堵工艺是有效的,有利于提高煤层气藏的采收率。
表1 煤岩气体渗透率
注:(1)下游压力(出口压力)为(即1个大气压);(2)△K=(K4-K1)*100/K1。
图8 不同处理阶段煤岩平均气体渗透率变化情况
4 结论
论文在理论上分析了可降解钻井液的护孔作用机理和生物降解作用机理,并通过流变性评价、滤饼清除实验和煤岩气体渗透率测试等实验手段对可降解钻井液进行了综合研究,主要得出以下结论:
(1)可降解钻井液的降解性能人为可控,能适合煤矿井下作业环境;
(2)生物酶降解加盐酸酸化的双重解堵措施可有效地清除可降解钻井液对煤层气储层的伤害,并能恢复甚至提高煤岩气体渗透率(增幅在之间);
(3)研究成果可以解决松软煤层瓦斯抽采孔钻进工作中护孔与储层保护的矛盾问题,也可为煤层气垂直井、水平井和分支井的钻井工艺优化与产能提高提供重要的理论和技术基础。
参考文献
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前几年，人们主要集中购买纯金，对镶宝石的黄金首饰或纯宝石首饰则兴趣不大。然而今年来，情况大有变化。因为人们慢慢体会到，无论作为装饰品还是为了保值，宝石都比纯金有着更大的优越性。佩戴纯金戒指，增加的美感是有限的，宝石首饰就大有不同了。因为宝石具有丰富的颜色变化，还有奇妙多彩的闪光。佩戴宝石，会进一步增加人体的美感，显得色彩缤纷，美不胜收，给自己和旁观者带来美的享受。此外，宝石的保值作用也不容小觑。黄金总会有价格的起伏，而对于宝石而言，国际上宝石的价格与名画等艺术品一样，每年都稳步上升，供不应求。 人们往往对钻石、祖母绿等高档宝石百般喜爱，把钻石作为婚戒佩戴，根式留下了“一颗恒久远，钻石永流传”的美誉，但是我认为那些中档宝石虽然没有钻石般闪亮，但是中档宝石的绚丽多彩也是钻石无法比拟的。 关键词：中档宝石、碧玺、猫眼碧玺、西瓜碧玺、石榴石、橄榄石、托帕石、尖晶石、锆石一、碧玺：百变美色 碧玺的矿物名称为电气石，其品种繁多，颜色之丰富，是其他众多宝石所望尘莫及的，尤其是西瓜碧玺，是稀有的宝石品种。世界上最出名的碧玺产自巴西和美国，其中巴西发现的鲜蓝色碧玺是世界上最受欢迎的宝石之一。由于碧玺谐音“辟邪”,因此很受各族人们的喜欢。碧玺是仅次于钻石、红宝石、蓝宝石、祖母绿的有色中档宝石。碧玺深受人们喜爱，被视为10月的生辰石。是我最为喜爱的宝石的一种。碧玺在很多国家都出产，巴西的米纳斯克拉斯州所产的碧玺种类有紫罗兰色碧玺、蓝色碧玺、红色碧玺、绿色碧玺和碧玺猫眼，其中帕拉依巴的碧玺价值最高，美国加州以红碧玺最为出名，缅因州则产红、绿和西瓜碧玺，意大利以五色碧玺闻名，中国的新疆阿尔泰和云南哀牢山也产碧玺，新疆碧玺颗粒较大，但颜色不够鲜艳。 碧玺以颜色丰富著称，因此其分类也是以颜色为依据的，分为红碧玺、绿碧玺、蓝碧玺和多色碧玺等多个品种。此外，还可根据碧玺具有特殊光学效应，附加碧玺猫眼和变色碧玺两个品种。 1. 红碧玺 单纯的鲜艳红色且不掺杂其他色调的红碧玺是所有品种中价值最高的，因其红色接近于红宝石的红色，以前商业上会把它成为Rubellite，现在已改为Red Tourmaline；深粉红色的碧玺俗称双桃红，因为颜色艳若桃花，市场上极为好看;色浅者常带有粉色调，俗称单桃红，价值略低；紫色者显示紫红色，属于比较珍贵的品种。红色是碧玺中价值最高的，其中以紫红色和玫瑰红色最佳，有红碧玺之称，在中国有“孩儿面”的叫法。但自然界主要是以棕褐、褐红、深红色等产出的较多，色调变化较大。慈禧太后非常喜爱碧玺，尤其钟爱大红色中微带粉的品种，称之为桃红碧玺，将其视为碧玺中的上品。当别人对您有所成见时，红色碧玺的作用可以有助于改善彼此间的关系；当您与别人关系较冷漠疏远时，红色碧玺具有增强彼此的人缘的功效；同时，红色碧玺的作用还有助于消除一个人心中的冷漠、孤傲、怪僻和各种异常心理，使人变得容易相处。2. 绿碧玺 鲜艳绿色且无杂色的品种，质量上乘者可称为Verdelite，因为绿色往往因不同程度的灰色调而不够艳丽，价值往往略低于红色碧玺。碧玺的最大特点是双折射率大、用十倍的放大镜观察刻面宝石亭部的棱角处,可明显地见到双影。绿色碧玺十分丰富，应该说是所有颜色中家族最为庞大的一支，因此鉴赏价值时要非常细心，尤其是颜色细微之处，往往有着差之毫厘，谬以千里的作用。产地巴西、斯里兰卡、马达加斯加、中国。绿色碧玺的色泽由淡绿至墨绿，其中深绿及带有光彩色泽最受人喜爱。 3. 蓝碧玺 与蓝宝石的深蓝色不同，也不同于堇青石、黝帘石的鲜艳紫蓝色，碧玺的蓝色包括绿蓝色、蓝黑色的过渡色，纯蓝色比较罕见，深蓝色的被称作Indigolite或Indicolite。 4. 多色碧玺 多色碧玺又称为杂色碧玺，一颗碧玺晶体上，不同部位显现出不同的颜色，是不同于其他宝石的特殊品种，其中最具代表性的是西瓜碧玺，又名watermelon tourmaline西瓜碧玺是碧玺（又名：电气石）中非常稀有的一种。是在一颗晶石里面，中心为粉红色、边缘绿色或反过来的电气石称为西瓜电石，由于颜色酷似西瓜的果肉和果皮，因此得名西瓜碧玺 。即外皮是绿色而核心是红色，柱状晶体的横截面，以颜色鲜艳且互为映衬者最佳。西瓜碧玺具有绿色和红色两种颜色，绿色在外围，红色在中心，就像西瓜一样，外面是绿色，里面的芯是红色的。西瓜碧玺是在一颗晶石里面，长有内红、外蓝绿的特征，酷似西瓜模样的碧玺，因以为名，数量稀少，故价格较贵。 5. 猫眼碧玺 猫眼碧玺是碧玺的一种，这种碧玺产量相对较少，收藏价值也更高。猫眼效应一般在红碧玺和绿碧玺居多。碧玺的猫眼效果是因为碧玺内部长着平行的管状包裹体 ，这种包体达到一定的密度 ，在垂直着平行包裹体的方向就会在点光源照射下有一条亮线 （称为猫眼）,这样的碧玺原料切磨出来才会有猫眼效果。猫眼碧玺同样有很多颜色，虽然猫眼效应比较明显，但是由于其管状内含物排列较疏很难达到纤细如丝的程度，所以猫眼碧玺的眼线会给人略微粗糙的感觉，个别质量较差的碧玺猫眼由于内含物粗大，可以直观的从正面看到，大大影响了其价值。 二、石榴石：彩宝大腕 石榴石的名字给人以红色的遐想，但是在其重要的七大品种中除铁铝榴石、镁铝榴石等常见红色外，钙铝榴石与钙铬榴石都是绿色的，而锰铝榴石又呈现柠檬黄色，所以石榴石也是一个色彩缤纷的宝石大家族。因自然界中产出浑圆状的红色石榴石晶体相似于石榴籽的形状与颜色而得名。石榴石的英文名为Garnet，意思为“像种子”或“有许多种子”。石榴石是最早被使用的宝石之一，中国古代因石榴石宝石颜色深红带紫，故称其为“紫牙乌”，相传其名来源于古代阿拉伯语“牙乌”，意为红宝石。但是石榴石这个名字仍然使用至今。不同种类的石榴石有很多不同的颜色，包括红、橙、黄、绿、蓝、紫、棕、黑、粉红及透明。总体来说，石榴石的价值依颜色从绿色、橙黄色、红色到暗红色依次降低。石榴石的产地分布于世界各地，其中前捷克斯洛伐克、印度、斯里兰卡、美国及前苏联、巴西、非洲是石榴石的著名产地。中国新疆、黑龙江、广东、广西、云南等地也有大量石榴石产出。 三、橄榄石：太阳宝石 橄榄石是一种典型的草绿色宝石，晶莹剔透、颜色清淡，虽然在中国的市场占有率不高，但在欧美有众多的喜爱者，中国河北出产高质量、大颗粒橄榄石也大多出口至美国等西方国家。橄榄石因其颜色多为橄榄绿色而得名，英文名称为Peridot,另一个名称Olivine为矿物学名词，橄榄石为8月的生辰石，古罗马人认为橄榄石具有太阳般神奇的能量，可以驱除邪恶，降妖伏魔，给人类带来光明和希望。橄榄石大约是3500年以前，在古埃及领土圣·约翰岛发现的，被认为是太阳宝石。橄榄石主要分为浓黄绿色橄榄石、金黄绿色橄榄石、黄绿色橄榄石、浓绿色橄榄石（也称黄昏祖母绿或西方祖母绿、月见草祖母绿）和天宝石（产于陨石中，十分罕见）。优质橄榄石呈透明的橄榄绿色或 黄绿色，清澈秀丽的色泽十分赏心悦目，象征着和平、幸福、安详等美好意愿。世界上最大的一颗宝石级橄榄石产于红海的扎巴贾德岛，重319克拉，现存于美国华盛顿SmithsonianInstitution博物馆。中国河北省张家口万全县大麻坪发现的橄榄石，重量克拉，取名为“华北之星”，是中国最大颗的橄榄石。 四、托帕石：金色帝王 托帕石英文名称Topaz,，矿物学名称为黄玉，也有人称其为黄宝石，但这并非指黄色蓝宝石。十一月的幸运石，象征友情和爱情。托帕石有很多颜色，无色、橙黄色、紫罗兰色、红色、蓝色、淡绿色、黄棕色至褐黄色、浅蓝色至蓝色、粉红色至红褐色等。当托帕石内部具有平行排列的气液两相填充的管状内含物时，经适当打磨便可产生猫眼效应。托帕石产地分布较广，不同产地托帕石颜色差异很大。世界上95%以上的托帕石产在巴西米纳斯吉拉斯伟晶岩中，这里产出的托帕石堪称世界之最，现藏于美国纽约自然历史博物馆。托帕石的品种也是根据颜色分类的，可分为四类：雪莉黄玉、黄色黄玉、粉红黄玉、无色黄玉。它的颜色与净度是评价其价值的两大因素。雪莉色和粉红色价值很高。 五、尖晶石：红宝姐妹 尖晶石是一种名贵的宝石，其艳丽不逊于红宝石，而它的纯洁无暇是红宝石所无法比拟的，它因与红宝石的伴生关系而蜚声国际。其质地清澈、颜色鲜活。在珠宝市场一枝独秀，大有独领彩色宝石之风骚的趋势。尖晶石英文名为Spinel，意为“红色或橘红色的天然体”。主要产地有缅甸、斯里兰卡、泰国、肯尼亚、尼日利亚、坦桑尼亚、巴基斯坦、越南、美国和阿富汗等。常见品种有：红色与橙色尖晶石、蓝色尖晶石、绿色尖晶石、无色与变色尖晶石、星光尖晶石。 六、锆石：天然的钻石替代品 英文名称为Zircon。在印度，锆石被称为“月蚀石”，因其常见红色、金黄色、无色。相传犹太主教法衣前面佩戴的十二种宝石中就有锆石，称为“夏信斯”，即风信子，所以锆石在矿物学中有叫做风信子石。锆石是一个大家族，分为高型、中型、低型三大类，高型锆石有很多过人之美，并不输于钻石多少。著名产地有挪威南部（以橙色即红色锆石闻名）和俄罗斯拉乌尔南部山脉，其余著名产地有产各色锆石的柬埔寨，产大颗粒红色、蓝色与褐色锆石的泰国等，中国的锆石产地分布较广，宝石级锆石主要分布于福建、海南、新疆、辽宁、黑龙江等地。锆石通常用于高档饰品镶砌，是替代钻石的不二之选，颜色多样，有无色、紫红、黄褐、淡黄、淡红、绿等，金刚光泽，非常眩丽。世界上最著名的蓝色锆石，重208克拉，现珍藏于美国纽约自然历史博物馆。不同的宝石也各有其象征的含义。洁白、绚丽、耐久，象征着纯洁无瑕，爱情忠诚不变的信念，几十年来人们用金属镶嵌的钻石戒指作为订婚、结婚的信物。珍珠典雅、高贵、靓丽，象征着健康、福贵、长寿，是馈赠女性和长辈礼物的最佳选择。
我国钻石销售与人均收入的实证分析摘要：随着人们生活水平的提高，人们对钻石的消费也在增加，文章主要研究国民人均收入对钻石的年销售额的影响。利用ADF单位根检验，EG协整分析和动态经济学模型，Grange因果关系检验等计量经济理论，对1990-2007年国民人均年收入与钻石年消费总额之间的关系进行了计量经济学分析。关键词：协整理论；ADF检验；Almon滞后模型；格兰杰检验一、引言随着我国经济的发展，人们生活水平的提高，珠宝等奢侈品已逐步进入了人们的生活，而且收入的增加自然也会促进珠宝首饰的消费，本文就珠宝里具有一定代表性的一个大类———钻石为研究对象，利用1990-2007年来的数据，对我国钻石的消费与国民的人均收入的数量关系，做一个实证的研究。我们将借助20世纪80年代发展起来的协整理论，动态经济模型来尝试得出具体的钻石消费方程式并进行定量的分析，探讨我国钻石年消费金额（以下简称为钻石消费yt）与国民人均年收入（以下简称人均收入xt）之间的计量经济学关系。二、人均收入与钻石消费的一元线性回归（OLS法）本文所考察的是我国居民的人均收入与钻石消费之间的关系，根据《中国统计年鉴》统计年鉴各卷，整理出各年国民收入与行业里有关钻石的消费的数据由图1可知，2002年以前人均收入与钻石消费增长得比较缓慢，从2002年开始，增长加速，增势明显，可以看到，人均收入与钻石消费始终保持同步增长，但2002年以前两者增长的关系更为紧密，从2002年开始收入与消费之间的差距开始扩大，但仍能保持共同增长的趋势。它们的对数形式也有同样的趋势。从两者的走势可明显地看出呈现同向变动的趋势，通过计算可知：格兰杰检验说明：有的显著水平认为，lx是lyt的格兰杰原因，即人均收入的增加是钻石销费增加的格兰杰原因。五、结论1990-2007年期间，人均收入与钻石消费不具有协整关系，即不具有长期的均衡关系。但长期来说，人均收入的增长对钻石的消费的增长有着重要影响，要想提高钻石消费，只有提高国民的人均收入。由动态滞后回归方程②式可知当人均收入为0时，钻石的消费为，符合实际经济意义。回归方程中X的系数是短期（即期）乘数，表示当期的人均收入增加1个单位时，钻石销售会增加个单位，X（-1），X（-2），X（-3）的系数为动态（延迟）乘数，反映的分别是滞后一期、滞后二期和滞后三期的人均收入每增加1个单位，当期钻石销售将会减少，增加和减少个单位。这4个系数之和为则为长期（均衡）乘数，总体上说由于滞后效应，当人均收入增加1个单位，则钻石销售的平均总增加个单位。可以看到，随收入的增加，钻石消费也会相应的增加。本文利用钻石消费与人均收入的分布滞后关系，建立了钻石消费与人均收入的动态经济学模型———阿尔蒙多（Al-mon）滞后模型，为我国珠宝业中的钻石消费是如何随国民人均收入的提高而增长提供了一些参考。参考文献：1、潘省初.计量经济学[M].中国人民大学出版社,、郭存芝等.计量经济学———理论·方法·EViews应用[M].科学出版社,2008.
颜慰萱陈美华
作者简介：颜慰萱，中宝协第三届人工宝石专业委员会高级顾问，原中国地质大学（武汉）珠宝学院院长、教授。
陈美华，中宝协第三届人工宝石专业委员会委员，中国地质大学（武汉）珠宝学院教授。
化学气相沉淀法合成钻石有几种方法，如热丝法、火焰法、等离子体喷射法和微波等离子体法等，但最常用的方法是微波等离子体法。这是高温（800～1000℃）低压（104Pa）条件下的合成方法。用泵将含碳气体——甲烷（CH4）和氢气通过一管子输送到抽真空的反应舱内，靠微波将气体加热，同时也将舱内的一个基片加热。微波产生等离子体，碳从气体化合物的状态分解成单独游离的原子状态，经过扩散和对流，最后以钻石形式沉淀在加热的基片上。氢原子对抑制石墨的形成有重要作用（图1，图2）。
所谓等离子体简单说就是气体在电场作用下电离成正离子及负离子，通常成对出现，保持电中性。这种状态被称为除气、液、固态外物质的第四态。如CH化合物电离成C和H等离子体。
图1 微波等离子体法合成CVD钻石
（据Martineau等，2004）
图2 等离子体及碳结晶示意图
当基片是硅或金属材料而不是钻石时，因钻石晶粒取向各异，所产生的钻石薄膜是多晶质的；若基片是钻石单晶体，就能以它为基础以同一结晶方向生长出单晶体钻石。基片起到了籽晶的作用。用作基片的钻石既可以是天然钻石，也可以是高压高温合成的钻石或CVD合成钻石。基片切成薄板状，其顶、底面大致平行于钻石的立方体面（{100｝面）。
一、化学气相沉淀法合成钻石的研发史和现状
1952年美国联邦碳化硅公司的William Ever-sole在低压条件下用含碳气体成功地同相外延生长出钻石。这比瑞士 ASEA公司1953年和美国通用电气公司（GE）1954年宣布用高压高温法合成出钻石的时间还要早，因而Eversole被视为合成钻石第一人。但当时CVD法生长钻石的速度很慢，很少有人相信其速度能提升到可供商业性生长。
从1956年开始苏联科学家通过研究显著提高了CVD合成钻石的速度，当时是在非钻石的基片上生长钻石薄膜。20世纪80年代初这项合成技术在日本取得重大突破。1982年日本国家无机材料研究所（NIRIM）的Matsumoto等宣布，钻石的生长速度已超过1μm/h。这在全球范围内引发了将这项技术用于多种工业目的的兴趣。
20世纪80年代末，戴比尔斯公司的工业钻石部（现在的Element Six公司）开始从事CVD法合成钻石的研究，并迅速在这个领域取得领先地位，提供了许多CVD合成多晶质钻石工业产品。
这项技术也在珠宝业得到应用，那就是把多晶质钻石膜（DF）和似钻碳体（DLC）作为涂层（镀膜）用于某些天然宝石也包括钻石的优化处理。
尽管当时CVD合成钻石的生长速度有了很大提高，使得有可能生长出用于某些工业目的和宝石镀膜的较薄的钻石层，但要生产可供切磨刻面的首饰用材料，因需要厚度较大的单晶体钻石，仍无法实现。一颗 克拉圆钻的深度在3mm以上，若以速度计算，所需的钻坯至少要生长18周。可见，低速度依然是妨碍CVD法合成厚单晶钻石的主要因素。
20世纪90年代，CVD合成单晶体钻石的研发取得显著进展。先是1990年荷兰 Nijmegen大学的研究人员用火焰和热丝法生长出了厚达的CVD单晶体。后在美国，Crystallume公司在1993年也报道用微波CVD法生长出了相似厚度的单晶体钻石；Badzian等于1993年报道生长出了厚度为的单晶体钻石。DTC和Element Six公司生产出了大量用于研究目的的单晶体钻石，除掺氮的褐色钻石和纯净的无色钻石外，还有掺硼的蓝色钻石和合成后再经高压高温处理的钻石。
进入21世纪，首饰用CVD合成单晶体钻石的研发有了突破性进展。
美国阿波罗钻石公司（Apollo Diamond Inc.）多年从事CVD合成单晶钻石的研发。2003年秋，开始了首饰用CVD合成单晶钻石的商业性生产，主要是Ⅱa型褐色到近无色的钻石单晶体，重量达1克拉或更大些。同时，开始实验性生产Ⅱa型无色钻石和Ⅱb型蓝色钻石。阿波罗钻石公司预计其成品刻面钻石在2005年的总产量为5000～10000克拉，大多数是～克拉的钻石，但也可生产1克拉的钻（图3，图4）。
图3 无色—褐色CVD钻石
（据Martineau等，2004）
图4 CVD钻石的设备及合成工艺
（据DTC,2005）
2005年5月在日本召开的钻石国际会议上，美国的Yan和Hemley（卡内基实验室）等披露，由于技术方法的改进，他们已能高速度（100μm/h）生长出5～10克拉的单晶体，这个速度约5倍于用高压高温方法和其他CVD方法商业性生产的钻石。他们还预言能够实现英寸级（约300克拉）无色单晶体钻石的生长。
由此可见，首饰用CVD合成钻石的前景是十分喜人的，它对于钻石业的影响也是不可低估的。
二、化学气相沉淀法合成单晶钻石的特征和鉴别
近年来一些研究和鉴定机构一直致力于研究合成单晶钻石的特征和鉴别。我们在这里所要介绍的资料来自于美国宝石学院《Gems＆Gemology》杂志上的3篇论文。
1）Wuyi Wang等（2003）对阿波罗钻石公司此前生产的13粒样品的性质和鉴定特征进行了总结。
2）Martineau等（2004），综述了对 DTC和Element Six公司近15年来生产的上千颗实验样品（包括合成后切磨成刻面的样品）的研究结果。样品中除有与阿波罗钻石公司相同的含氮的褐色钻石和纯净的近无色钻石外，还有掺硼的蓝色钻石和合成后再经高压高温处理的钻石。
3）Wuyi Wang等（2005），对法国巴黎第13大学 LIMHP-CNRS实验室生长的6颗实验样品的性质和鉴定特征进行了总结，其中3颗是掺氮的，另外3颗则是在尽量减少杂质含量的条件下生长的高纯度钻石。
上述论文中所涉及的样品都是用化学气相沉淀法中的微波法生长的，因而论文所总结出的特征和鉴别方法有许多共同点，但由于合成技术方法（包括实验目的和条件，掺杂类型和浓度以及基片类型等）的差别，它们的特征也存在某些差别。
1.晶体
因为是以天然钻石、高压高温合成钻石或CVD合成钻石切成平行｛100｝晶面（立方体面）或与｛100｝交角很小的薄片作为基片，故CVD法生长出的单晶体大都呈板状，有大致呈｛100｝方向的大的顶面，偶尔可在边部见到小的八面体面｛111｝和十二面体面｛110｝。八面体面｛111｝和十二面体面｛110｝分布的部位通常含较多的包裹体，是生长质量较差也不易抛光的部位（图5，图6）。
图5 天然钻石、HTHP合成钻石和CVD合成钻石晶体形态
图6 天然钻石和CVD合成钻石的形态差异
用差示干涉差显微镜或宝石显微镜放大观察掺氮钻石的生长表面，可观察到“生长阶梯”，它由“生长台阶”和将它们分隔开的倾斜的“立板”构成（图7，图8）。
图7 CVD钻石在｛100｝面上看到的表面生长特征（据 Wuyi Wang等，2005）
图8 掺氮钻石表面的“生长阶梯”现象
（据 Martineau等，2004）
2.钻石类型和颜色
Martineau等（2004）把DTC和Element Six公司迄今的实验样品归纳为4类。
（1）掺氮的CVD合成钻石
因为合成过程中难免会有少量空气进入反应舱，而空气中含氮，添加的原料气体中也会有杂质氮，故要完全排除合成钻石中的氮是困难的。含氮少时属于Ⅱa型，含氮多时属于Ⅰ b型。除少数为近无色外，绝大多数带褐色调（法国巴黎第13大学的样品有带灰色调的），这明显不同于带黄色调的天然的和高压高温合成的钻石。阿波罗钻石公司现有产品大都属于这一类，多数为Ⅱa型，少数为I b型。已有的实验表明，氮有助于明显提高合成钻石的生长速度，因而有时可人为地有控制地掺氮（图9）。
（2）高压高温处理的掺氮的CVD合成钻石
实验表明，高压高温热处理可以减弱掺氮CVD合成钻石的褐色调。由于掺氮CVD合成钻石的褐色调是与N-V（氮－空穴）心等因素有关而与塑性变形无关，故高压高温减色也是与改造 N-V（氮－空穴）心等有关，而与修复塑性变形无关。
（3）掺硼的CVD合成钻石
合成过程中在原料气体中加入 B2H6，所得到的合成钻石将含少量的硼，属于Ⅱb型，其颜色为浅蓝至深蓝色（图10）。
（4）除氢外无其他杂质的高纯度CVD合成钻石
属于近无色到无色的Ⅱa型钻石。由于氢是原料气体的组成部分，有杂质氢是不可避免的，因而关键是严格控制氮和硼，这有相当难度，而且生长速度比掺氮的要慢许多（图11）。
图9 掺氮褐色CVD钻石
图10 掺硼蓝色CVD钻石
（图9～11据 Martineau等，2004）
图11 高纯度CVD钻石
3.颜色分带
在垂直晶体生长方向（即平行于｛100｝面的方向）进行放大观察，在Element Six公司的实验样品中可看到颜色的成层分布。在掺氮的褐色钻石中可见褐色的条带，而在掺硼的蓝色钻石中可见蓝色的条带（图12）。
在阿波罗钻石公司的产品中也见到有褐色的条带。
图12 阿波罗钻石公司的产品中的褐色条带
（据Wuyi Wang等，2003）
4.包裹体
较少含包裹体，不是在所有样品中都能观察到。主要是一些针点状包裹体，还有一些小的黑色不规则状颗粒，叫非钻石碳（图13）。因这些在天然的和高压高温合成的钻石中也能见到，故鉴定意义不大。但微波CVD合成钻石中不会有高压高温合成钻石中常见的金属包裹体，也不会有磁性。
阿波罗钻石样品中的几颗掺氮成品钻石的净度级别为VS1到SI2。
图13 针点状包裹体（左）和非钻石碳包裹体（右）
（据Wuyi Wang等，2003）
5.异常双折射（图14，图15）
图14 CVD钻石异常消光（左）和天然钻石异常消光（右）
（据Wuyi Wang等，2003）
图15 平行生长方向观察（上）和垂直方向观察（下）
（据 Martineau等，2004）
在正交偏光显微镜下垂直立方体面观察，通常可见到由残余内应变而导致的格状的异常双折射，显示低干涉色，但围绕一些缺陷可见到高干涉色。整体上其异常双折射弱于天然钻石，但在边部八面体面｛111｝和十二面体面｛110｝分布部位有较强的异常双折射和较高的干涉色。
6.紫外荧光
阿波罗公司的13颗样品，在LW UV下有8颗呈惰性，其余的呈微弱的橙、橙黄或黄色；在SW LV下除1颗样品外都显示从微弱到中等的橙到橙黄色。未见有磷光。
法国巴黎第13大学的样品，包括掺氮的和高纯度的，除1颗是连同基片的未确定外，其余在LW UV和SW UV下均呈惰性。
Element Six的14颗掺氮刻面钻石在LW UV和SW UV下均呈弱橙色到橙色。8颗刻面的高纯度CVD合成钻石在LW UV和SW UV下均呈惰性。5颗刻面的掺硼钻石在LM UV下均呈惰性，在SW UV下均呈绿蓝色并有蓝色磷光。
综上所述，除掺硼钻石外大多数CVD合成钻石在 LW UV和SW UV下的反应变化很大，可呈惰性到橙色，很难作为鉴定依据。
7.用 DiamondView（钻石观测仪）观察到的发光现象
用戴比尔斯的DiamondView观察CVD合成钻石在短波紫外光下的发光特点，发现掺氮钻石呈现强橙到橙红色的荧光（图16，图17，图18），这与N-V心有关。经高压高温处理的掺氮钻石主要呈绿色。高纯度的CVD合成钻石在 DiamondView下不显橙色荧光，但有些样品有微弱的蓝色发光，这与晶格中的位错有关。这种蓝色发光也会出现在掺氮钻石的四个角。CVD合成掺硼钻石呈亮蓝色荧光，一些部分为绿蓝色（图19），有磷光效应，可延续几秒到几十秒钟。CVD钻石在Diamond-View下不显示天然钻石的八面体发光样式和高压高温合成钻石的立方－八面体发光样式。有趣的是，当CVD钻石是在高压高温合成钻石的基片上生长，而基片又未去掉时，可看到高压高温合成钻石的立方－八面体发光样式（图20）。
图16 DiamondView观察CVD钻石的发光现象
（据Martineau等，2004）
图17 DiamondView观察阿波罗钻石的发光现象
（据Wuyi Wang等，2003）
CVD掺氮钻石在垂直｛100｝的切面上可看到密集的斜的条纹（条纹间距相当稳定，不同样品中从到 不等）。这是CVD合成掺氮钻石一个重要的鉴别特征。天然Ⅱa型钻石虽偶尔也有橙色发光，但没有这种条纹。掺氮钻石经高压高温处理后的发光变为绿色到蓝绿色，但密集的条纹依然可见（图21）。
图18 在高压高温合成钻石基片上生长的CVD钻石，在DiamondView下与基片呈不同颜色
（据Wuyi Wang等，2003）
图19 CVD合成掺硼钻石的荧光
（据Wuyi Wang等，2003）
图20 CVD掺氮（左）和CVD高纯度钻石（右）荧光
（据Wuyi Wang等，2005）
图21 未处理及高温高压处理后荧光对比
（据 Martineau等，2004）
CVD掺硼钻石在DiamondView下同样显示条纹或是凹坑或两者都有，这一特征未见于天然Ⅱb型蓝色钻石（图22）。
图22 CVD掺硼钻石的条纹和凹坑
（据Martineau等，2004）
8.阴极发光图像
同上述DiamondView发光特征。
9.光致发光光谱和阴极发光光谱（图23，图24）
在拉曼光谱仪上分别使用325nm（HeCd，氦镉）、488nm（氩离子）、514nm（氩离子）、633nm（HeNe，氦氖）和785nm（近红外二极管）激光束照射Element Six公司的各种样品并研究其发光光谱，以及用阴极射线照射 Element Six公司的各种样品并研究其发光光谱，Martineau等（2004）得出了表1结果。
表1 各种钻石的发光光谱特征
Martineau等同意Zaitsev（2001）的意见，认为467nm和533nm只出现在CVD合成钻石中，但指出高压高温处理后将不复存在；也同意Wuyi Wang等（2003）的意见，认为596nm和597nm对于CVD掺氮钻石有鉴定意义，但指出并非所有样品都有596/597峰。
10.紫外－可见光－近红外吸收谱和红外吸收谱（图25，图26，图27）
图23 用514氩离子激光束辐照掺氮CVD钻石产生的发光光谱
（据Martineau等，2004）
图24 用325nm氦镉激光束辐照含氮CVD钻石（A）和同一样品经高压高温（B）产生的发光光谱
（据Martineau等，2004）
图25 掺氮CVD钻石（A）和同一钻石经高压高温处理后（B）的紫外－可见光吸收谱
（据Martineau等，2004）
用几种类型的光谱仪研究Element Six公司各种类型的CVD合成钻石后，Martineau等（2004）得出了表2结果。
表2 各种钻石的光谱特征
Martineau等（2004）认为，紫外－可见光－近红外光谱中的365nm、520nm、596 nm和625nm吸收对于CVD合成掺氮钻石是特征的，在高压高温处理的掺氮钻石中已不见，也未见于天然钻石和高压高温合成钻石中。
图26 阿波罗公司掺氮CVD钻石的红外光谱
（据Wuyi Wang等，2003）
Martineau等（2004）还同意 Wuyi Wang等（2003）的意见，认为红外光谱中与氢有关的8753cm-1,7354 cm-1,6856 cm-1,6425 cm-1,5564 cm-1,3323 cm-1和3123 cm-1对于CVD合成掺氮钻石是特征的，在高压高温处理的掺氮钻石中已不见，也未见于天然钻石和高压高温合成钻石中。3107cm-1吸收出现在高压高温处理后，也见于某些天然钻石。
图27 阿波罗掺氮CVD钻石的红外吸收谱
（据Wuyi Wang,2005）
射线形貌分析
在平行于生长方向的切面上进行的X射线形貌分析显示出明显的柱状结构，而在垂直生长方向的切面上看到的是许多暗色斑点或呈模糊的格子状。分析认为这种柱状结构是钻石晶体生长过程中一些位错从基片分界面或靠近分界面处出现并开始向上延伸的结果。
三、结束语
对于现今少量进入市场的成品掺氮钻石，略带褐色调、成品厚度较薄以及异常消光特点等能为鉴别提供一些线索，但最终的鉴别需要依靠大型实验室的DiamondView和阴极发光图像分析和谱学资料，包括发光光谱和吸收光谱资料。由于CVD合成单晶体钻石工艺的不断完善，特别是高纯度CVD钻石的出现及对掺氮CVD钻石的高压高温热处理，使现今能有效鉴别掺氮CVD钻石的发光图像特征和谱学特征也不再有效，这就进一步增加了鉴别的难度。但我们相信宝石学界一定会不断分析总结新出现的情况，找到鉴别的办法。
主要参考文献
Philip of synthetic diamond grown using chemical vapor deposition（CVD）.Gems＆Gemology,40（1）:2～25.
Wuyi Wang,Thomas Moses,Robert synthetic diamonds grown by a chemical vapor deposition（CVD）＆Gemolo-gy,39（4）:206～283.
Wuyi Wang,Alexandre Tallaire,Matthew CVD synthetic diamonds from LIMHP-CNRS,＆Gemology,41（3）:234～244.
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