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2025年第49卷第5期

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井下油水分离注采开发技术现场区块试验效果及对老油田持续高产的支撑作用

王德民, 王研, 王国庆, 张蕾蕾, 刘金堂, 周新喆

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Abstract:

在调整井钻井潜力逐年降低的情况下，老油田现阶段采取的提高注水压力和压裂措施在保持油田稳产的同时，也使生产成本增加、效益开发难度逐年加大。以多杯等流相渗分离器为核心的井下油水分离注采开发技术，可以在井下实现原来的大部分集输、注水、油处理及水处理工作，将传统的地面-地下大循环注水开发转换为地下小循环“地下工厂式”注水开发，在不钻新井条件下井网密度增加一倍，有效动用了常规开发手段无法经济动用的含水率超过98%油层，增加了剩余可采储量，同时大幅降低了井口采出液量和生产成本，具有显著的增储、上产、降成本作用，见到了较好的开发效果和经济效益。
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弹性波紧致有限差分数值模拟及逆时偏移

李三福, 张健男, 胡兵, 孙德辉, 陈亮, 路依霖, 黄建平

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Abstract:

为提高地震波数值模拟及弹性波逆时偏移(Elastic Reverse Time Migration, ERTM)的精度,本文构造了求解二维各向同性介质一阶应力-速度弹性波方程的交错网格紧致有限差分(Compact Finite Difference, CFD)格式。通过理论推导,明确了该格式的差分系数、频散特性及稳定性条件,并与同阶常规有限差分(Finite Difference, FD)格式进行对比分析。研究表明,在高波数范围内,CFD格式精度显著高于同阶FD格式,能有效压制数值频散,甚至低阶CFD格式精度可超越高阶FD格式；尽管同阶CFD格式稳定性条件更严格(允许的最大时间步长较小),但在包含低速海水层的海上地震模型中,其对数值频散的压制效果尤为突出,显著提升了反射波等关键波场的模拟精度。正演模拟与Marmousi模型ERTM实验验证了CFD格式的有效性：基于该格式的模拟地震记录频散效应明显减弱,成像结果更接近参考标准。这证明该格式适用于高精度地震波数值模拟及ERTM,可为海上复杂场景高精度地震数据处理提供有效解决方案。
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川中地区侏罗系沙溪庙组远源型致密砂岩气充注能力定量评价

陈双玲, 王小娟, 罗冰, 吴长江, 张晓丽, 刘景东, 杨棵, 潘珂

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Abstract:

侏罗系沙溪庙组远源型致密砂岩气是四川盆地油气勘探的关键领域之一,断砂配置控制下的天然气充注能力控制沙溪庙组天然气成藏与富集规模,亟需对天然气沿断层向不同砂体的选择性充注进行定量评价。以川中地区为例,在分析天然气藏特征与来源基础上,基于源-断-砂配置关系及其演化,建立天然气选择性充注的定量评价模型,确定沙溪庙组致密砂岩气充注能力。结果表明,川中地区沙溪庙组致密砂岩气主要来源于下伏须家河组烃源岩,沙溪庙组不同河道砂体的天然气充注能力存在显著差异,其中龙泉山断层东部8号砂组的充注能力最大,角①断层南部8号砂组次之,对沙溪庙组天然气成藏与富集起到决定性作用。综合分析认为,源-断-砂高效匹配是远源型致密砂岩气成藏的关键,其中源-断配置控制了天然气来源的规模大小,断-砂配置决定天然气充注的有效性。该研究定量揭示了川中地区沙溪庙组天然气成藏与富集机制,对远源型致密砂岩气藏的勘探开发具有借鉴意义。
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姬塬油田低渗裂缝型油藏长效交联冻胶性能研究与应用

杨金峰, 张中涵, 李忠洋, 王国丞, 张道法, 赵光

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Abstract:

随着姬塬油田低渗裂缝型油藏水驱开发不断深入,水窜现象日益严重,导致油井普遍高含水低效生产。窜流裂缝发育造成储层强非均质性是低渗裂缝型油藏水窜的主要原因,优选一种易注入、有效期长、适用于裂缝调剖的高强度调剖体系是治理水窜的核心所在。本文在长庆姬塬油田地质特征的基础上,优选了一种适用低渗裂缝型油藏的冻胶体系,经性能评价后应用姬塬油田现场试验,取得较好控水提采效果,为低渗裂缝型油藏水窜治理提供了解决方案。首先通过配比优化实验,优选出成胶强度高、有效期长的冻胶体系,其次开展体系耐温抗盐、耐剪切、封堵及耐冲刷、窜流裂缝调控波及、复杂介质内窜流裂缝调控等性能评价,储层适用性实验结果表明,优选出的长效交联冻胶体系在姬塬油田地层条件下(矿化度10000 mg/L~50000 mg/L、温度60 ℃~100 ℃)成胶强度为G级别,成胶液在剪切速率3500 rpm下剪切30 min,成胶后保持高强度180 d无明显脱水,且对姬塬油田现场4种孔渗参数岩心开展冲刷(10 PV)实验后封堵率均＞90%。窜流裂缝调控波及实验得出,体系扩大波及的主要方式为：注入水绕过被冻胶占据的优势通道,转向孔隙将剩余油采出,采收率增值为18.4%,显著增大孔隙剩余油动用；复杂介质内窜流裂缝调控能力分析得出,长效交联冻胶能够对多条窜流裂缝形成有效调控(7条裂缝岩心孔隙采收率增值31.18%)；后应用姬塬油田5口井现场试验,均取得较好控水提采效果,为低渗裂缝型油藏水窜治理提供体系支撑。
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盐响应型疏水缔合聚合物增黏降滤失剂及作用机理

汪奇兵, 罗万静, 孙金声, 王韧, 王建龙, 廖波, 孙慧翠, 龙一夫, 刘路漫, 潘莉芳

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Abstract:

加大油气资源的勘探开发力度是保障民生和能源战略安全的重要举措，但随着井深增加和储层复杂化，面对高温高盐等极端环境，钻井液极易失效导致滤失体积增大、井壁失稳等复杂。因此研发兼顾抗温和耐盐的高效处理剂对保障深层油气顺利钻进意义重大。基于聚合物分子构效关系，引入功能性单体，研发了具有盐响应特性的增黏降滤失剂PTF-1。采用红外光谱、热重分析进行结构表征；结合钻井液性能评价、沉降稳定性分析、泥饼形貌表征、Zeta电位测试，综合研究PTF-1降滤失剂在水基钻井液中的降滤失机制。结果表明，PTF-1热解温度大于300 ℃，2 wt% PTF-1可分别使膨润土基浆和饱和盐水基浆180℃/16h老化后的表观粘度提升980 %、400 %，滤失量降低70.77 %、85.92 %；2wt%加量下，FLHTHP仅为25mL。PTF-1通过氢键、静电吸附、化学键和疏水缔合作用紧密吸附于黏土颗粒表面，维持钻井液体系稳定分散，优化泥饼质量；此外，PTF-1与盐协同进一步实现优良的降滤失效果。
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驱油用相变聚合物关键性能及提高采收率机理

巩锦程, 季岩峰, 赵方剑, 李海涛, 何冬月, 李彬

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Abstract:

相变聚合物是通过酯类交联剂温响应断裂触发凝胶变为溶液的新型驱油剂。本文研究了相变聚合物的相变性能、流变性能和抗剪切性能。结果表明，相较于常规聚合物，相变聚合物经历“凝胶态-共存态-溶液态”的相变过程，“凝胶态”弹性模量为6.9 Pa，抗剪切性能更强，剪切粘度损失率为14.1%；“共存态”弹性模量逐渐降低，表观粘度逐渐升高，呈现时变趋势；“溶液态”酯基水解后增强分子间作用力，增粘能力更强，表观粘度为49.1 mPa·s。利用岩心和可视化模型，研究了相变聚合物的渗流特征、调驱机制和剩余油动用能力。结果表明，“凝胶态”溶胀后形成高强度封堵，触发液流转向；“共存态”半溶解后可暂堵运移，延长调驱深度；“溶液态”可控制流度，扩大波及体积，具有三段式驱油机理，非均质条件下提高采收率幅度为29.0%，高于常规聚合物的20.3%。相变聚合物于孤岛油田渤76区块进行了先导试验，投注以来油压上涨1.67 MPa，含水率下降5.72%，降水增油效果良好，具有技术推广可行性。
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航空汽油高能化改性：JP-10调合策略和ReaxFF分子动力学模拟

魏会杰, 夏洋峰, 徐曦萌, 郑哲, 任国增, 林旭锋, 安高军

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Abstract:

为提升航空活塞式无人机续航能力,本文提出基于高密度烃类燃料JP-10的能量密度提升策略。以100LL航空汽油为基础油,通过调合体积分数30%的JP-10制备新型高能航空汽油(GR-1)。研究表明,GR-1的体积热值达33.51 MJ.L?1,较100LL航空汽油提升11.50%,且其他理化指标基本满足《航空活塞式发动机燃料》(GB 1787-2018)标准要求。进一步采用反应力场分子动力学模拟(ReaxFF MD)揭示了GR-1的氧化燃烧机理：燃烧过程分为分子活化、燃料热解、小分子氧化和深度氧化四阶段；JP-10的加入使燃料初始裂解温度降至1300 K,低于100LL航空汽油的2000 K,同时未显著影响最终氧化路径。本研究为高能航空燃料设计及无人机续航能力提升提供了理论和实验依据。
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强剩磁条件的非凸优化反演方法研究

朱丹, 曹丹平

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Abstract:

剩余磁化强度是常见岩石物理属性,构建强剩磁场源模型对于深部地质结构和矿产资源探测具有重要意义。磁异常模量稀疏反演是获取高分辨率剩磁模型的有效方法,其本质是磁性模型的L₀范数极小。但L₀范数计算求解困难,传统方法通过凸近似函数逼近L₀范数,虽能实现目标函数梯度的稳定计算,却难以控制反演模型体积。本文构建了包含数据拟合项、模型约束项和L₀范数约束项的磁异常模量反演优化模型,采用迭代硬阈值方法实现L₀范数的稳定迭代计算,从而实现强剩磁条件反演模型边界的清晰刻画及尺度可控。研究表明,该方法可在保证数据拟合精度的前提下,实现模型尺度渐近线性收敛,从而获得目标体积的强剩磁反演模型。通过理论模型实验验证了方法有效性与稳定性；并应用于江苏冶山地区,构建了成矿岩体的磁性模型,为深部找矿提供了科学依据。
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基于RFA-ST-YOLO的岩屑图像多目标识别

陈华, 程凯迪, 李智强, 王全全

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Abstract:

随着钻井技术的发展，要求岩屑样本的收集与分析具有更高的及时性和准确性，然而人工分析精度低且成本高。为解决该问题，本文提出了一种结合感受野注意力机制（Receptive-Field Attention，RFA）和小目标检测层（Small Target Detection Layer，ST）的YOLOv5（You Only Look Once version 5）模型。首先，采取数据增强手段解决岩屑图像数据不均衡问题，基模型的平均精度均值（Mean Average Precision，mAP@50-95和mAP@50）分别提升0.209和0.282；其次，引入ST、高效多尺度注意力模块（Efficient Multi-Scale Attention，EMA）、二阶通道注意力模块（Second-order Channel Attention，SOCA）、感受野注意力卷积运算（RFA-designed Convolutional Operation，RFAConv）优化模型性能；最后，选出最佳模型：RFA-ST-YOLO，该模型的mAP@50-95、mAP@50 分别提升0.009、0.006。实验结果表明，RFA-ST-YOLO模型极大的提高了岩屑分类的效率和精度，为岩屑录井技术的智能化发展提供了新思路。
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考虑温度和围压效应的升尺度理论岩石力学特性预测模型及验证

王倩, 赵建建, 杨子轩, 翟文宝, 杨福见

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Abstract:

深部资源开发是我国能源安全战略的核心任务，而精准获取深部岩石宏观力学参数是保障深地工程安全与效率的关键。针对深地工程取芯成功率低、取芯过程岩心易破裂、成本极高的行业痛点，本文创新性地提出了考虑温度和围压效应的升尺度理论岩石力学特性预测方法。通过建立岩石内部复杂构成物质（矿物组成及矿物力学属性、孔隙度、裂缝发育）的微观力学机制与宏观力学响应之间的联系，旨在实现利用钻井碎屑和井壁掉块等易获取样本的微观测试数据，对深部地层宏观力学性能的高精度快速预测。选取白云岩及灰岩两种典型超深层岩性为研究对象，通过对比预测结果和岩心三轴试验数据，发现灰岩弹性模量的预测平均误差为3.35%，白云岩为9.30%；灰岩强度的预测平均误差为7.57%，白云岩为6.63%，验证了模型的有效性和可靠性。相较于以往传统力学模型，本模型：（1）考虑了温度和围压对岩石孔隙度的影响，提高了模型对深地工程高温、高围压环境的适应性和预测精度；（2）基于随钻岩屑/井壁掉块（获取矿物组成及矿物力学属性）,借助测井技术（获取裂缝发育情况），实现对深部地层宏观力学性能的高精度快速预测。本研究获取超深层岩心力学参数提供了一条新的思路和方法，为评估井壁稳定性和制定储层改造方案提供了力学参数支撑。
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等离子体耦合Cr修饰的CuFe基HZSM-5催化剂催化CO₂-CH₄制高值醇类产物

吴文婷, 许天石, 齐冲, 鲍长春, 鲁昱童, 华琪, 顾超群, 王加华, 孔祥帅, 张浩楠

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本研究构建了一种Cr修饰的CuFe/HZSM-5催化剂,并将其与介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)等离子体反应器耦合,在常温常压下实现了CO₂与CH₄高效转化为高值醇类。表征与催化性能评价结果表明,适量引入Cr可以提高CuFe金属分散度,增强Cu-Fe电子相互作用,同时提升CO₂的吸附与活化能力。与未掺杂的CuFe/ZSM-5相比,醇类选择性提升5.3 %。在等离子体-催化剂协同作用下,体系实现了23.9%的CO₂转化率和24.1%的CH₄转化率,液体产物选择性达50.5%,其中醇类占比83%(主要包括甲醇、乙醇及C₃醇等)。气体产物主要为CO(24.1%)和轻烃。反应路径研究表明,等离子体活化生成.CH_x、.CO等自由基,在Cr调控的Cu-Fe界面发生C-C偶联与加氢,选择性生成C₂₊含氧产物。该工作为温室气体的资源化利用提供了高效催化策略。
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基于响应面法的深部高温煤层钻井液封堵与储层保护协同优化研究

杨泽

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Abstract:

深部煤层裂隙发育与高温环境共同导致钻井液性能劣化与漏失风险加剧，实现封堵强化与储层保护协同优化，仍是当前钻井液技术面临技术难题。为此，本文系统开展高温高压滤失、封堵性能与岩心渗透率损伤实验，筛选出改性缩酮NAX50、褐煤树脂SPNH和接枝共聚物JZW三种耐高温处理剂，并确定了其最佳添加量范围。以层次分析法（AHP）构建了封堵–储层保护平衡指标PPDI，结合Box–Behnken响应面设计对复配体系进行优化，揭示关键因子及其交互作用对PPDI指标的影响机制。基于PPDI三维响应曲面与散点分布特征，形成侧重低伤害和侧重高封堵复合钻井液体系。优化结果表明：最佳配比为2.6%NAX50+5.054%SPNH+2.205%JZW，且NAX50与JZW表现出显著协同效应。性能综合评价显示：Ⅱ类钻井液体系流变性、抑制性和封堵稳定性良好，储层伤害率仅为10.65%。与之相比，Ⅲ类钻井液体系滤失量降低了22%，封堵效率提升了6.93%，但损伤率上升了16.37%，两类体系均无毒且生物降解性良好，符合环保钻井要求。本研究提出的多目标优化方法与复合钻井液体系为深煤层钻井液体系的优化设计提供了理论依据与工程价值。
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基于对称电池实现铁铬液流电池极化解耦

苑盛伟, 郭琳, 孙宏顺, 牛迎春, 徐春明, 徐泉

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本研究针对铁铬液流电池(Fe-Cr RFB)电极极化问题,提出基于对称电池的原位测量方法,旨在解决现有研究中平面电极非原位测试难以反映多孔电极真实动力学特性的局限。实验采用0.6 mol/L Fe2?/Fe3?电解液及不同厚度的Nafion膜(N-212、N-115、N-117),通过电化学阻抗谱(EIS)、阶跃法恒电流测试和恒电压测试,定量分析了欧姆极化、活化极化和浓差极化。结果表明,不同膜材料在不同电流密度下的极化行为差异显著,其中N-212膜在低电流密度下展现最低欧姆极化与最优电化学性能。浓差电池验证实验进一步确认了极化解耦结果的准确性。本研究创新性地实现了多孔电极动力学的原位测量,为优化液流电池电极材料与运行条件提供了理论依据与数据支持,推动了液流电池性能提升与设计优化。
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甲氧基功能化金属有机笼的构筑及C₂H₂/CO₂分离性能研究

冯雪莹, 王小康, 孙萌, 范卫东, 卢玉坤, 孙道峰

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Abstract:

吸附分离技术因高分离效率和温和操作条件正逐步替代传统气体纯化方法,金属有机笼(Metal Organic Cage,MOC)凭借可调控孔隙结构和多样化拓扑构型等特性,已成为优势吸附剂材料,在C₂H₂/CO₂分离领域展现出优异的应用前景。本研究基于2-甲氧基对苯二甲酸(BDC-OMe)功能化配体设计,构建出ZrT-1-OMe金属有机笼,在维持母体骨架稳定的前提下实现孔道微环境可控调节。甲氧基功能化的ZrT-1-OMe展现出对乙炔更强的亲和力和选择性,吸附容量为58.2 cm₃^/g,C₂H₂/CO₂(v:v=50/50)选择性为3.92,动态分离时长为13 min/g。
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油水两相粘度调节剂的制备和驱油效果研究

范海明

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Abstract:

为提高稠油油藏的采收率，本研究对9种两性表面活性剂进行筛选，成功制备出兼具水相增粘和稠油降粘双重功能的油水两相粘度调节剂，系统评价了其水相增粘性能、稠油乳化能力及岩心驱油效果。结果表明，山嵛酸酰胺丙基氧化胺（EAPO）能通过形成蠕虫状胶束显著提高水相粘度，其单剂和混合体系（EAPO/十六十八烷基羟丙基磺基甜菜碱（HSB）、EAPO/十六烷基羟丙基磺基甜菜碱（HSY））均能有效调节两相粘度。其中，0.3% EAPO分别与0.1%HSB和HSY混合后，稠油降粘率分别可达95.58%和88.98%，稠油降粘效果良好。驱油实验中，兼具流度控制和乳化分散稠油的双重功能的EAPO/HSB混合体系可使采收率提高3.04 %，后续水驱采收率提高14 %，总采收率提高17.04 %。
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随钻可控D-T源密度测井元素影响及校正方法

于华伟, 王超, 杨树, 陈瑾泓, 宋永均, 薛志波, 张倩文

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可控D-T中子源用于随钻密度测井可以消除化学放射源的使用，虽然在纯砂岩、石灰岩等沉积岩有较好应用，但在矿物种类复杂的泥页岩、变质岩中误差大，制约了该技术的应用。针对现有随钻D-T源密度测井方法在复杂岩性地层中的局限性，本文提出一种基于元素含量的密度校正模型。首先通过蒙特卡罗模拟分析铝、铁等重元素对非弹伽马响应的影响规律，建立地层密度与元素含量的定量关系，并设计分类校正算法：先基于超热中子计数率进行中子输运校正，进一步结合近伽马探测器能谱反演铝、铁元素含量，构建多参数补偿关系。模拟验证表明：泥页岩中的铝、铁等重元素的非弹性散射截面明显高于常见的硅、钙等核素，影响非弹伽马计数率，是导致密度反演误差增大的主要原因。本文的校正方法，可将泥页岩中的平均密度误差从0.1986 g/cm3降至0.023 g/cm3，降幅达88%，使其可以满足地层评价的精度需要。该方法为可控源随钻密度测井在复杂岩性地层的使用提供了高精度校正技术，尤其是含铝土矿、赤铁矿等重矿物的地层。
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火山碎屑与碳酸盐混合沉积的岩石学特征与成岩作用

孟凡超, 石晓兰, 王尉, 邹德慧, 秦丽媛

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Abstract:

碳酸盐岩在形成过程中常伴有陆源碎屑或火山碎屑的加入而影响储层的质量,前人对陆源碎屑与碳酸盐的混合沉积研究较多,但火山碎屑与碳酸盐混合沉积的研究较少,其所形成混积岩的储层特征与成岩作用研究尤为薄弱。本文以四川盆地简阳地区二叠系火山碎屑-碳酸盐混积岩为研究对象,通过岩心薄片矿物扫描,胶结物碳氧同位素和流体包裹体分析、胶结物原位主、微量元素测试手段,对混积岩进行系统研究。结果表明：简阳地区混积岩可分为含碳酸盐火山碎屑混积岩、火山碎屑质碳酸盐混积岩和含火山碎屑碳酸盐混积岩三亚类,三类岩石随距离火山喷发中心的距离呈规律性分布。混积岩经历了火山碎屑冷凝固结成岩、岩浆期后热液充填和埋藏胶结及溶蚀三个成岩阶段,成岩作用包括冷凝收缩、热液充填气孔、灰泥充填砾间、压实、方解石胶结、长石胶结及碱性流体溶蚀作用。钠长石胶结物为火山物质蚀变自生形成,方解石胶结物为大气水与深部热液混合形成。混积岩储层的形成受深部热液、大气淡水和碱性流体共同影响。其中,碱性流体溶蚀作用是形成优质储层的关键,溶蚀型储层集中分布于火山活动强烈、碱性溶蚀作用显著的斜坡带区域。火山碎屑-碳酸盐混积岩成岩作用的研究对于火山活动发育区碳酸盐岩的油气勘探开发具有重要意义。
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基于构造、沉积特征解析的北部湾盆地非主力凹陷烃源岩发育规律评价与潜力比选

李辉, 李伟, 付大巍, 贾海波, 周刚, 曹明月, 雷新, 郭普阳

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Abstract:

针对北部湾盆地非主力凹陷钻井资料少、勘探程度低、潜力比选难度大等问题,本文通过对烃源岩形成期构造、沉积特征的精细解析和定量/半定量表征,结合国内同类型凹陷的类比分析,对北部湾盆地非主力凹陷烃源岩规律进行了系统评价与潜力比选。结果表明：北部湾盆地流二段烃源岩形成期主要为NE向断裂控凹,伸展构造样式发育为主,单断式半地堑或双断式地堑结构；断层活动速率、水平伸展速率、基底沉降速率共同控制了凹陷结构与沉积充填。流二段烃源岩形成期非主力凹陷和主力凹陷以及不同非主力凹陷之间的物源区母岩类型与隆升速率、搬运过程中的砂分散体系和“沉砂池”位置、半深湖—深湖规模、古水深、古氧化还原性、“源/汇”比等存在差异。建立了以“构造三速率、沉积三单元”评价为关键、以富烃凹陷类比为参考的少井区非主力凹陷烃源岩评价思路与方法,通过“相关性分析—回归分析—权重计算”对烃源岩规模进行了评价,通过赋值评分对烃源岩品质进行了评价,提出海中凹陷东洼、迈陈凹陷东洼两个有利非主力凹陷。
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基于机器学习的高含水致密砂岩气藏气水层及其差异分布样式厘定—以川中广安须四气藏为例

高崇龙, 董志武, 唐松, 纪友亮, 车国琼, 李顺, 许楚昊, 任影, 许瑞, 李易伦

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Abstract:

川中广安须家河组四段为一典型高含水致密砂岩气藏,砂体物性差且非均质性强,气水关系复杂且气井普遍产水,常规储层参数评价及预测方法适用性差,使得气水层识别难度大且气水分布规律不清。据此,本次研究综合利用钻井、测井、岩心及实验测试数据和油气生产资料,应用基于机器学习的BP神经网络理论方法建立非线性测井岩性、物性和含气性解释模型,并对气、水层及其分布样式进行厘定。储层“四性关系”分析揭示砂体物性和含气性受岩性控制显著,而通过皮尔逊相关系数矩阵敏感参数挖掘方法优选出与岩性、物性、含水饱和度和流动单元指数相关性高的测井数据作为模型输入特征,并通过数据预处理、数据集划分、网络模型构建与优化及模型训练与验证建立各参数解释模型。而在储层流动单元类型识别基础上,分流动单元拟合孔-渗计算公式,进而依据解释孔隙度计算渗透率。模型解释结果显示,岩性解释综合准确率达94.7%；孔隙度上下1.5%绝对误差范围内准确率95.6%；渗透率半个数量级内准确率95.5%；含水饱和度上下8%相对误差范围内准确率94.1%,均符合油气精细勘探开发精度要求,模型可信度高。而依据各储层参数解释结果和单井试气结论,以最大探测深度感应电阻率、补偿中子测井值和ΔGR参数值及实测孔隙度和含水饱和度,应用交会分区图版法分别建立气、水层判别标准,并以储层参数解释成果为依托进行区域气、水层精细识别,其中气层判别准确率可达96%。整体上,须家河组四段高含水致密砂岩以岩性、构造-岩性复合气藏为特征,气水差异分布样式可划分为孤立型、正常型、倒置型、中气边水型以及断层封堵型5类,而粗粒优势物性相带匹配局部构造高部位气水分异程度最高,也是气层发育最有利目标。
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基于融合降噪先验与多尺度特征聚合的微地震震源定位方法

黄建平, 王秋阳, 李媛媛, 黎国龙, 路依霖, 李三福, 段文胜, 雷刚林

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Abstract:

随着地震勘探采集数据量的激增，传统微地震定位方法难以满足当前水力压裂实时定位的需求且在采集过程中受环境噪声干扰，导致信噪比较低，影响震源定位精度。为此，本文提出一种基于深度学习的自监督-监督混合学习方法，首先采用卷积降噪自编码器（CDAE）进行自监督预训练，在去噪的同时学习数据中的波形特征；随后将CDAE的编码器部分作为特征提取模块，与全卷积定位模块级联，构建联合定位模型；最后利用少量标签数据微调网络，实现从含噪的微地震数据到震源空间分布的非线性映射。通过线性模型和Marmousi-2模型进行实验测试并与U-Net等网络进行对比，实验结果表明，本文提出的联合定位网络在仅使用少量的标签数据训练情况下，仍可以实现高精度震源定位效果。
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管式加热炉遮蔽管热强度分布研究

杨军卫, 方国庆, 沈昊, 唐雪梅, 程森, 李云飞, 肖家治

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Abstract:

管式加热炉遮蔽管设置在对流室底部，同时承受高温辐射和高速对流冲刷的苛刻传热条件，其热强度是控制管内介质结焦、减少热敏介质分解及炉管选材的关键参数。然而，传统遮蔽管计算方法只能获得遮蔽段的平均热强度，无法满足精细化设计要求。鉴于遮蔽管热强度分布测量困难，本文采用数值模拟方法，研究了遮蔽管详细的热强度分布及其影响规律，结果表明，烟气温度和流速是影响遮蔽管热强度的关键因素，第一排遮蔽管热强度峰值最高，设计时应特别关注；第二、三排遮蔽管热强度峰值显著降低。根据遮蔽管的辐射与对流传热机制，建立了适用于工程设计的遮蔽管热强度分布计算模型，可计算各排遮蔽管的平均热强度和峰值热强度，克服了传统计算方法的不足，模型计算误差小于±5%，可为管式加热炉遮蔽管的工程设计和精准优化提供理论依据。
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沥青质对油包水乳状液液滴电聚结行为的多尺度研究

梁月玖, 黄骞, 杨东海, 李庆, 李想, 张磊, 梁兵

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Abstract:

沥青质在稳定油包水型(W/O)乳液方面发挥着重要作用,对液滴聚结和电脱水效率有显著影响,但其基本机制尚不清楚。本文全面的考虑了沥青质对于液滴聚结的影响,发现在宏观电脱水过程中,随着沥青质浓度的升高,原油乳状液的电脱水效率明显降低,并且当沥青质浓度高于1wt.%时,含水率陡增,表明脱水效率急剧下降。针对宏观现象展开微观实验,结果表明,随着沥青质浓度的增加,液滴表面吸附更多的沥青质,增强了液膜的粘弹性,液滴并未发生聚并,为了解沥青质对液滴聚结的影响机理,采用分子动力学模拟来阐明电场作用下沥青质对液滴变形的影响。结果表明,在电场作用下,沥青质分子与水分子间的强相互作用使得沥青质分子吸附在液滴表面,并且随着沥青质浓度的增加,进一步阻碍了液滴的变形。研究结果为深入理解沥青质在原油电脱水过程中的作用提供了科学依据。
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石墨烯/碳纳米管改性海绵定形蓄冷相变材料的制备及性能分析

肖立, 卢昕悦, 刘方, 陈锐莹, 姜夏雪, 赵信新, 韩晓龙, 刘会娥

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Abstract:

“双碳”背景下，亟需开发一种高效稳定的冷能回收方案，以用于我国的LNG冷能回收利用。本文通过物理浸渍法制备石墨烯与多壁碳纳米管( MWCNTs )协同增强导热的三聚氰胺海绵( GAC-MF )，再经真空吸附将气相二氧化硅( R972 )增稠的正十二烷( DD )负载到GAC-MF内部，制得石墨烯/碳纳米管改性海绵定形相变材料( DD-GAC-MF )。通过粘度评价，在R972质量浓度为6%时，相变材料粘度为388.4 mPa·s且能保证良好的流动性。经蓄、放冷循环测试，确定海绵最佳密度为19.2 mg·cm-3，氧化石墨烯( GO )与MWCNTs最佳质量比为4 : 1，此时泄漏率仅0.2530%。扫描电子显微镜( SEM )图显示GAC-MF中成功负载石墨烯和MWCNTs。傅里叶红外光谱仪( FTIR )分析显示材料组分间仅为物理作用，DD被有效定形封装。用差示扫描量热法（DSC）测得DD-GAC-MF相变温度和焓值分别为-9.1℃和148.6 J/g。GAC-MF的高导热性显著提升了DD的蓄、放冷速率并消除了过冷现象。因此，DD-GAC-MF是一种性能优异的低温蓄冷材料。
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中东地区主要碳酸盐岩沉积模式、储层特征及主控因素

李勇, 张文旗, 宋本彪, 高严, 刘达望, 李峰峰, 宁超众, 田中元, 王婧宜

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Abstract:

中东地区碳酸盐岩储层占全球油气可采储量的近半数，其宏观-微观非均质性显著影响油藏开发效果。本研究基于阿联酋、阿曼、伊拉克、伊朗等地区典型油藏多尺度动静态资料，系统划分出缓坡、镶边台地、陆表海缓坡、蒸发台地和淹没台地五种沉积模式，并揭示其演化规律。缓坡与陆表海缓坡早期以加积为主，内缓坡高能带发育生物礁/颗粒滩形成沉积隆起；在海侵背景下，生物礁滩体规模增大，形成障壁礁滩体，最终演变为镶边台地；海退或构造抬升形成蒸发台地，海侵或沉降则转化为淹没台地。储层特征分析表明：缓坡模式主储层为内缓坡颗粒滩；镶边台地以台缘礁滩为主，潟湖潮道相储层高渗但非均质性强；陆表海缓坡发育似球粒颗粒灰岩，储层连续性好且非均质性弱；蒸发台地潮上带白云岩-膏岩-灰岩互层形成复杂储层结构；淹没台地以浮游有孔虫粒泥灰岩为主，呈现高孔低渗特征。研究成果规范了中东碳酸盐岩沉积模式分类体系，阐明了模式间动态演化机制，为优质储层预测和开发方案优化提供了理论依据。
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两亲性HZSM-5催化剂的制备及其在环己烯水合反应中的应用

吴萍萍, 周涛, 张兴旺, 张英琦, 马世兴旺, 白鹏

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Abstract:

环己烯直接水合制备环己醇因其原子经济性高、环境友好等特点，被认为是最具应用前景的绿色工艺。但环己烯与水的低互溶度导致直接水合转化率低，因此开发高效的界面催化剂是环己烯直接水合的关键。本研究采用廉价且环境友好的甲基三氯硅烷（MTCS）对HZSM-5分子筛进行表面修饰，制备了具有两亲性的HZSM-5催化剂。表征结果表明，MTCS成功引入HZSM-5骨架中，3MTCS-HZSM-5催化剂表面形成了两亲性结构。反应结果表明，具有两亲性表面的3MTCS-HZSM-5催化剂通过降低反应物与催化剂间的传质阻力，表现出最高的环己烯转化率。然而，有机硅烷的过量引入会使ZSM-5表面过度疏水，且会覆盖部分活性酸性位点，导致催化活性下降。
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Cu负载量对Cu/CeO2催化CO2加氢制甲醇性能的影响

李传, 谭延芹, 甘泽, 何欣颖, 张世博, 罗辉, 邓文安, 杜峰

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Abstract:

研究了Cu负载量为10%、20%及30%的Cu/CeO2催化剂对CO2加氢制甲醇性能的影响，并采用XRD、BET和CO2-TPD等表征手段，初步研究Cu负载量对催化剂加氢性能影响的机理。结果表明：在本研究范围内，Cu负载量为20%的催化剂活性最佳，其在反应温度为240 ℃、反应压力为3 MPa、质量空速为12000 mL/(gcat·h)以及H2/CO2=3:1时，CH3OH的选择性和时空收率为85.2%和13.8 g/(kgcat·h)。3种催化剂中，Cu负载量为20%的催化剂呈现最小CeO2晶格参数和晶粒尺寸，比表面积最大，碱性活性位点数量最多，说明适宜的Cu负载量可增强Cu物种在CeO2载体表面的分散度、增大反应原料与催化剂的接触面积、提高催化剂对CO2分子的吸附能力，从而实现CO2加氢制甲醇反应中Cu/CeO2催化剂催化性能的提升。
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分散剂对CSH纳米晶种粒径及早强作用的影响规律及机制

王成文

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Abstract:

水化硅酸钙（CSH）纳米晶种凭借纳米尺寸效应与晶核诱导作用，可显著加速水泥水化产物的生长，具有优异早强性能。晶种制备过程需要加入分散剂来防止纳米晶种团聚，分散剂种类会显著影响CSH的粒径、形貌特征、分散稳定性和早强效果，但具体影响规律仍不清楚。本工作系统探究了聚羧酸、磺化醛酮、木质素磺酸钠三类不同结构分散剂对CSH结构-性能的调控，揭示了分散剂与早强性能的影响关系。结果表明：聚羧酸的密集侧链结构通过羧基配位与空间位阻作用，在0.3-0.7wt%浓度范围内使CSH粒径显著降低，并诱导CSH形成箔片状形貌；磺化醛酮线性分子通过层间插入诱导形成长箔片状CSH，而木质素磺酸钠的复杂网状结构通过磺酸基配位及引气效应生成球状CSH。同时，CSH早强性能与形貌-接枝效果密切相关，CSH-聚羧酸因高比表面积与聚羧酸的协同作用使12h抗压强度提升108%，显著优于CSH-磺化醛酮（66%）和CSH-木质素磺酸钠（79%）。
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纳米SiO₂降黏剂的制备及其提高普通稠油采收率性能研究

徐磊, 王业飞, 黄志学, 杨劲舟, 张富民, 魏静, 尉振业, 丁名臣

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Abstract:

针对新疆油田某普通稠油水驱效果差,常规化学驱提高采收率低的问题,本文研究了一种新型的纳米降黏剂用于普通稠油化学驱。通过乙烯基三甲氧基硅烷对纳米SiO₂表面改性,制备含碳碳双键的中间体SiO₂@D,并进一步与α-烯基磺酸钠(AOS)接枝共聚,制备了两亲性纳米降黏剂SiO₂@AOS。通过FT-IR、TG及SEM表征证实其成功合成。SiO₂@AOS呈球形,平均直径15.6 nm。SiO₂@AOS纳米流体(3 g/L)可将油水界面张力由31 mN/m降至4.4 mN/m(降幅85.8%),接触角由107.2°(疏水)调控至54.3°(亲水),显著改变储层润湿性；SiO₂@AOS纳米流体(3 g/L)对该普通稠油(62℃, 1300 mPa.s)的降黏率达89.5%,乳状液的析水率达90.2%。SiO₂@AOS纳米流体(3 g/L)驱及后续水驱可在一次水驱基础上再提高采收率22.5%。本研究为普通稠油化学驱提供了兼具高效降黏与驱油协同的新型纳米材料,具有重要应用潜力。
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基于高能中子自补偿校正的D-T源确定中子孔隙度改进方法

谢冰, 张辉, 张慧, 王青川, 张锋, 范珺亭

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Abstract:

D-T源中子孔隙度测井具有高孔隙度地层灵敏度低,不同岩性和泥质地层与常规补偿中子孔隙度响应特征不同,提出采用脉冲时间窗内热中子计数来表征高能中子自补偿校正因子且组合热中子计数比来确定孔隙度的方法。利用蒙特卡罗方法建立井筒-地层模型,模拟D-T源和Am-Be源在不同孔隙度和泥质含量条件下在的快中子和热中子分布,研究高能中子自补偿校正因子及中子孔隙度测井响应,并用实测井数据验证该方法的有效性。结果表明,采用快中子自补偿校正后的热中子计数比值随孔隙度的增加而增加,相对灵敏度提高至原来的1.85~2.69倍(孔隙度20%~40%石灰岩地层),孔隙度精度提升1倍,孔隙度10%石灰岩地层由0.49p.u.提升到0.24p.u,有效解决D-T源高孔隙度条件下孔隙度灵敏低的问题；测井实例计算地层孔隙度与常规补偿中子测井值相吻合,绝对误差小于2.0p.u.,为套管井脉冲中子孔隙度数据处理提供一种新方法。
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基于径向诱导裂缝的水平最大地应力预测研究

贾利春

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Abstract:

利用应力多边形结合井壁崩落和诱导裂缝可约束限定最大水平地应力范围,但是该方法主要用于轴向诱导裂缝且难以找到同时存在井壁崩落和诱导裂缝的井段。在直井和水平井井壁上也可能存在径向诱导裂缝,在成像测井图像上表现为一组近似平行且间断的深色短直线。利用径向诱导裂缝也可以用于约束水平最大地应力范围,本文在考虑有效应力和热效应影响下,推导建立了直井和水平井产生径向诱导裂缝的条件,据此得到了基于径向诱导裂缝的水平最大地应力上限及下限约束线。分析结果表明,井底温度差值增加,直井时下限约束线逐渐下移而水平井时上限约束线逐渐上移；泊松比减小,应力多边形范围扩大,直井时下限约束线上移而上限约束线向右偏转,水平井时上限约束线向右偏转而下限约束线同样向右偏转但是幅度较小；有效应力系数的变化仅对应力多边形范围有影响,对水平最大地应力下限、上限约束线几乎没有影响。由水平最大地应力上限及下限约束线,结合最小水平地应力就可以便捷的预测最大水平地应力范围,拓展了水平最大地应力的获取途径。
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吉林大情字井油田CO2驱潜力层表征方法研究

高建, 高明, 杨永智, 李金龙, 周体尧, 吕文峰, 李政, 李伟, 王昊

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Abstract:

摘要：CO2驱油藏开发实践表明CO2比水更易进入小孔隙，部分低渗低饱和度的非油层被激活形成新的有效渗流储集体，定义为CO2驱潜力层。以吉林大情字井油田CO2驱油藏为例，综合运用驱替实验、分析化验、测井曲线、剖面测试等资料，建立了“实验确定气驱动用下限、化验明确沉积成因、岩心标定曲线三步法完成单井测井识别、微相控制潜力层连通型式落实连通边界”的CO2驱潜力层描述方法，明确了其对CO2驱油藏开发的意义，为最大程度提高CO2驱油采收率提供地质基础。结果表明：研究区CO2驱潜力层的渗透率下限为0.06×10-3μm2，渗透率分布范围为0.1×10-3μm2—0.06×10-3μm2；研究区潜力层的泥质含量分布范围在10%—15%之间，碳酸盐含量在6%—12%之间，水动力条件转换段和钙质弱胶结带是其主要成因，形成了潜力层三步逐级约束测井识别法：测井特征值法定性判断，测井曲线图像重叠法划分顶底、高精度渗透率解释模型精细识别，建立了研究区三角洲不同微相的潜力层6种剖面发育型式；构建了了5种CO2驱的连通对比模式，确定CO2驱连通体的圈定原则，定量评价了研究区水驱与CO2驱连通差异，与水驱对比，CO2驱的主力微相的连通率提高18.9个百分点，连通厚度增加1.7m，非主力微相的连通率提高幅度达到34.2个百分点，连通厚度增加1.1m；建立了潜力层与油层的5种组合型式，明确了引入潜力层后的CO2驱稳油增产的主要技术对策，CO2波及增量可增加18个百分点，采收率可增加9.6个百分点。CO2驱潜力层是CO2驱油藏开发方案编制或者动态分析中非常有必要增加的新地质研究参数。
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通过一种低温共晶熔盐体系(LiNO₃-KNO₃)直接再生废旧NCM111材料_^*

周鹏, 白嘉玺, 田矿佳

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Abstract:

镍钴锰层状金属氧化物（NCM）材料是锂离子电池中的主要正极材料。然而，随着持续的循环工作,锂离子电池会因为正极材料的锂缺失以及相变等问题而导致容量降低。由于锂离子电池的需求量日益增加，锂离子电池也将面临着越发严峻的回收问题。共晶熔盐方法已经被证实可以很好的直接再生废旧的正极材料。我们发现了一种具有更低共熔点温度的共晶熔盐体系，并通过此体系成功再生了NCM正极颗粒，恢复了理想的化学计量比，降低了锂镍混排程度，修复了晶体结构。此外，经再生的正极材料通过组装电池测试，验证其具备良好的电化学性能：初始放电比容量为157.9mAh g-1，在0.2 C的电流密度下循环100圈仍保持在148.3 mAh g-1，倍率容量为39.5 mAh g-1（10 C）。我们的工作代表了一种低温，简便且有效的直接再生正极材料的方法，为锂离子电池正极材料的直接再生领域提供了更多的可能性。
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界面聚合构筑MOF/MOC复合膜用于染料分离

崔晓蕾, 康子曦, 郭海玲

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Abstract:

有机染料作为常见的有毒污染物，对人类和水生生物构成严重威胁。将具有固有微孔的晶态多孔材料（如金属有机框架MOF和金属有机笼MOC）与聚合物结合，可制备出具有高渗透率和高选择性的膜材料，用于有效去除染料。本论文通过将MOF作为水相单体，与有机相单体均苯三甲酰氯（TMC）进行界面聚合，并在此基础上利用MOC二次界面聚合进行MOF与TMC间空隙的密封。利用这种方法可制备出一种连续致密的MOF/MOC复合膜。该复合膜具有独特的孔结构，包括界面聚合过程中形成的网状孔和晶态多孔材料的固有微孔，这赋予了其高透水性和良好的筛分性。实验结果表明，该复合膜具有18 Lm-2h-1bar-1的水渗透率及99.9%的染料去除率，在去除水溶液中有机染料方面展示出显著优势。
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高黏弹冻胶颗粒化流动特征及剪切造粒机制研究

吕东方, 赵光, 赵金忠, 陈佳, 李哲, 王昭凯, 戴彩丽

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Abstract:

本文研究颗粒化过程中高黏弹冻胶的流动特征和剪切造粒机制,对冻胶分散体的工业化生产与应用具有重要意义。对高黏弹冻胶在剪切装置中的颗粒化过程进行模拟计算,分析颗粒化过程压力场、速度场和剪切率场变化,揭示颗粒化过程中的流动规律；研究不同配液比、剪切转速、剪切间距、错齿间距和布齿角度等剪切参数下的剪切造粒机制。研究结果表明,剪切装置内主要分为剪切率最大的剪切破碎区域和出现压力极小值的颗粒混合区域,通过单因素影响规律和正交实验模拟研究,明确了剪切参数对流场中压力、速度、剪切率的影响贡献程度。明确了低温低盐、中高温中高盐、高温高盐和超高温超高盐四类本体冻胶在颗粒化设备剪切过程中的黏度、粒径和微观结构变化,剪切过程存在剪切破碎、混合磨碎、颗粒均一等三个阶段。以高温高盐本体冻胶为例通过调整配液比(1：0~1：9)、剪切转速(1160rpm~2900rpm)、剪切间距(1mm~5mm)、错齿间距(1.5mm~3mm)和布齿角度(-6°~6°)可以实时调整冻胶分散体粒径。通过模拟和室内实验方法,研究不同剪切参数对冻胶分散体体系的影响,明确高黏弹冻胶颗粒化影响因素,为现场应用提供参考。
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水热处理PtCu/TiO₂催化剂在无碱环境中对阿拉伯糖进行催化氧化

金鑫, 耿昂, 严文娟, 杨朝合

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Abstract:

阿拉伯糖酸(Arabinoic acid, AA)是医药、化工及精细化学品合成领域的重要中间体,但其高效、可持续的合成工艺开发仍面临挑战。在当前工业化应用中,由于采用强酸性反应介质,导致金属催化剂快速失活,这一现象严重制约了规模化生产的进程。本研究提出了一种通过载体改性提升金属催化剂稳定性的策略,并成功地实现了阿拉伯糖选择性氧化制备阿拉伯糖酸的工艺优化。关键创新点在于：通过对TiO₂载体进行水热处理,在其表面成功引入丰富的羟基结构,显著提升了金属活性组分的分散度与锚定强度。分析结果显示,这种结构调控有助于催化剂形成更稳定的金属-载体界面,从而有效抑制反应过程中副产物的C-C键断裂,基于动力学模型构建的研究进一步验证了这一点。本研究结合了实验设计与理论模型的方法,为糖类化合物定向催化转化为高附加值酸性产物的催化剂设计提供了指导。
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CO₂驱油过程中井筒管柱腐蚀损伤机制研究

杨留洋, 范海明

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Abstract:

目的：在CO₂驱油作业中,地层水高矿化度引发的CO₂-Cl_-^{协同腐蚀已成为制约井筒管柱安全服役的关键问题。}马氏体不锈钢虽凭借其优异力学性能和经济性被广泛应用于CO₂驱油过程中的井下装备,但不锈钢管柱中高浓度CO₂溶于水形成的H₂CO₃与地层水中高浓度Cl_-^的协同作用对不锈钢管材的耐蚀性构成了严峻挑战。因此,研究CO₂驱油过程中井筒管柱常见管材马氏体不锈钢在高浓度CO₂和Cl_-^{共存环境下的钝化膜稳定性及}钝化膜破损机制,对于理解不锈钢材料在苛刻服役工况下的耐蚀性及优化选材具有重要意义。方法：采用循环极化曲线、电化学阻抗谱、Mott-Schottky等电化学手段研究了13Cr、L8013Cr、110Cr13S三种马氏体不锈钢在不同Cl_-^{浓度下的电化学腐蚀行为}；结合腐蚀失重、扫描电子显微镜(SEM)及X射线光电子能谱(XPS)等形貌表征手段研究了三种马氏体不锈钢在不同Cl_-^浓度下的钝化膜分布特性及破损机制。结果：13Cr、L8013Cr、110Cr13S的钝化膜稳定性随着Cl_-^{浓度的增加而减弱},高浓度Cl_-^{对三种马氏体不锈钢}钝化膜均呈现极强破坏性。高浓度Cl_-^{凭借强电负性和穿透性},诱导点蚀动力学,形成阳离子空位与不稳定氯化物相,导致钝化膜破裂及严重局部腐蚀。其中13Cr的腐蚀电位(E_corr)最大,再钝化电位(E_rp)负移程度最高,钝化膜稳定性最差,点蚀敏感性较高；而L80-13Cr在高浓度Cl_-^{下的耐蚀性次之},110Cr13S耐蚀性最佳。此外,110Cr13S中明显的回火马氏体结构特征和较高的显微硬度及较低的载流子密度也进一步验证其更高的耐蚀特性。结论：本研究从高浓度Cl_-^作用下钝化膜稳定性及破损机制深入探究了三种马氏体不锈钢在CO₂驱油过程中的腐蚀损伤行为,阐明了钝化膜半导体特性改变与局部腐蚀萌生的内在关联,为CO₂驱油过程中井筒管柱材料的高效腐蚀防护体系构建和科学选型提供理论支撑。
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等离子体增强型CuFe基双金属催化剂催化CO2-CH4制高值醇类产物

韩丰磊, 孟超越

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Abstract:

在温和条件下，将CO2与CH4作为基础碳源来生产高附加值的液体化学品具有深远的意义。然而，由于热力学上的限制，这一直是一个巨大的挑战。低温等离子体技术的出现为解决这一难题提供了有效的手段。在本论文中，成功制备了CuFe/γ-Al2O3催化剂，并且在常温常压下将CO2与CH4混合气高效转化为高附加值的液态产物。实验结果表明引入的金属Cu和Fe为后续反应提供了活性位点，促进产物的偶联，使得反应体系中的CO得到了有效地利用，以此促进了复杂产物例如C2+液体产物的生成。CH4转化率达到25.3%，CO2转化率达到26.3%，总体液体产物选择性达到59.4%。乙醇作为主要C2+液体产物，选择性达到12%，醇类液体产物在总液体产物中的占比达到80%。研究结果为CO2转化利用提供了很好的借鉴和指导。
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基于混合神经网络的水合物无机盐抑制剂浓度预测研究

王健, 徐加放, 王博闻, 王亚华, 陈杰, 王潇辉, 杨晓龙

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Abstract:

水合物无机盐抑制剂浓度与抑制效果、生产成本和设备腐蚀情况等密切相关,对其进行预测至关重要。以NaCl浓度预测为例,将核主成分分析(KPCA)处理后的温度、压力和气体组分作为输入参数,利用小波神经网络(WNN)对NaCl浓度进行预测,并通过遗传算法(GA)、模拟退火算法(SA)和AdaBoost算法对WNN进行优化,建立了AdaBoost-GASA-WNN水合物抑制剂NaCl浓度预测模型,解决了目前没有针对水合物无机盐抑制剂浓度预测方法的问题。结果表明,经过KPCA处理后模型的均方误差(MSE)降低了3.8658,优化后模型的MSE进一步降低到9.5062,与ELM、KNN、RF模型和数据拟合方法相比,MSE分别低5.7994、17.7416、2.912和8.8105,预测效果最好,可为水合物防治过程中无机盐抑制剂浓度的确定提供一定的借鉴和参考。
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山东东部新生代岩石圈热结构演化及深部动力机制

隋建才, 刘婕, 周瑶琪, 于笑晨, 高建明, 郭威, 曹晰

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Abstract:

本研究聚焦岩石圈构造演化与壳幔相互作用机制,针对传统地球化学方法在多期改造过程示踪中的局限性,以华北克拉通及郯庐断裂带为研究对象,集成锆石微区地球化学、同位素示踪数据,系统探讨穿地壳岩浆系统演化规律及其对岩石圈流变结构的控制机制。研究表明,华北东部晚中生代高镁钾质花岗岩与太古宙岩浆岩的地球化学相似性揭示了深部物质再循环过程,而苏鲁超高压变质岩锆石REE特征则记录了多期地壳再造事件。本课题建立锆石Hf-O同位素及构造岩浆活动性质联合分析体系,结合地球物理表征岩石圈结构演化分析,重点解析郯庐断裂带周边壳幔相互作用过程。通过建立构造-岩浆-变质作用的时空耦合模型,阐明岩石圈热结构演变与脆性变形的内在关联,揭示古太平洋板块俯冲与软流圈上涌对克拉通破坏的复合控制机制。对深层高温资源勘探和岩石圈稳定性评估具有重要应用价值。
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济阳坳陷高温地热资源分布及优选区资源量评价

范建国, 王少征, 周瑶琪, 刘朋, 郭威, 高建明, 孔维腾

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Abstract:

我国地热资源的利用主要集中在中浅层。然而,深层高温地热研究对实现“双碳”目标和能源结构转型具有重大现实和战略意义。渤海湾盆地的济阳坳陷富含深层高温地热潜力。通过分析2187口测温探井和270个深层测温点数据,利用Arcgis构建济阳坳陷浅层-中深层的地温场分布,并预测深部地层温度。采用随机建模和数值模拟方法,系统刻画深层高温地热优选区的空间展布特征。通过热储法和蒙特卡洛数据分析法估算可采地热资源量。研究发现,博兴-金家的樊54井区域是深层高温地热有利资源优选区,下古生界具备有效储热空间,可采资源量达到1.27亿吨标准煤,可作为开发深层高温地热资源目的层系,这对促进济阳坳陷地热资源的高效开发具有重要的指导意义。
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渤海海域渤南低凸起变质岩潜山风化壳储层发育特征及控制因素

赵昭

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Abstract:

渤中26-6油气田为渤海近期发现的超亿吨级基岩潜山油气田，储层整体规模大且风化壳储层是潜山主要的油气储集空间。综合利用钻井、地震、测井以及分析化验等资料，明确基岩潜山储层发育特征，并探讨风化壳储层形成的主控因素。结果表明：研究区变质岩潜山储层岩性以变质花岗岩为主，储集空间类型主要为溶蚀孔和构造缝，垂向上可分为风化砂岩带、风化裂缝带和基岩裂缝带。潜山风化壳储层发育主要受到岩性、构造、风化淋滤以及古地貌共同控制：（1）研究区90%的岩石为富含长英质矿物的变质花岗岩，为风化壳形成提供物质基础；（2）多期构造运动使潜山内部形成大量裂缝，可直接提供储集空间，也可作为后期流体向下渗流通道，促进深部岩石溶蚀改造；（3）风化淋滤是形成风化壳的重要因素，整体自上而下风化作用逐渐变弱，距潜山顶面300 m以内储层质量较好。（4）古地貌是控制风化壳厚度及平面分布的关键因素。地貌高点风化作用强烈，风化壳不易保存，风化砂砾岩带薄，风化裂缝带厚度适中；陡坡带坡度大，不发育风化砂砾岩，风化裂缝带厚度适中；缓坡带及地貌低部位相对平缓，风化壳保存较好，发育厚段的风化砂砾岩和风化裂缝带。
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震后松弛阶段压溶蠕变实验研究

宋娟

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Abstract:

压溶蠕变是间震期断层带的主导变形机制之一，开展震后松弛阶段压溶蠕变的实验研究对理解强震孕育和发生具有重要意义。本文采用Carrara 大理岩，在温度200 -500°C范围内，围压800MPa、应变速率1×10-7/s，水含量0.17-0.82%条件下，开展了大理岩的剪切变形压溶蠕变实验研究，模拟压溶主导的断层带震后松弛阶段的物理机制。通过偏光显微镜和扫描电镜，研究了实验变形样品的微观结构和变形机制，实验结果表明：200 -350°C样品模拟了震后断层带非稳态蠕变的物理机制，表现为压溶、机械双晶、微破裂、碎裂，400 -500°C代表间震期稳态蠕变，表现为位错滑移和动态重结晶，伴有压溶，压溶作用不仅是震后松弛阶段非常重要的断层蠕变机制，而且控制着断层的非震滑动。
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基于多尺度特征提取的U-Net网络微地震定位方法

黄建平, 王秋阳, 李媛媛, 黎国龙, 苏来源, 路依霖, 李三福, 段文胜, 雷刚林

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Abstract:

微地震定位是微地震监测的核心任务，面对当前海量的地震数据，传统的定位方法已无法满足实时定位的需求。为此，本文利用深度学习技术，提出一种基于U-Net网络为主要架构的微地震震源定位方法，通过融合双交叉注意力模块和空间空洞金字塔池化模块，增强网络对微震数据中波形特征的提取能力，提升震源位置预测精度。最后，利用简单层状和复杂速度模型生成合成数据进行实验测试，并与U-Net和Att-Unet网络对震源位置预测误差精度进行对比分析。结果表明，本文所构建的网络模型在震源预测精度以及网络性能上均优于其他网络模型，并且对低信噪比的微地震数据也有较好的预测效果。
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基于固液解耦分析的致密砂岩储层预测

陈康, 魏玮, 杨广广, 戴隽成, 吕龑, 闫媛媛, 郗诚

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Abstract:

孔隙流体识别是有效储层预测的关键,储层中的流体类型和分布情况直接影响着储层的性质和开发潜力。四川盆地川中含气性致密砂岩储集体物性与天然气分布非均质性强，地震反射特征与储层物性和含气性之间的关系复杂，储层及含气性定量预测难度大。本文基于岩石物理模型，优选出泊松比和流体体积模量为优质储层的敏感弹性参数，在Russell的AVO近似理论基础上，推导了含流体体积模量及泊松比的固液解耦反射系数方程，对致密砂岩含气性有效储层的流体体积模量进行直接反演，实现了优质储层的有效刻画，取得了的较为准确的应用效果。
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基于Granger-LSTM模型的东营凹陷页岩油产能预测研究

张凤姣, 张晋言, 邓少贵, 齐国华, 范中专, 孙鑫

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Abstract:

页岩油水平井生产动态变化复杂，现有预测技术难以达到理想精度。以东营凹陷为研究区域，本研究基于X1和X2两口井的生产数据，首先采用 Granger 因果分析筛选与页岩油产量高度相关的时间动态因子，优化模型输入特征；随后，利用长短期记忆网络（LSTM）构建产量预测模型，并通过粒子群算法优化超参数，同时对比循环神经网络（RNN）、门控循环单元（GRU）和时空卷积网络（TCN）的预测性能。研究结果表明，特征选择对产量预测至关重要，以井X1的 LSTM 模型为例，基于 Granger 分析的特征筛选方法使均方根误差较基于 Spearman 分析的方法降低了 3.41 m3，显著提升了预测精度。尽管多种时序模型均展现出良好的预测性能，但相比之下LSTM 在捕捉时间序列动态特征方面表现最佳，为复杂页岩油产量预测提供了可靠的理论依据与技术支持。
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煤系泥岩生排烃特征及压力对生排烃过程的影响 —以东海盆地平湖组为例

何大祥

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Abstract:

烃源岩的生排烃效率是油气资源评价的关键参数。目前关于煤系烃源岩中不同岩性烃源岩的生排烃对比研究较少，为了明确煤系不同岩性烃源岩的生排烃效率及压力对生排烃过程的影响，选取东海盆地平湖组暗色泥岩与碳质泥岩进行了黄金管温压共控模拟实验，总结二者在各演化阶段产物的变化特征与排烃效率。结果表明，煤系暗色泥岩与碳质泥岩均具有油气兼生、早期生油、晚期持续生气的生烃特征，暗色泥岩最大生油量、最大排油量及排油效率与碳质泥岩相比均较低。随着热演化程度升高，煤系暗色泥岩与碳质泥岩在easy Ro=1.07%时液态烃产量开始下降，气态烃产量增加。但在easy Ro>1.07%的阶段，暗色泥岩总烃产量仍呈增加的趋势，而碳质泥岩总烃产量已趋于平衡；暗色泥岩在easy Ro=0.69%时即到达排油效率的高峰，碳质泥岩排油效率在easy Ro=1.07%时开始下降。压力对easy Ro在0.51%-1.33%范围内样品的烃类生成影响不明显；但在easy Ro>2.06 %的阶段，压力抑制液态烃和气态烃生成，且随压力升高，抑制作用更加明显。此外压力对排油效率也具有一定的抑制作用，较低的压力(60MP)主要抑制高成熟样品的排油作用，较高的压力(>120MP)在生油阶段便对排油作用产生明显的抑制作用。本研究揭示了暗色泥岩与碳质泥岩在不同热演化阶段和压力条件下的生排烃差异性，可为含油气盆地的资源评价提供理论支持。
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基于相变调剖新型交联聚合物相变机理的分子模拟研究

季岩峰, 李彬, 何冬月, 殷琪, 马昊宇, 李振, 燕友果

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Abstract:

我国老油田在保障国家能源安全中至关重要,但其高含水、储层非均质性强及剩余可采储量分散等问题,限制了采油效率。可控相转化聚合物作为化学驱油剂的改进技术,通过弱交联设计减少在注入过程中的黏度剪切损失,并在储层环境下相转化为高黏溶液实现调剖扩大波及体积,显著提升采收率。本文采用量子化学计算和分子动力学模拟,研究了可控相变聚合物的相转化的反应动力学机制和黏度变化规律。研究发现,酯基C-O键的断裂能低于其他反应位点,具有更高的相变潜力。通过对比四种新型交联聚合物,邻苯二甲酸二丙烯酯交联聚合物表现出较低的反应能垒及显著的增黏能力,最具较好的工程应用前景。
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Pt基催化剂的制备及12H-苄基甲苯脱氢催化性能研究

张洪伟, 周路阳, 安高军, 徐永强, 殷长龙, 商红岩

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Abstract:

利用高温焙烧Al2O3载体、采用低酸性的羟基磷灰石载体、加入金属助剂的策略降低催化剂酸性，使用等体积饱和浸渍法制备了一系列不同的铂基负载型催化剂，，用于有机液相储氢载体(LOHC)的脱氢供氢；采用X-射线衍射（XRD）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、氨气程序升温脱附（NH3-TPD）、低温N2吸附手段，对所制备的催化剂进行了表征。使用固定床反应器，以12H-苄基甲苯为原料，对所制备的催化剂进行脱氢反应性能评价。结果表明：利用上述三种方法所改性的催化剂表面酸性均低于未经过任何改性的0.5Pt/Al2O3-500-8催化剂，且Al2O3载体焙烧温度越高，所制备的催化剂表面酸量、酸强度越弱。筛选出了脱氢效果最优的催化剂0.5Pt-0.2Sn/Al2O3-700-8，在反应温度320℃下连续运行60小时表现出了85%以上12H-苄基甲苯脱氢率，94%以上的完全脱氢产物0H-苄基甲苯选择性。脱氢产物中轻组分杂质含量不高于0.24%，重组分杂质含量不高于0.54%。
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多频油基电成像测井极板间隙影响考察与校正方法研究

刘耀伟, 刘彦岐, 于增辉, 王芝环, 张中庆, 刘保银

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Abstract:

为消除油基泥浆井况下极板间隙对成像质量的影响，进而获取高质量井壁图像，采用三维有限元素法模拟仿真了多频油基电成像测井仪器的响应特性，考察了仪器探测特性受工作频率、井眼环境、极板间隙的影响规律，在此基础上开展了图像校正方法研究，通过多频交汇与相位分析相结合的方式，形成了针对油基泥浆环境中的低阻、中阻、高阻地层分类校正方法。以中海油服多频油基电成像测井仪器MFIT为例，利用实验井中的测量数据开展了方法校正效果检验，通过对比校正处理前后的图像，表明该方法能够改善多频油基泥浆电成像仪器的图像清晰度，提升图像对井壁细节特征的识别能力。该方法也适用同类型的其它油基泥浆电成像测井仪器（如Earth Imager）的图像校正处理，对多频油基泥浆电成像测井仪器的研制与图像处理具有重要意义。
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角度域保幅的最小二乘高斯束偏移成像

黄建平, 张懿豪, 杨继东, 庄苏斌, 谢清林

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Abstract:

本文针对深层复杂油气藏勘探中传统地震成像技术的局限性，提出了一种基于角度域共成像点道集提取的最小二乘高斯束偏移方法。该方法通过高斯束算子提取角度信息，实现不同反射张角成像值的分离，并结合最小二乘法迭代优化，获得高分辨率、高保幅性的成像结果。此外，应用主轴延拓思想增强浅层同相轴振幅，填补中深层信号缺失，进一步提高保幅效果。模型测试验证了该方法的有效性，相比常规高斯束偏移，能够更清晰地刻画复杂构造，有效去除干扰，提升成像保幅性。
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阴/非离子型表面活性剂稠油冷采降黏体系微观作用机理研究

陈佳, 赵光, 谢忠旭, 杨宁, 戴彩丽

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Abstract:

乳化降黏驱作为稠油化学冷采技术中的一种，可以有效降低稠油黏度，改善稠油的开发效果。基于自主研发的阴/非离子型表面活性剂稠油冷采乳化降黏体系，通过稠油四组分分离实验及微观表征手段，分析冷采降黏前后稠油分子组成变化规律，利用原子力显微镜技术，系统研究了乳化降黏体系对重质组分间作用力的微观作用机制。研究结果表明，降黏剂分子可以与稠油组分产生更强的氢键作用和π-π堆积作用，减弱了胶质和沥青质之间的氢键作用。稠油降黏后胶质结构由表面光滑的整体变为带有大量小孔的块状结构，沥青质结构变得疏松，伴有不规则颗粒状物质脱落。乳化降黏体系可以显著降低胶质或沥青质间的粘附力，最大粘附力由5.49 nN、3.11 nN分别减小到0.5 nN、0.8 nN。随着降黏体系浓度的升高，以沥青质为代表的重质组分间出现静电斥力，且空间位阻斥力增强，聚集体动态平衡被改变，沥青质链接枝点平均间距由5.43 nm增大至11.14 nm，接枝链长由1.84 nm变为6.22 nm，从而有利于减小稠油沥青质形成的三维网状结构的强度，降低稠油黏度。研究成果对于明确乳化降黏体系的降黏机理及稠油冷采技术在油田开发中的应用具有重要的指导意义。
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MIL101(Fe)强化抗生素类新污染物条件下厌氧氨氧化效果研究

刘春爽

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Abstract:

针对化工制药行业抗生素类新污染物对厌氧氨氧化脱氮的抑制问题，以金霉素作为新污染物代表，探究了其抑制厌氧氨氧化动力学，在此基础上制备了MIL101(Fe)，探究了其缓解厌氧氨氧化金霉素抑制效果和机理。结果表明，30mg/L金霉素会造成明显抑制，总氮去除率降低了19.43%。Remodified Boltzmann模型和Modified Gompertz模型均可分析不同浓度下金霉素对厌氧氨氧化基质抑制过程。MIL100(Fe)材料的投加可明显降低游离金霉素浓度，促进EPS分泌，提高厌氧氨氧化菌的生长和代谢活性，从而提高了脱氮效果。研究结果为厌氧氨氧化在化工制药废水中的应用奠定了理论和技术基础。
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乳化沥青粒径与粘度对其储存稳定性关联影响研究

孙华东, 孙鑫, 肖英杰, 康杰分, 栾和伟, 庞来学, 杜杼桁, 甘旺, 赵拓, 王首珺, 朱传雨, 丁永玲

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Abstract:

选用三种木质素基乳化剂，探究不同乳化剂的表面活性和掺量对其1d、5d储存稳定性、D10、D50、D90特征粒径、标准粘度、恩格拉粘度的影响，同时结合灰色关联熵、线性相关分析法，研究乳化沥青特征粒径、粘度与其1d、5d储存稳定性的关联关系。结果表明：当乳化剂掺量为3%时，乳化沥青1d、5d储存稳定性、D10、D50、D90特征粒径、标准粘度、恩格拉粘度最好且趋于稳定。乳化剂分子亲水基团的亲水性越强，其表面活性越强，越有利于乳化沥青的稳定；特征粒径与乳化沥青1d、5d储存稳定性的灰熵关联度顺序为D90＞D50＞D10，恩格拉粘度和标准粘度分别与1d、5d储存稳定性灰熵关联度最高，且三者线性相关性均为高度正相关；综合关联分析粒径、粘度与稳定性的关系得出D90粒径与乳化沥青1d、5d储存稳定性灰熵关联程度最高且呈现高度正相关，D90粒径在一定程度上能反应乳化沥青的储存稳定性。
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甲醇促进PET在温和条件下碱性解聚的研究

杜峰, 孔敬文, 宋大伟, 严文娟, 金鑫

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Abstract:

本文主要研究了在温和条件下利用KOH作为解聚剂,降解聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的工艺路线,优化了PET化学降解的反应条件。结果表明,以KOH为催化剂,以甲醇为助溶剂可以明显提高降解效率,KOH与甲醇最佳摩尔比为1/9.2,在常压120 ℃下PET的水解率达到了96.6%。同时在该温度下甲醇可以直接蒸馏回收并重复使用。其次,采用HPLC分析手段对产物进行定量分析,利用IR等手段对PET化学降解的反应机理进行了研究。反应过程中氢氧根离子攻击PET长链上的碳正离子,形成四面体负离子中间体,中间体不稳定,生成羧酸及醇的共轭碱,在碱性环境中羧酸与碱中和,最终产物为醇和羧酸盐。
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油基钻井液用选择性絮凝剂的研制及应用

耿愿, 孙金声, 李茂, 黄贤斌, 沈浩坤, 张帆, 王波, 倪晓骁

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Abstract:

针对油基钻井液中劣质固相难以去除的问题，研发了一种由苯乙烯、甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵合成的油基钻井液用选择性絮凝剂（XN-1）。通过沉降实验、Zata电位测试分析絮凝机理，在室内和现场对甩干液、老浆和现场油基钻井液进行絮凝处理并评价絮凝效果。在室内实验，甩干液和老浆中加入2% NX-1时，低密度固相含量分别降低9%和7%，在现场循环钻井液加入1% NX-1时，终切降低明显；现场试验，甩干液和老浆中加量分别为2%和1%时，低密度固相含量分别降低7.3%和12.1%，在循环钻井液体系中加入0.5%，可有效抑制低密度固相含量增长。通过实验表明，XN-1对劣质固相有良好的选择性絮凝效果，符合实际使用要求。
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二甲醚在稠油中扩散系数测定及其对蒸汽混注过程的影响

张胜飞, 孙新革, 李步林, 王强, 沈德煌, 罗池辉, 何万军

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Abstract:

摘要：在“双碳”目标背景下，“高能耗、高碳排”稠油热采技术面临“提质增效和节能减排”双重挑战。将溶剂和蒸汽混合注入油藏可改善开发效果并极大降低能耗。二甲醚作为溶剂具有成本低、油水中都有一定溶解性等优势，具有巨大应用潜力。然而，二甲醚在原油中扩散系数这一决定传质过程的关键参数尚不明确。为此，本文以菲克第二定律、PR-EOS、二甲醚溶解度和混合黏度数据等为基础建立二甲醚扩散模型，结合高温高压下二甲醚压力衰减实验，通过模型网格化处理并逐层迭代各微元层的传质参数，对扩散系数经验关系式DAB = kTμ-β进行拟合，进而研究了二甲醚对混注过程的影响。研究结果表明：①扩散系数经验关系式拟合中优选β = 0.46，二甲醚在140 ℃和200 ℃下于油砂中的经验常数k分别为1.15×10-12和1.95×10-12；②高温高压下二甲醚在油样和油砂样中扩散系数的数量级为10-10 m2/s，升温会显著增大扩散系数，而多孔介质会减缓传质速率；③蒸汽二甲醚混注过程中二甲醚在泄油前缘的扩散深度为厘米级，据此可将前缘划分为温度和溶剂共同作用及温度为主的两个降黏区；④混注过程中二甲醚对泄油速度的贡献率约为11%，且原油黏度越高，二甲醚对泄油贡献率越高。本文建立了一套二甲醚扩散系数测定方法，具有成本低、速度快、结果可靠的优点，可准确量化特定温度下二甲醚在稠油中的扩散系数和浓度分布等，深化了对泄油前缘传质传热的机理认识，将为蒸汽二甲醚混注工艺应用提供指导。
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基于分子模拟的超高温水特性研究及其对钻井液处理剂的潜在影响

耿愿, 张志磊, 严致远, 胡敏, 袁石, 齐英翔, 王潇辉

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Abstract:

超深地层的超高温高压和复杂的流体环境给钻井液带来了新的挑战。水分子在超高温高压条件下的特性变化,影响了钻井液处理剂的溶解、钝化、降解、聚合及其与溶剂的相互作用,这可能是导致钻井液体系失效的最重要因素之一；同时,超高温高压水特性变化也是造成地层矿物水化或脱水,导致井壁失稳的关键。利用分子动力学模拟(MD)优选了适用于超高温高压条件下的水分子模型,研究了超高温高压条件下水的体相性质(密度和黏度)和水分子间微观结构(氢键数量、水相结构和扩散系数),揭示了超高温高压水的特性参数变化规律。结果对研究超高温高压条件下的钻井液失效机制、抗高温钻井液处理剂研发以及防止超深地层水化导致的井壁失稳等具有重要意义。
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低矿化度水-CO2交替驱微分散效应的微观机制研究

王嘉新, 王睿恒, 邓小娇, 杨仁锋, 田冷

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Abstract:

借助CO2-盐水-原油体系接触实验、傅里叶红外光谱测试、原油组分分析和微流控技术，探究CO2对于原油-低矿化度水体系微分散体形成的影响规律与机制，明确导致微分散形成的极性化学键及其来源组分，揭示低矿化度水-CO2交替驱微分散效应的微观作用机理。研究表明：原油中的C=O和C-H极性键与水中O-H极性键相互作用是微分散形成的主要因素，随着盐水矿化度的降低，CO2-盐水-原油界面处的微分散体数量单调增加；CO2通过萃取出油中的轻质组分，使得被轻质组分包裹的极性物质分离并增加，促进微分散形成，原油形成微分散的能力越强，饱和CO2的原油降粘程度更大、界面润湿性更亲水；在低矿化度水中，极性反胶束通过水在油相中的扩散来捕获溶解的水，为极性化合物提供更多的吸附界面，在界面处CO2+油相的化学势增加，使CO2-盐水-原油体系界面间的化学势差减小。
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CCUS海上注入平台CO2泄漏的扩散富集特性与风险评估

杨勇

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Abstract:

基于计算流体力学与气体泄漏扩散理论，运用Fluent软件建立了CCUS海上注入平台CO2泄漏三维计算模型。对不同海域风向、风速、泄漏方向和泄漏量下CO2的扩散富集特性进行了动态仿真。使用多尺度嵌套网格技术预测大尺度平台上小尺度泄漏口的流场和浓度场，对保障网格精度和提升计算效率有显著优势。结果表明：海域风向和风速对CO2泄漏传递特性影响显著，沿平台长度方向的风向影响范围最大，与甲板布局共同作用下，出现大面积危险区；风速低时属最不利扩散，CO2富集较明显；逆风泄漏影响范围最大；撕裂型大量泄漏更易富集并快速达到危险阈值。籍此揭示了CCUS海上注入平台CO2泄漏扩散的时空分布规律与运移机制，可为海上平台CO2泄漏的风险评估和安全监测提供依据。
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含蜡凝析物中蜡分子扩散、聚集与沉积行为的影响机制

许云飞, 王志华, 张宏奇, 刘晓宇, 常朕博

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Abstract:

凝析油气在采输过程中随工况改变会经历复杂的相态演变,厘清含蜡凝析物在相变工况下的蜡分子动力学行为,对于深入揭示凝析油气开采过程中的蜡沉积机理及有效实施蜡沉积的预防和治理具有重要意义。本文基于凝析物基础物性分析,依次构建了涵盖甲烷、甲烷-乙烷和甲烷-乙烷-丙烷不同凝析气流体环境的含蜡凝析物蜡分子动力学模拟体系,考虑相变温度与压力工况,研究了凝析气相存在下蜡分子的动力学行为。结果表明凝析气体在体系中的溶解度是影响蜡分子扩散行为的主导因素,且温度、压力的协同作用能促进蜡分子的扩散,蜡分子在不同体系中的扩散能力大小依次为：甲烷-乙烷-丙烷体系>甲烷-乙烷体系>甲烷体系。不同于温度升高使蜡分子间的结合能降低、热运动加剧,进而持续削弱蜡分子的聚集和沉积行为,压力的升高既会压缩蜡分子的间距而促进蜡分子发生聚集,又能够通过增加体系中气体的溶解度使其对蜡分子的聚集产生阻碍,与此同时,高压能够使沉积在壁面上的蜡分子层变得致密,但也会使溶解进油相中的气体分子数增加,导致蜡分子向壁面处的运动受阻,在一定程度上削弱沉积行为。
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南海超深水裂缝性储层置换式溢漏同存工况井筒多相流动模型

尹邦堂, 冯凯, 丁天宝, 刘书杰, 郭艳利, 王志远, 孙宝江

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Abstract:

南海琼东南盆地松南低凸起YL区块水深超过1500m、花岗岩裂缝性储层发育,钻遇异常地层压力概率高,易发生置换式溢漏同存复杂工况,井筒多相流动压力预测误差大。揭示了花岗岩裂缝性储层置换式溢漏同存机理,建立了花岗岩裂缝性储层气液两相流动模型,创建了储层-井筒耦合多相流动模型,与文献中实验数据相比,气侵速度预测最大相对误差由37.9%降为24.9%,漏失速度预测最大相对误差由22%降为19%；揭示了裂缝参数、钻井液参数等对井筒多相流动参数的影响规律。结果表明：随着缝宽、缝高的增加,溢流量、漏失量以及井底压力下降幅度增加,井喷风险增加；随着缝长增加,溢流量、漏失量以及井底压力下降幅度减小；随着钻井液密度、排量以及井口回压的增加,溢流量和井底压力下降幅度减小,漏失量增加；而随着钻井液粘度增加,溢流量、漏失量以及井底压力下降幅度均减小；可通过施加井口来识别置换式溢漏同存复杂工况,通过适当增加钻井液粘度来处置置换式溢漏同存复杂工况。
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CO2驱油窜流控制技术进展与未来方向

戴彩丽, 邹辰炜, 刘逸飞, 杨宁, 吴一宁, 赵光, 袁彬, 黄永平

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Abstract:

CO2驱油是碳捕集、利用与封存（CCUS）技术组合中碳利用环节的重要手段，能够显著提高原油采收率，同时也使CO2大规模埋存成为可能。但油藏普遍非均质，CO2黏度低、密度小，注入的CO2极易在流动阻力差异及重力分异作用下，沿优势通道窜流至生产井，造成CO2动用原油效率降低和埋存效果变差。通过改善储层非均质、缓解气相和液相流动矛盾，抑制CO2窜流，实现波及体积扩大，是提高CO2驱替原油效率和地下埋存潜力的重要手段。目前已应用于CO2驱油窜流控制的方法包括井网优化、注采耦合开发、水-CO2交替注入和化学堵剂等，同时还有部分潜在技术正处于实验室研究阶段。本文首先梳理了CO2窜流规律和识别方法，进而对目前主流的CO2驱油窜流控制方法的研究进展进行分析，明确了当前研究思路，并对其未来发展方向进行展望。
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页岩气藏CO₂吞吐提高采收率实验效果研究

刘佳伟, 吴建发, 胡浩然, 张德良, 黄山, 孙永鹏, 戴彩丽

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Abstract:

注CO₂提高采收率技术(CO₂-EOR/EGR)是CCUS产业的主要组成部分,能够实现油气田经济效益与环保效益的双赢。页岩气藏具有独特地质、地面工程等优势,是开展CCUS最具潜力的现实选择之一。本文开展页岩表面多组分气体竞争吸附实验,借助物理模拟与单井数值方法分别研究注气量、注气时机、闷井时间以及吞吐轮次等因素对采出程度的影响。结果表明,注气介质中CO₂含量越高,气体在页岩表面吸附过程中存在的吸附量优势更明显。当注气介质中CO₂含量80%~100%、注气量0.2~0.3PV、闷井时间超过6h、注入时机较晚时整体吞吐效果较优。第一轮吞吐采出程度增幅24.2%~47.8%,第一轮吞吐对采收率增幅明显。单井数值模拟表明,相比与未注CO₂的井,采出程度增幅可达到19.8%。本研究为页岩气藏CO₂吞吐强化提高采收率提供重要参考依据。
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静电场条件下环戊烷水合物在多孔介质中的相变可视化研究

王博闻, 李慕仪, 徐加放, 曲敬轩, 王健, 陈杰, 杨晓龙, 王亚华

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Abstract:

水合物作为一种新型的清洁能源和碳捕集与埋存(CCS)的重要方式,研究其在多孔介质中的相变机制,对实现相关技术的现场应用至关重要。本文设计制作的微流控芯片模拟了地层中多孔介质,并运用其进行了环戊烷水合物的相变实验。通过显微观察,分析了同一过冷度下外加静电场对水合物形态、生长速率、诱导时间及相平衡温度的影响。结果表明,静电场能够改变环戊烷水合物晶体的生长形态、显著缩短诱导时间,但轻微降低相平衡温度。随着电场强度的增大,水合物诱导时间延长、相平衡温度升高。静电场作用下环戊烷水合物的生长速率明显提高。本研究得到的电场对多孔介质中水合物相变的影响机制,为电场方法在水合物开发和基于水合物的CCS技术中的应用提供了参考。
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耐温聚合物减阻剂的制备及耐温滑溜水的减阻机制研究

赵明伟, 杨子腾, 马振峰, 徐忠正, 戴彩丽

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Abstract:

针对常规滑溜水压裂液耐温性不足等问题,通过自由基聚合法合成了一种适用于深层页岩储层油气开发的耐温聚合物减阻剂YTRP,利用红外光谱等手段对其结构进行了表征,并以YTRP为压裂液主剂构筑了耐温滑溜水压裂液体系,对体系的综合性能进行了评价,最后借助流变实验与微观表征揭示YTRP减阻剂减阻机理。结果表明,相较于同分子量的部分水解聚丙烯酰胺HPAM,耐温滑溜水体系具有更优异的耐温耐剪切性、配伍性,在高温条件下减阻性能优异(120℃时减阻率为72.6%),储层伤害性低(岩心伤害率为11.72%),防膨性能好(CST比值为1.01)。相较于HPAM,YTRP分子柔顺性更好,经历高温环境后保留的结构强度更高；通过聚合物减阻剂的黏性与弹性协同增效,聚合物链形成的网络结构在与湍流相互作用的过程中,能够有效实现能量的储存与释放,降低能量损耗,达到高温下更好的减阻效果。
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井下低熔点金属封堵套管的密封性研究

查春青, 陶文超, 柳贡慧, 刘伟, 许朝辉, 汪伟, 林子力

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Abstract:

井下低熔点金属封堵方法是在井下通过加热Bi基低熔点合金，利用熔融的方式在套管内部形成一段金属封隔塞，实现碳封存及弃置井稳定、可靠封堵的方法。为了研究该方法的可行性，本文针对Bi基合金与套管之间密封性能开展了研究，构建了合金塞成型实验及气密封实验装置，开展了合金塞与套管结合后的承压能力与气密封性能实验，利用光学显微镜分析了密封面的微观结构，研究了轴向压力及环境温度对合金塞密封性能的影响。实验结果显示：所形成的合金塞密封性能受环境温度影响较大，随着环境温度升高，合金塞/套管之间结合能力降低，其承压能力下降；在合金塞凝固成型过程中，通过施加轴向压力，有益于提高合金塞承压与气密封能力；当合金塞被推动后，其与套管内壁会发生剪切破坏移动，但其气密封性能不会完全破坏。研究结果表明，Bi基合金作为一种井下套管封堵的新型材料，能够通过材料本体的膨胀性来实现套管的封堵。本文研究为井下低熔点金属封堵套管的新方法提供了理论支撑。
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30CrMo钢表面堆焊Inconel 625合金工艺及组织性能

韩涛, 朱丽娜, 韩来慧, 李宗民, 于法鑫

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Abstract:

采用热丝TIG堆焊工艺在30CrMo钢基体上堆焊Inconel 625镍基合金，分析对比不同预热温度对堆焊接头和堆焊层组织及性能的影响，从而确定合理的热丝TIG堆焊工艺。研究表明：Inconel 625镍基合金与30CrMo钢母材界面结合良好，无焊接缺陷；预热温度对堆焊层成型形貌、耐蚀性、接头弯曲性能影响很小，各温度下接头弯曲性能良好，均没有出现开裂现象，但对热影响区的硬度以及堆焊层的熔合比影响显著；各温度堆焊层显微组织均为树枝状奥氏体，由内而外过渡为胞状晶、柱状晶、树枝晶、等轴晶；堆焊后在母材、热影响区和堆焊层三个区域中，Fe、Ni、Cr、Mo、Nb等主要元素呈规律性分布，在枝晶间存在Mo、Nb元素的偏析。从堆焊效率、稀释率、堆焊试样性能考虑，焊前预热200℃最佳。
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CO2驱油封存前缘计算与分析

崔传智, 李惊鸿, 李安慧, 李宗阳, 张传宝, 李友全, 李弘博

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Abstract:

CO2驱油封存是一种重要的提高采收率和减轻温室效应的方法，前缘监测对CO2驱油封存效果评价和优化具有重要意义。为了精准监测CO2驱油封存过程中的前缘位置，本文建立了两种CO2驱油封存前缘计算方法：根据CO2驱油封存三区流度变化特征，结合流度变化在矿场试井曲线不同流动阶段的响应特征，对CO2驱矿场试井曲线进行了流动阶段划分，识别了CO2前缘在试井曲线上的响应时间，通过试井分析得到了CO2驱油封存试井前缘计算式。基于CO2驱油封存羽流动态运移过程，结合Buckley-Leverett驱油理论，建立并求解了CO2驱油封存非活塞式驱替数学模型，得到了CO2驱油封存非活塞式驱替前缘计算式。将两种计算方法应用于矿场实践，分别得到了纯CO2区与CO2-原油混合区的前缘位置，并通过数模方法验证了两种计算方法的可靠性。本研究为解决CO2前缘监测费用高、耗时长等问题提供了新途径。
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基于平面相约束的三维砂体构型建模方法

邬德刚, 吴胜和, 刘常妮, 范峥

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Abstract:

三维砂体构型建模是刻画不同微相类型砂体空间分布的重要方法，对于准确预测剩余油分布规律、提高油气采收率等具有重要意义。已有三维构型建模方法主要通过变差函数、几何参数、训练图像等表征地质体的空间结构特征，在微相类型多样且分布复杂情况下常常无法充分体现砂体的空间分布规律，致使已有建模方法在吻合井点数据条件下难以有效刻画砂体的复杂分布形态。因此本文将已有平面微相分布认识成果引入到基于一维井资料的三维砂体构型建模过程中，提出了基于平面相约束的三维砂体构型建模方法。方法以不同微相类型单砂体为建模对象，引入平面相约束各个单砂体的平面分布范围及形态特征，通过在平面分布范围内确定砂体顶、底微构造面的方式建立三维砂体构型模型。此外，为有效刻画砂体的剖面形态，使用数学模型优化单砂体微构造面，利用叠置关系优化砂体间的接触关系。胜坨油田某区块的建模应用结果表明，该方法能很好地表征不同微相类型单砂体，与已有的集中方法相比，在刻画砂体复杂形态特征等方面更具优势。
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超分子凝胶封堵剂研发和封堵机理研究

杨景斌, 白英睿, 孙金声, 吕开河, 刘凡, 朱跃成

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Abstract:

为解决油气钻采过程中恶性漏失气层的钻井液漏失问题，本文采用胶束共聚法制备了一种基于疏水缔合作用的超分子凝胶封堵剂，可应用于油气钻采过程中封堵地层中的裂缝和孔隙。该封堵剂由丙烯酰胺、甲基丙烯酸十八烷基酯、十二烷基硫酸钠等单体通过自由基聚合形成。根据油气钻采过程中对封堵材料的要求，对超分子凝胶的成胶时间、流变性、溶胀性、力学性能以及封堵性能等进行了室内评价。结果表明，超分子凝胶封堵剂的成胶时间可控，在一定剪切应变和扫描频率范围内具有优异的粘弹性恢复能力，在压缩量接近87%时，压缩应力达到1.43MPa。同时，超分子凝胶的溶胀性能良好，其溶胀过程为非Fickian扩散型，溶胀过程除水分子扩散外, 受凝胶网络及高分子链段弛豫、水分子与高分子网络间及高分子网络基团间相互作用等因素的影响较大。此外，超分子凝胶具有较强的地层粘结能力，封堵性能良好，封堵率大于95%，能有效降低漏失、提高中低渗层的封堵效果, 对于非均质、恶性漏失层的长效封堵具有借鉴和指导意义。
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基于搅拌测黏原理探究低剪切率下水煤浆的流变特性

聂超飞, 滕厚兴, 刘罗茜, 黄涛, 李康, 李晓, 周芮, 刘刚

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Abstract:

水煤浆是一种非均质的固液悬浮体系，使用同轴圆筒进行流变测试，发现在测试过程中水煤浆发生明显的固相颗粒沉降现象，且在低剪切率区间内尤为明显。为此，本文基于“搅拌测黏”原理，使用桨式双弧型测量转子维持固液两相相对均匀的混合状态，对低剪切率下水煤浆的相关流变参数进行了测量和表征，探究了浓度、粒径、添加剂等因素对水煤浆黏度的影响效果。结果表明：在低剪切率区间内，水煤浆颗粒粒径一定，质量浓度越大，黏度越大；质量浓度一定，颗粒粒径越粗，黏度越大；水煤浆添加分散剂后其黏度明显下降，添加稳定剂后水煤浆黏度明显上升。
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离子液体氢气压缩机运行参数对振荡流动特性影响机理

赵强, 魏双会, 曲殿君, 张鑫, 王增丽, 陈哲

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Abstract:

离子液体氢气压缩机具有冷却效果好、能耗低、易损件少、可靠性高等优点，是未来高压加氢站氢气增压的优选机型。为了厘清离子液体氢气压缩机运行参数对工作腔内部气液两相振荡流动特性的影响机理，本文基于CFD动网格技术和VOF多相流模型，建立了压缩机流-固耦合的离子液体-氢气两相瞬态动力特性分析模型，探究了气液两相在不同活塞运动速度冲击下的振荡流动和形态演变规律。结果表明离子液体在气缸中的运动状态与活塞运动和气阀扰流冲击密切相关。随着液压泵转速的提高，活塞速度和气流速度也随之增加，气液两相振荡运动加剧，湍流作用提高，气液相界面的破碎程度增大，离子液体溢出量也随之快速增加，从120 RPM到600 RPM时，离子液体溢出量增加了4.7倍。在离子液体氢气压缩机设计和应用过程中，可采取较低转速来减弱离子液体-氢气两相振荡运动剧烈程度，同时可减少离子液体溢出量。
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超深水扬矿管下放至靶区过程中弯曲变形及应力分析

张旭, 高德利

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Abstract:

摘要：针对超深水金属结核输送硬管下放至靶点区域问题，以微元法建立扬矿管下放过程的静力学控制方程，采用第四强度理论作为判据，采用有限（中心）差分方法离散控制方程、扬矿管及边界条件，通过求解矩阵方程获得横向位移和应力。研究表明，随着下放深度的增加，扬矿管的位移先增加后减小，最大位移位靠近底部，以下放深度、顶张力、海面风速以及规格影响最为显著。等效应力受到诸多因素影响，总的变化趋势是顶端等效应力最小，靠近顶端位置附近增加至最大，而后逐渐降低，危险截面位于顶部附近。其中以海面风速影响最为复杂，当达到四级海况时，顶端应力急剧增加。因此，能否下放至靶点区域需要重点分析横向位移偏移量的变化，而顶部应力成为安全下放的关键，该研究为超深水扬矿下放至靶点区域提供理论指导。
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基于过程参数与探测器响应的小孔泄漏区间判定方法研究

付建民, 王志国, 王俊杰, 梁正弹, 郑晓云

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Abstract:

针对复杂煤制油厂区小孔泄漏概率高,且常用的泄漏检测方法不适用于复杂厂区以及难以准确检测识别到小孔孔径泄漏,提出一种基于工艺过程参数组合变化以及探测器响应数据融合的判定方法；不同管段发生小孔泄漏后会引起参数变化不同,依据参数组合变化规律确定小孔泄漏所在区间,结合模拟时探测器检测响应时间,利用检测范围确定小孔泄漏所在区间管段,结合交叉区域确定小孔泄漏所在区间位置,根据此方法能够及时地确定小孔泄漏所在的区间,将小孔泄漏事故及时排查处理,对控制事故、避免事故演化具有重要意义。通过示例分析,此方法能够有效缩短小孔泄漏管段所在区间位置,节省排查时间,可用于确定煤制油复杂厂区发生小孔泄漏时所在的区间位置。
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2025年第49卷第5期

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