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页岩纳米有机孔结构表征技术研究进展

岩矿测试 2022年第6期41卷 906-919页

作者：陈维堃腾格尔张春贺方镕慧张聪白名岗王梓夏响华中国地质调查局非常规油气地质重点实验室北京100083 中国地质调查局油气资源调查中心北京100083

页岩气开发利用已成为保障国家能源安全和实现全球碳中和目标的重要路径。页岩气储层是页岩气勘探开发的直接目的层,是以有机孔为主的纳米孔隙系统,具有源储一体、低孔低渗和非达西流动等特性,对其评价需要突破传统的无机孔隙评价思路... 详细信息

页岩气开发利用已成为保障国家能源安全和实现全球碳中和目标的重要路径。页岩气储层是页岩气勘探开发的直接目的层,是以有机孔为主的纳米孔隙系统,具有源储一体、低孔低渗和非达西流动等特性,对其评价需要突破传统的无机孔隙评价思路的束缚和纳米尺度表征技术的瓶颈,采用更高精度、高分辨率的实验技术表征纳米孔隙并刻画有机孔,已成为页岩气储层研究和实验技术攻关的焦点。有机孔于2009年在北美Barnett页岩中首次发现以来,对其表征技术和发育特征研究进展显著:(1)建立了多尺度多类型的纳米孔隙表征技术,其中以压汞-吸附联合测定法和脉冲衰减法为主的微观结构定量表征技术,可准确获得孔径为0.35~10000nm、渗透率<1μD范围内页岩物性和全孔径分布的定量参数;以场发射扫描电镜和显微计算机断层扫描(CT)技术为主的高分辨率显微镜扫描则形成了纳米孔隙的多尺度结构重构技术,可提供二维-三维图像信息;(2)有机孔的形成演化受有机质类型和成岩演化等诸多因素协同控制,揭示各影响因素间的内在联系及有机质分子结构的物理演化规律是查明页岩储层非均质性的关键,初步认为有机孔形成与保持的实质在于成烃过程中分解与缩合反应竞争的空间效应;(3)前人建立了一系列干酪根和沥青结构模型,为分子层面上研究有机孔成因机制和演化规律提供了理论基础,透射电镜、原子力显微镜能够立体观测分子空间排列和微观结构内部形态,从纳米尺度上认识有机孔形成与保存机制成为可能;(4)原位结构成像与成分扫描技术联用,储层描述、成分分析与数字岩心融合,向结构与成分、孔渗性与脆延性一体化动态评价发展,实现微观结构分析到宏观大数据预测的跨越,以满足页岩气地质-工程一体化高效勘探开发的需要。

关键词：页岩气有机孔脉冲衰减法透射电镜分子结构

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拉曼光谱参数在不同成熟度煤显微组分分析中的应用

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石油实验地质 2022年第4期44卷 705-711,719页

作者：高志伟张聪李美俊方镕慧腾格尔肖洪朱志立中国石油大学(北京)油气资源与勘探国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 中国地质调查局油气资源调查中心北京100083 中国地质调查局非常规油气地质重点实验室北京100083 中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所江苏无锡214126

激光拉曼光谱在显微组分分析中已显示出良好的应用前景。对不同成熟度(R_(o)为0.49%~1.88%)煤样中的不同显微组分(镜质体、半丝质体、粗粒体)进行拉曼光谱分析后发现,不同显微组分的拉曼光谱参数存在明显差异,这在煤显微组分分析中有以... 详细信息

激光拉曼光谱在显微组分分析中已显示出良好的应用前景。对不同成熟度(R_(o)为0.49%~1.88%)煤样中的不同显微组分(镜质体、半丝质体、粗粒体)进行拉曼光谱分析后发现,不同显微组分的拉曼光谱参数存在明显差异,这在煤显微组分分析中有以下应用:(1)利用拉曼光谱参数组合可区分煤样中的显微组分,该研究中可区分的参数组合达21种,它们均可作为区分此类显微组分的参考标准;(2)可区分煤样中显微组分的参数组合中最关键的参数是峰位移W_(D1),使用时需考虑热演化程度影响,这可能对下古生界处于高—过成熟阶段且光学性质逐渐趋同的显微组分差异研究提供帮助。因此拉曼光谱参数可作为显微组分分析的一种有效方法。

关键词：显微组分成熟度拉曼光谱参数煤样

石油和沉积有机质中C_(3-)、C_(4-)烷基取代二苯并噻吩的鉴定

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地球化学 2014年第2期43卷 157-165页

作者：李美俊师生宝王铁冠方镕慧朱雷中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249

采用人工合成标准物质共注实验、与文献报道的保留指数对比并结合异构体的结构及性质的方法,对石油和沉积有机质中C3-和C4-烷基取代二苯并噻吩类含硫多环芳烃化合物进行了系统的鉴定。确定了常规色谱质谱(GC-MS)分析中,烷基取代二苯并... 详细信息

采用人工合成标准物质共注实验、与文献报道的保留指数对比并结合异构体的结构及性质的方法,对石油和沉积有机质中C3-和C4-烷基取代二苯并噻吩类含硫多环芳烃化合物进行了系统的鉴定。确定了常规色谱质谱(GC-MS)分析中,烷基取代二苯并噻吩异构体在HP-5MS(5%-苯基甲基聚硅氧烷)色谱柱上的标准保留指数。确认了前人初步鉴定的部分三甲基二苯并噻吩异构体甲基取代基位置,初步比较了C3-和C4-烷基取代二苯并噻吩在不同成因石油和沉积有机质中的分布特征,初步探讨了C3-和C4-烷基取代二苯并噻吩潜在的地球化学意义。研究结果为今后进一步探索烷基取代二苯并噻吩系列在石油和沉积有机质中的地球化学意义奠定了可靠的基础。

关键词：烷基二苯并噻吩色谱质谱保留指数合成标样

温度压力耦合作用下的页岩气吸附分子模拟——以鄂西地区下寒武统为例

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天然气地球科学 2022年第1期33卷 138-152页

作者：方镕慧刘晓强张聪李美俊夏响华黄志龙杨程宇韩秋雅汤韩琴中国地质调查局油气资源调查中心/非常规油气地质重点实验室北京100083 四川轻化工大学化学与环境工程学院四川自贡643000 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室/地球科学学院北京102249

为考察随地层温度和压力变化,页岩气吸附性质变化规律,采用分子模拟技术,构建黏土矿物—干酪根复合分子模型,揭示在温度压力耦合作用下页岩气吸附特征及微观机理。研究结果显示,页岩气在干酪根、干酪根—伊利石复合模型、伊利石狭缝孔... 详细信息

为考察随地层温度和压力变化,页岩气吸附性质变化规律,采用分子模拟技术,构建黏土矿物—干酪根复合分子模型,揭示在温度压力耦合作用下页岩气吸附特征及微观机理。研究结果显示,页岩气在干酪根、干酪根—伊利石复合模型、伊利石狭缝孔吸附能力依次降低,且均为较弱的物理吸附;页岩气在狭缝孔中的吸附量随着地质埋深的增加而增加,但当狭缝孔道被水分子占据后页岩气吸附量不再呈现出明显的增加趋势;在压力较低的情况下,气体的吸附能力由压力决定,在压力较高的情况下,气体的吸附能力由温度控制,在超高压且含水率较高的条件下,页岩气会以溶解气的方式赋存于含水页岩之中。模拟结果进一步表明,页岩气在干酪根—伊利石复合模型中的吸附主要以游离气为主,吸附气次之,其中吸附气含量占比达20.55%~38.82%。研究结果对分析随地层演化页岩气吸附性质变化规律及含气性预测具有一定的实践意义。

关键词：页岩气吸附温度和压力扬子区下寒武统

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基于数据共享的油气钻井岩心数字分析系统

东北石油大学学报 2022年第6期46卷 88-99,I0006,I0007页

作者：张聪韩慧萍王艳红方镕慧陈维堃李志伟董虎田迎春罗军张云波中国地质调查局非常规油气地质重点实验室北京100083 中国地质调查局油气资源调查中心北京100083 中国地质大学(北京) 北京100083 数岩科技股份有限公司北京100094

CT扫描和扫描电镜是获取油气钻井岩心内部结构和成分参数的主要技术。为减少数据获取成本,提升数据共享能力,根据不同分辨率CT扫描和扫描电镜等数据的综合分析功能需求,建立基础支撑环境层、数据资源层、分析服务层、应用层分层架构,设... 详细信息

CT扫描和扫描电镜是获取油气钻井岩心内部结构和成分参数的主要技术。为减少数据获取成本,提升数据共享能力,根据不同分辨率CT扫描和扫描电镜等数据的综合分析功能需求,建立基础支撑环境层、数据资源层、分析服务层、应用层分层架构,设计岩心数据管理、可视化及综合分析模块,提出基于最大球算法的三维孔隙网络建模和UNet深度学习模型的岩心图像特征提取技术,研发基于B/S架构的油气钻井岩心数字分析系统。结果表明:岩心数字分析系统能够管理多类型数据,可以高效提供烃源岩评价、储层物性等关键参数,在一定程度上解决岩心重复分析和数据孤岛的现状,为油气勘探开发提供地质调查服务。

关键词：岩心数字化岩心数据数据服务油气钻井岩心数字分析系统最大球算法油气勘探

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我国油气岩芯数字化工作现状与思考

中国矿业 2022年第7期31卷 18-24页

作者：陈敏孟刚苗琦曲俊利张聪方镕慧王天元陈雪自然资源部油气资源战略研究中心北京100860 中国地质调查局油气资源调查中心北京100083

岩芯数字化是一种通过照相、扫描、图像分析、计算机建模等技术实现岩芯信息电子化、数字化的信息化手段,可以帮助实现岩芯信息的长久保存和远程使用。本文在总结和系统梳理常见油气岩芯数字化工作内容及技术方法、管理、成果共享应用... 详细信息

岩芯数字化是一种通过照相、扫描、图像分析、计算机建模等技术实现岩芯信息电子化、数字化的信息化手段,可以帮助实现岩芯信息的长久保存和远程使用。本文在总结和系统梳理常见油气岩芯数字化工作内容及技术方法、管理、成果共享应用等现状的基础上,思考和分析了当前油气岩芯数字化工作中存在的主要问题,主要包括基础性保障不足、全国性政策及技术要求缺位、成果共享应用工作进展缓慢。为促进油气岩芯数字化工作的进一步发展,本文从优化油气岩芯数字化管理角度,有针对性地提出了出台全国性油气岩芯数字化管理制度文件、建立健全油气岩芯数字化成果共享机制、加快制修订行业及国家技术标准、政策扶持国产高精尖数字化设备研制及推广等建议。

关键词：油气岩芯岩芯数字化工作现状政策建议

基于深度学习的化学生物跨学科单元教学——设计低升糖指数零卡代糖

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化学教育(中英文) 2025年第01期 33-39页

作者：李茜张亚慧唐灵芳北京大学附属中学

本单元教学基于深度学习理念，围绕“结构决定性质，性质决定应用”这一化学和生物学共通的核心概念，针对2个学科对“性质”理解和表达的差异，围绕“生命活动的本质是微粒间的相互作用”的跨学科下位概念，探讨化学与生物学课程对性... 详细信息

本单元教学基于深度学习理念，围绕“结构决定性质，性质决定应用”这一化学和生物学共通的核心概念，针对2个学科对“性质”理解和表达的差异，围绕“生命活动的本质是微粒间的相互作用”的跨学科下位概念，探讨化学与生物学课程对性质认识的区别与联系，从而发展对“结构决定性质，性质决定应用”核心概念的结构化认识，即建构核心概念就是“宏观辨识与微观探析”等化学学科核心素养和“结构功能观”等生物学科核心素养的具体体现，促进学生的化学与生物学学科核心素养融合发展。以“设计低升糖指数零卡代糖”为驱动性任务，针对学生感兴趣的糖和代糖，确定了“从化学键的角度，认识糖的性质和主要功能”“代糖为什么是甜的”“如何获得零卡代糖”和“辩证认识糖和代糖”等具有内部逻辑关联的关键问题，开发系列核心学习任务，并细化为促进学生认知发展的学习活动。

关键词：深度学习跨学科单元教学糖和代糖

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脂质组学在肾脏疾病中的应用与进展

实用医学杂志 2025年第1期 1-6页

作者：王佳慧郑可李雪梅中国医学科学院北京协和医院肾内科

肾脏疾病是全球范围内的重要公共健康问题，相关医疗负担逐年增加。脂代谢紊乱在多种肾脏病的发生和进展中起着关键作用。鉴于脂质种类的多样性和代谢途径的复杂性，传统的研究手段往往难以全面阐释脂质在肾脏疾病中的深层作用。在这一... 详细信息

肾脏疾病是全球范围内的重要公共健康问题，相关医疗负担逐年增加。脂代谢紊乱在多种肾脏病的发生和进展中起着关键作用。鉴于脂质种类的多样性和代谢途径的复杂性，传统的研究手段往往难以全面阐释脂质在肾脏疾病中的深层作用。在这一背景下，脂质组学，即系统性分析生物样本中脂质分子及其代谢变化的科学，展现出其独特的研究价值和应用前景。该文综述了近年来脂质组学在糖尿病肾病、慢性肾脏病、急性肾损伤、多囊肾等中的最新研究结果，并对临床应用面临的挑战和未来研究方向进行了探讨。

关键词：糖尿病肾病慢性肾脏病急性肾损伤脂质组学生物标志物发病机制

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基于数值分析法的水肥一体机设计研究

农机化研究 2025年第2期47卷 186-189,194页

作者：底慧萍李喆时河北地质大学华信学院石家庄050000 石家庄理工职业学院石家庄050000

以进一步提升水肥一体机的智能性、数字性作业为目标,针对整机的灌施精准性要求展开设计。充分考虑水肥一体机的运用特点和结构组成,结合水肥的参数融合关系,建立用于水肥一体机准确控制作业的状态方程模型,设计以数值分析处理函数为核... 详细信息

以进一步提升水肥一体机的智能性、数字性作业为目标,针对整机的灌施精准性要求展开设计。充分考虑水肥一体机的运用特点和结构组成,结合水肥的参数融合关系,建立用于水肥一体机准确控制作业的状态方程模型,设计以数值分析处理函数为核心的软件控制模块,搭建同步动作实施的硬件执行平台。展开多作物的灌施作业试验,结果表明:基于数值分析方法的水肥一体机系统架构设计合理,数值分析算法融入有效,整机试验的数值计算准确率可达98.00%以上;水肥混合均匀有度,整体管路灌施顺畅,灌施指令准确率可达99.00%以上,整机灌施效率较高,充分验证了数值分析方法应用的正确性与优越性,可以促进类似农机装备与高等数学多维度融合。

关键词：水肥一体机数值分析状态方程灌施指令准确率多维度融合

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