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非常规油气藏多场耦合渗流理论研究进展

工程科学学报 2023年第6期45卷 1045-1056页

作者：朱维耀陈震尚新春北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

非常规油气藏是目前世界油气开发的重点领域,由于非常规油气藏的储层条件差,渗流场与应力场、温度场耦合作用,流体的流动更为复杂,以往对多场耦合理论的运用存在简易化和适应性缺陷,工程中缺少理论指导下的更有效的开采工艺与开发方法,... 详细信息

非常规油气藏是目前世界油气开发的重点领域,由于非常规油气藏的储层条件差,渗流场与应力场、温度场耦合作用,流体的流动更为复杂,以往对多场耦合理论的运用存在简易化和适应性缺陷,工程中缺少理论指导下的更有效的开采工艺与开发方法,制约了这类油气藏的大规模高效开发,亟需对多场耦合渗流力学理论进行深入认识,以对工程问题提供有效指导.从实验认识、理论分析、仿真模拟三个方面阐述了我国非常规油气资源开发领域的多场耦合渗流力学理论的研究现状,重点围绕多尺度介质力学行为特性表征、岩体和流体的温度响应机制、耦合作用的概念及数学模型、多场耦合模拟仿真方法等关键问题的最新成果、认识展开论述.在此基础上对地下真实应力及温度环境的模拟、烃类吸附及置换的热量测试等问题进行分析,建议针对岩石的塑性应变、重复压裂后的应力环境变化、混合烃类的输运模型、以及流动条件随应力和温度变化的模型等科学问题进一步深化.旨在为进一步阐明我国非常规油气藏开发的动用机理、确定高效开发方法提供指导,同时希望能够促进渗流力学的学科发展.

关键词：非常规油气多场耦合非线性流动跨尺度流动渗流理论

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复杂压裂缝网页岩气储层压力传播动边界研究

工程科学学报 2019年第11期41卷 1387-1396页

作者：亓倩朱维耀北京科技大学土木与资源工程学院

页岩气储层中存在大量的纳微米孔隙,且孔隙裂缝结构复杂,气体渗流阻力大,存在多尺度渗流的问题;页岩气储层压力扰动随时间向外传播并非瞬时到达无穷远,其渗流规律就是一个压力扰动边缘动边界的问题.基于对以上问题的研究,本文建立了渗... 详细信息

页岩气储层中存在大量的纳微米孔隙,且孔隙裂缝结构复杂,气体渗流阻力大,存在多尺度渗流的问题;页岩气储层压力扰动随时间向外传播并非瞬时到达无穷远,其渗流规律就是一个压力扰动边缘动边界的问题.基于对以上问题的研究,本文建立了渗透率分形分布和高斯分布的渗透率表征模型,对不同形态缝网压裂特征就渗流规律进行了描述,并利用稳态依次替换法,考虑页岩储层中扩散、滑移及解吸作用,进一步研究了多级压裂水平井不稳定渗流压力扰动的传播模型,得到不同压裂条件下压力扰动边界随时间变化的关系,并结合我国南方海相龙马溪组页岩气藏储层参数,应用MATLAB编程.研究表明:压力传播动边界随时间增加逐渐向外扩展,渗透率越小,压力传播越慢;未压裂储层压力传播速度<渗透率分形分布压裂储层传播速度<渗透率高斯分布压裂储层传播速度.对于渗透率极低的页岩气储层,压力传播慢,气井自然产能低,必须对页岩气储层进行大规模的储层压裂改造,并控制压裂程度,以提高页岩气开发效果;基于压力传播动边界的扩展优化页岩储层压裂井段间距90 m,优化渗透率分形分布压裂井井间距318 m,渗透率高斯分布压裂井井间距252 m.因此应合理控制页岩储层压裂改造规模,实现优产高产.模型模拟结果与实际生产数据拟合较好,验证了本研究理论模型的适用性.

关键词：页岩气动边界滑移扩散缝网压力特征

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关于地理信息系统未来发展的思考

武汉大学学报（信息科学版） 2022年第10期47卷 1535-1545页

作者：王家耀河南省时空大数据产业技术研究院河南郑州450046

在Geographic Information System(GIS)近60年的发展演进中,理论和技术都取得了长足的进步;应用领域扩大到社会的方方面面,社会影响力越来越大;体系结构、开发模式和服务模式等都发生了深刻的变化。为了推动GISystem进一步向前发展,在综... 详细信息

在Geographic Information System(GIS)近60年的发展演进中,理论和技术都取得了长足的进步;应用领域扩大到社会的方方面面,社会影响力越来越大;体系结构、开发模式和服务模式等都发生了深刻的变化。为了推动GISystem进一步向前发展,在综述GIS中之“S”的三种含义即System(系统)、Science(科学)和Service(服务)以及GIS近60年来取得的丰硕成果的基础上,重点就以下三个问题进行了讨论:(1)如何认识地理信息系统(GISystem)。首先解析地理信息系统的三个关键词(系统、信息、地理信息),据此论述了地理信息系统的内涵,分析了地理信息系统同地图、计算机地图制图、地图数据库的关系,认为地理信息系统源于又超越了地图、计算机地图制图和地图数据库,并认为地理信息系统具有装备的特性。(2)地理信息系统是怎样发展演进的。重点分析了由“地理信息系统”到“地理信息服务”的发展演进的社会需求背景、技术背景、学科背景,从应用领域、数据资源和功能的扩展及体系结构、开发模式和服务模式等方面,分析了地理信息系统发展演进的主要表现。(3)地理信息系统的未来发展将走向何方。首先,讨论了正确理解地理信息系统应用领域扩展的问题,认为应用领域的扩展不可能是“无边无际”的;地理信息系统的未来发展必须面向国家经济建设和国防建设急需;在分析比较现有三种GISystem服务模式的基础上,认为采用“网格集成”与“弹性云”的“混合式”技术体制是GISystem服务模式的最佳选择;提出了基于“网格集成”与“弹性云”的“混合式”的时空大数据平台技术实现必须解决的6个关键技术问题和“时空大数据平台”的应用模式。

关键词：地理信息系统地理信息服务时空大数据时空大数据平台 “共用时空大数据平台+”应用模式

范式革命:玄武岩记录有喷发时岩石圈厚度的信息,没有地幔潜在温度的记忆

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科学通报 2022年第3期67卷 301-306页

作者：牛耀龄中国地质大学地球科学与资源学院北京100083 Department of Earth Sciences Durham UniversityDurham DH13LEUK

玄武岩是地球上最丰富的岩浆岩,人们通过对玄武岩的岩石学和地球化学研究来推演地幔的热结构和地幔元素及同位素组成,并探讨局部和整个地球的化学分异过程.在20世纪60年代以前人们还不清楚地幔是由橄榄岩组成的,其部分熔融产生玄武岩岩... 详细信息

玄武岩是地球上最丰富的岩浆岩,人们通过对玄武岩的岩石学和地球化学研究来推演地幔的热结构和地幔元素及同位素组成,并探讨局部和整个地球的化学分异过程.在20世纪60年代以前人们还不清楚地幔是由橄榄岩组成的,其部分熔融产生玄武岩岩浆.我们今天对地幔及地幔熔融的认识要归功于实验岩石学研究[1-5].

关键词：化学分异同位素组成橄榄岩实验岩石学地幔熔融岩石圈厚度部分熔融玄武岩

大洋地幔地震波低速带(LVZ)起源于由水导致的微量初始熔体

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Science Bulletin 2023年第4期68卷 359-363,M0003页

作者：牛耀龄 Laoshan Laboratory Qingdao 266237China China University of Geosciences Beijing 100083China Institute of Oceanology Qingdao 266071China

It is reasonable to state that if there were no seismic low velocity zone(LVZ)beneath ocean basins,there would be no seafloor spreading and plate tectonics.Over the past 50 years,plate tectonics has been developed into a powerful theory with unquestionable and irrefutable lines of evidence and predictive efficacies.Yet,markedly different views remain prevalent on the origin of the LVZ.These include the effect of incipient melt[1,2],weak asthenosphere dictated by hydrous olivine[3],solid-state rheology change in response to optimal pressure and temperature conditions in the upper mantle[4],and mantle temperature variation[5].

关键词：低速带 mantle 初始熔体

60年来钻穿洋壳的目标尚未实现,我们仍需努力

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Science Bulletin 2023年第23期68卷 2893-2895页

作者：牛耀龄 Laoshan Laboratory Qingdao 266237China China University of Geosciences Beijing 100083China Institute of Oceanology Chinese Academy of SciencesQingdao 266071China

I was excited when reading the recent Science news article[1](Supplementary materials online)saying“deep(drill)cores fulfil60-year-old quest”.I wished I were an International Ocean Discovery Program(IODP)399 partici... 详细信息

关键词： event 钻穿 IODP

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页岩气多尺度复杂流动机理与模型研究

中国科学：技术科学 2016年第2期46卷 111-119页

作者：朱维耀亓倩北京科技大学土木与环境工程学院北京100083

页岩气储层纳微米孔隙、裂缝结构复杂,存在多尺度流动,气体的流动规律不同于常规气藏.本文对多孔介质内气体流动进行了研究,利用努森数划分不同尺度下气体流态,阐明了不同区域的流动机理和流动特征;综合考虑达西渗流、滑移扩散效应、井... 详细信息

页岩气储层纳微米孔隙、裂缝结构复杂,存在多尺度流动,气体的流动规律不同于常规气藏.本文对多孔介质内气体流动进行了研究,利用努森数划分不同尺度下气体流态,阐明了不同区域的流动机理和流动特征;综合考虑达西渗流、滑移扩散效应、井筒附近高速非达西效应等多重非线性效应,建立了页岩气储层多尺度统一流动模型.引入页岩气储层基质-压裂缝耦合两区模型,建立了页岩气储层压裂井定压条件下的两区压力分布和产能预测方程,并结合生产实例进行了参数敏感性分析.结果表明:随着滑移扩散系数、分形系数、压裂半径的增大,页岩气井产能增加,且增加幅度减小;考虑高速非达西效应较不考虑高速非达西效应时,页岩储层产能偏低,且高速非达西效应的影响小于滑移扩散对产能的影响.该模型为体积压裂页岩气产能预测及开发指标优化提供了理论依据.

关键词：页岩气滑移高速非达西压裂井产能

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纳米尺度自发渗吸动力学研究

纳米尺度自发渗吸动力学研究

第十二届全国流体力学学术会议

作者：潘滨朱维耀北京科技大学土木与资源工程学院建筑环境与能源工程系

传统自发渗吸动力学理论Lucas-Washburn (L-W)方程在纳米尺度是否适用,是一个尚未解决的难题。本研究结合物理实验和理论分析,研究纳米尺度自发渗吸动力学,并检验L-W理论在纳米尺度的适用界限。研究发现:无蒸发影响条件下,L-W理论在纳...

传统自发渗吸动力学理论Lucas-Washburn (L-W)方程在纳米尺度是否适用,是一个尚未解决的难题。本研究结合物理实验和理论分析,研究纳米尺度自发渗吸动力学,并检验L-W理论在纳米尺度的适用界限。研究发现:无蒸发影响条件下,L-W理论在纳米尺度的适用界限是3nm,当孔喉半径<3nm时,自发渗吸前缘开始出现明显前驱膜;存在蒸发影响条件下,自发渗吸动力学明显偏离L-W理论,考虑毛管力、粘滞力和蒸发,建立了新纳米尺度自发渗吸动力学理论模型,能够准确描述挥发性流体在纳米尺度自发渗吸动态过程。本论文研究成果对于非常规油气和电解液在纳米尺度的赋存状态和渗流规律具有重要揭示意义,将促进纳米尺度自发渗吸理论的进步。

关键词：

来源： cnki会议评论

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板块构造理论的进展和应用

Science Bulletin 2023年第13期68卷 1340-1341页

作者：牛耀龄 Laoshan Laboratory Qingdao 266237China China University of Geosciences Beijing 100083China Institute of Oceanology Qingdao 266071China

Human interest in geology can be traced back to the Neolithic and Bronze Ages,but modern geology as a research subject is more recent following the influential volumes of Principles of Geology by Lyell[1]in the 1830s,which emphasized processes that may have caused geological observations.In the latter half of the last century,our understanding of the principal processes controlling Earth evolution underwent a paradigm change with the development of the theory of plate tectonics.As noted by Frankel[2],the plate tectonics theory can be considered alongside the theories of evolution in the Life Sciences and of quantum mechanics in Physics in terms of its fundamental importance to our scientific understanding of the world.However,like evolution and quantum mechanics,much in our understanding of Earth processes remains to be resolved.For example,the Earth's present-day surface motions are well known.

关键词：板块构造理论 geology Earth