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量子计算加速的解法器算法及应用综述

计算物理 2024年第1期41卷 131-150页

作者：许康李泽阳郭竹丰沈颖童王威缑敏辉王子正王玉坤刘伟峰中国石油大学(北京) 信息科学与工程学院北京102249 密码科学技术国家重点实验室北京100878 中国石油大学(北京) 超级科学软件实验室北京102249

量子计算作为一种基于量子力学原理的全新计算模型,具有强大的并行性和潜在的颠覆性影响力,为解决复杂问题提供了新的思路。本文的主要目标是对量子计算在大规模科学与工程计算领域中数值计算问题的解法器算法和应用进行综述。重点介绍... 详细信息

量子计算作为一种基于量子力学原理的全新计算模型,具有强大的并行性和潜在的颠覆性影响力,为解决复杂问题提供了新的思路。本文的主要目标是对量子计算在大规模科学与工程计算领域中数值计算问题的解法器算法和应用进行综述。重点介绍量子计算在线性方程组、特征值问题、微分方程、哈密顿量与图计算、量子机器学习、量子解法器平台以及实际数值模拟等领域的具体应用。针对不同的数值计算问题,详细讨论当前主流的量子计算算法,并总结近年来国内外相关算法的研究进展。最后,对量子计算在数值计算求解相关研究方向的未来发展趋势进行展望。

关键词：量子计算量子解法器量子并行性方程求解问题

起伏地表QR径向基函数有限差分及其在弹性波逆时偏移中的应用

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地球物理学报 2024年第3期67卷 1181-1207页

作者：段沛然谷丙洛李振春李青阳中国石油大学(华东)地球科学与技术学院青岛266580 深层油气重点实验室青岛266580 中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院西安710018

弹性波逆时偏移不受倾角和偏移孔径的限制,能够实现任意复杂构造的高精度多波成像,是目前最精确的多分量资料偏移成像方法之一.逆时偏移算法的核心是波场延拓,传统波场延拓以水平基准面为边界条件,基于固定采样步长进行规则网格剖分,采... 详细信息

弹性波逆时偏移不受倾角和偏移孔径的限制,能够实现任意复杂构造的高精度多波成像,是目前最精确的多分量资料偏移成像方法之一.逆时偏移算法的核心是波场延拓,传统波场延拓以水平基准面为边界条件,基于固定采样步长进行规则网格剖分,采用阶梯近似法处理起伏地表和复杂构造界面时会产生台阶散射,严重影响起伏地表复杂构造的成像精度.基于无网格节点模型,定量分析了弹性波模拟中径向基函数有限差分法的频散关系和稳定性条件.基于此,提出一种基于QR径向基函数的高精度有限差分方法,并提出一种优化的起伏地表自适应节点剖分方法,推导了精确的无网格自由边界条件和弹性波无网格混合吸收边界条件,形成了新的基于无网格的起伏地表弹性波数值模拟方法.此外,本文将此无网格径向基函数有限差分方法应用于精确的纵横波场矢量分解公式,实现了起伏地表弹性波逆时偏移成像.通过对高斯山丘模型,起伏凹陷模型和起伏地表Marmousi-2模型进行数值试算,验证了本文方法的有效性和可行性.

关键词：起伏地表无网格径向基函数有限差分自由边界弹性波逆时偏移

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页岩气老井重复压裂时机优化方法

石油勘探与开发 2024年第1期51卷 190-198页

作者：王强赵金洲胡永全李勇明王玉丰西南石油大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室成都610500

基于多孔介质弹性理论、嵌入式离散裂缝模型及有限体积法,考虑页岩气微观渗流机制,建立适用于裂缝性页岩气储集层的渗流-地质力学全耦合模型,并提出了重复压裂时机优化方法,采用四川盆地涪陵页岩气井资料分析了重复压裂时机的影响因素... 详细信息

基于多孔介质弹性理论、嵌入式离散裂缝模型及有限体积法,考虑页岩气微观渗流机制,建立适用于裂缝性页岩气储集层的渗流-地质力学全耦合模型,并提出了重复压裂时机优化方法,采用四川盆地涪陵页岩气井资料分析了重复压裂时机的影响因素。研究表明:受地层压力衰竭影响,最大水平主应力反转面积占总面积的百分比随时间的延长先增加后减小,且距人工裂缝越近的区域,应力反转面积百分比曲线出现峰值的时间越短,最终归零(恢复到初始状态)的时间也越短。重复压裂的最佳时间受基质渗透率、初始应力差、天然裂缝逼近角的影响:基质渗透率、初始应力差越大,应力反转面积百分比曲线出现峰值、恢复到初始状态的时间越短,采取重复压裂措施的时机越早。天然裂缝逼近角越大,裂缝附近越难发生应力反转、重复压裂最佳时间越早,人工裂缝末端以远区域越易发生应力反转、重复压裂最佳时间越晚。对于基质渗透率很小的储集层,其单井产能递减快,为保证经济性,可采取关井或注气补能等措施恢复应力,提前实施重复压裂。

关键词：页岩气井渗流-地质力学全耦合模型重复压裂时机优化影响因素

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费托合成Co基催化剂的研究进展

石油化工高等学校学报 2024年第1期37卷 34-42页

作者：李声笛肖海成吴志杰中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室/CNPC催化重点实验室北京102249 中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院北京100195

Co基催化剂因具有高活性和强链增长能力等优势,成为费托合成(FTS)反应适宜的催化剂。总结了Co基催化剂FTS反应机理,并对活性相结构以及助剂与催化性能的构效关系进行了分析。同时,围绕催化剂载体的作用,总结金属-载体相互作用促进FTS反... 详细信息

Co基催化剂因具有高活性和强链增长能力等优势,成为费托合成(FTS)反应适宜的催化剂。总结了Co基催化剂FTS反应机理,并对活性相结构以及助剂与催化性能的构效关系进行了分析。同时,围绕催化剂载体的作用,总结金属-载体相互作用促进FTS反应性能的研究进展,重点分析了金属Co与分子筛耦合直接合成液体燃料的研究进展,归纳了采用双功能催化剂体系制备液体燃料的反应路线及催化剂特征。

关键词： Co基催化剂费托合成双功能体系沸石分子筛液体燃料

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基于微波谐振原理的天然气管道内液滴浓度测量方法

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化工进展 2024年第2期43卷 734-742页

作者：陈俊先刘震焦文磊张天钰吕家孟姬忠礼中国石油大学(北京)机械与储运工程学院过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249

针对天然气管道内液滴杂质难以直接检测,常规离线检测方法滞后性严重的问题。本文研究了基于微波谐振原理的液滴浓度双参数在线测量方法,利用COMSOL数值模拟建立了微波谐振测量传感器模型,通过参数化扫描确定了当谐振探针直径R_(C)=6mm... 详细信息

针对天然气管道内液滴杂质难以直接检测,常规离线检测方法滞后性严重的问题。本文研究了基于微波谐振原理的液滴浓度双参数在线测量方法,利用COMSOL数值模拟建立了微波谐振测量传感器模型,通过参数化扫描确定了当谐振探针直径R_(C)=6mm时,传感器测量管道中心区域的电场强度最大值可达14100V/m,电流密度平均值j_(avg(x))为1015.48,电流密度最大偏差I_(max(x))为0.95,表明微波谐振测量传感器达到最优结构参数。开展了液滴浓度变化对微波谐振测量传感器影响的实验。实验结果表明,该方法与离线称重法具有良好的一致性。传感器谐振频率偏移变化量和响应幅值有效增量对液滴浓度变化敏感,并呈线性相关趋势。传感器重复率在0.25%左右波动,展现了微波谐振方法良好的稳定性。这将为高压天然气管道内液滴浓度在线测量提供一种新的指导和研究思路。

关键词：液滴微波测量多相流天然气优化设计模拟

库车坳陷迪北地区阿合组储层致密过程与油气充注耦合关系

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现代地质 2024年

作者：景涛涛李文浩陈一凡王龙伟杨懿芳中国石油大学(华东)地球科学与技术学院深层油气全国重点实验室(中国石油大学(华东))

下侏罗统阿合组是迪北地区致密油气勘探的重要目标层系，近年来迪北2井、迪北5井的钻探均获得了工业油气流，表明了迪北地区具有良好的勘探前景，同时迪北地区也是库车坳陷油气勘探的重要接替领域。前人针对迪北地区油气来源及油气成藏... 详细信息

下侏罗统阿合组是迪北地区致密油气勘探的重要目标层系，近年来迪北2井、迪北5井的钻探均获得了工业油气流，表明了迪北地区具有良好的勘探前景，同时迪北地区也是库车坳陷油气勘探的重要接替领域。前人针对迪北地区油气来源及油气成藏条件已经做了系统研究，但针对孔隙度演化定量表征的研究还相对薄弱，油气充注期次是两期还是三期存在争议。本次研究选取迪北5井、迪探2井的砂岩样品，利用铸体薄片、扫描电镜(SEM)、阴极发光、流体包裹体测温等手段，明确了阿合组储层成岩作用类型，厘定了成岩演化序列，运用反演回剥原理定量表征了储层孔隙度演化史，阐述了储层致密化过程与油气充注的耦合关系。结果表明，迪北地区阿合组经历了压实、溶蚀、胶结等成岩作用，强烈的压实作用是导致阿合组储层原生孔隙不发育的主要原因；阿合组经历了机械压实作用-早期方解石胶结-石英次生加大-长石溶蚀-原油充注-晚期方解石、铁方解石胶结-方解石溶蚀、天然气充注-构造挤压等成岩过程，具有多期溶蚀、多期胶结的特征；阿合组储层经历了两期油气充注，早期原油充注发生于康村组早期—中期(14.1 ～12.3 Ma)，此时储层尚未致密，但原油充注规模较小，晚期天然气充注发生于康村组中期—晚期(10.2 ～8.1 Ma)，储层已经致密(致密时间约为11 Ma)，此时三叠系烃源岩处于成熟-高成熟阶段，包裹体较为发育，表明了天然气充注程度较高。因此，迪北地区阿合组储层致密化过程与油气成藏史之间耦合关系为“先致密后成藏”，这些认识有助于明确迪北地区阿合组油气富集规律，并为井位部署提供依据。

关键词：库车坳陷迪北地区油气成藏储层致密化成岩演化

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基于光闪烁法的油雾浓度在线检测方法研究

光子学报 2024年第1期53卷 103-117页

作者：林光耀胡飞姬忠礼刘震中国石油大学(北京)机械与储运工程学院过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249

针对压缩机出口除油器效率性能评价,提出一种基于光闪烁法的润滑油油雾液滴浓度在线检测方法。基于颗粒系层模型和Lambert-Beer定律,以层测量体透过率作为泊松分布随机变量,推导了光闪烁法在长光程平行光束下的颗粒浓度检测模型。闪烁... 详细信息

针对压缩机出口除油器效率性能评价,提出一种基于光闪烁法的润滑油油雾液滴浓度在线检测方法。基于颗粒系层模型和Lambert-Beer定律,以层测量体透过率作为泊松分布随机变量,推导了光闪烁法在长光程平行光束下的颗粒浓度检测模型。闪烁频率根据测量体大小、颗粒直径和颗粒速度确定,并通过影响闪烁信号的拟合方差影响检测精度。对于某型压缩机润滑油,通过光谱扫描和主成分分析法确定了在可见光波段,400 nm波长光束具有最佳的检测灵敏度和正相关性。实验结果表明,相较于光透射法,在0~50 mg·m^(−3)油雾浓度范围内基于光闪烁法检测标定结果误差小于10%,线性相关系数R2=0.989。

关键词：光闪烁法润滑油油雾颗粒浓度测量光闪烁频率最佳检测波长

基于人工神经网络方法预测油气资源丰度——以渤海湾盆地东濮凹陷文留地区古近系沙河街组三段为例

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石油实验地质 2024年第2期46卷 428-440页

作者：杨子杰陈冬霞王翘楚王福伟李莎田梓葉陈淑敏张婉蓉姚东升王昱超中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 油气资源与工程全国重点实验室中国石油大学(北京) 北京102249

油气资源丰度通常受多个因素控制,其相关参数信息种类繁杂、数据量庞大,应用传统的地质统计学方法定量预测准确度不高。为了快速预测油气资源量丰度并明确其主控因素,以渤海湾盆地东濮凹陷文留地区古近系沙河街组三段为例,采用基于多层... 详细信息

油气资源丰度通常受多个因素控制,其相关参数信息种类繁杂、数据量庞大,应用传统的地质统计学方法定量预测准确度不高。为了快速预测油气资源量丰度并明确其主控因素,以渤海湾盆地东濮凹陷文留地区古近系沙河街组三段为例,采用基于多层感知器神经网络(MLP)方法对油气资源丰度进行定量预测,同时采用Boosting集成学习算法优化预测模型,分别对66组样本油气资源丰度数据进行预测。结果表明,训练集数据实测值与预测值相关系数分别达0.789和0.989,验证集数据实测值与预测值相关系数分别达0.618和0.825,测试数据中实测值和预测值相关系数分别达0.689和0.845;有效厚度、平均渗透率、有效孔隙度是影响油气资源丰度最主要的3个地质因素,重要性系数分别为33.93%、20.12%和19.53%,圈闭面积、地面原油密度、生烃中心贡献等参数为次要影响因素。采用Boosting集成学习算法优化之后的多层感知器模型预测准确性得到了很大的提升,能为有利目标优选及勘探开发方案调整提供可靠依据,为凹陷内其他区块油气资源评价提供较好的参考和借鉴。

关键词：机器学习神经网络预测模型资源丰度东濮凹陷渤海湾盆地

高含水油田剩余油研究方法、分布特征与发展趋势

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油气地质与采收率 2024年第2期31卷 58-69页

作者：王吉涛李俊键中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249

为了提高高含水油田剩余油研究与评价效果,基于大量文献调研,梳理了剩余油的概念、影响因素,从剩余油微观分布、宏观分布和饱和度定量分析3个方面总结了剩余油研究方法及其适用条件,概括了水驱油藏、稠油油藏和化学驱油藏的剩余油分布特... 详细信息

为了提高高含水油田剩余油研究与评价效果,基于大量文献调研,梳理了剩余油的概念、影响因素,从剩余油微观分布、宏观分布和饱和度定量分析3个方面总结了剩余油研究方法及其适用条件,概括了水驱油藏、稠油油藏和化学驱油藏的剩余油分布特征,进一步提出了目前剩余油研究的难点和发展趋势。结果表明:剩余油的影响因素主要包括地质构造、沉积微相、储层非均质性和井网密度、井网模式、注采系统的完善程度、生产动态等;剩余油研究方法包括实验分析方法、数值模拟方法和矿场测试方法等,各种方法的研究目的和适用条件不同,测试结果反映不同位置、不同尺度下的剩余油饱和度分布;高含水油田剩余油分布总体呈现高度分散和相对富集的特征,剩余油微观分布呈现连续相和非连续相多种形式;剩余油研究发展趋势包括但不限于以下5方面:超大物理模型的构建、多尺度高分辨率成像系统集成、考虑不同驱替介质及物性时变与非连续相非线性渗流的数值模拟改进方法、多学科多方法矿场测试的综合应用及大数据人工智能的广泛应用。

关键词：高含水油田剩余油分布特征非线性渗流研究方法适用条件发展趋势