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刚性立管涡激振动的数值模拟方法研究

应用数学进展 2024年第4期13卷 1345-1353页

作者：马宁刘耀斌贾光燕崔振轩中国石油大学(北京)理学院北京

在复杂的海洋环境中,深海立管易发生涡激振动,进而导致立管发生疲劳损伤。针对这一问题,本文采用高精度的四阶龙格库塔法和有限差分法,对刚性圆柱体结构振子与尾流振子耦合的常微分方程组进行数值模拟。数值算例通过Matlab实现数值模拟... 详细信息

在复杂的海洋环境中,深海立管易发生涡激振动,进而导致立管发生疲劳损伤。针对这一问题,本文采用高精度的四阶龙格库塔法和有限差分法,对刚性圆柱体结构振子与尾流振子耦合的常微分方程组进行数值模拟。数值算例通过Matlab实现数值模拟过程,结果显示在较长时间区间内计算得出的无量纲位移的振幅与无量纲尾流振子的振幅均与现有文献中的结果保持了较高的一致性,证实了所采用的数值方法能够有效地模拟刚性圆柱体的涡激振动响应,为未来在涡激振动耦合的偏微分方程组数值模拟及相关参数研究方面提供了可靠的工具。

关键词：刚性圆柱体涡激振动常微分方程组四阶龙格库塔法有限差分法

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泛函分析的历史：从沃尔泰拉到冯·诺伊曼

中国科技史杂志 2024年第1期45卷 99-106页

作者：李亚亚李斐西安财经大学数学学院西安石油大学理学院

泛函分析是用代数和几何的观念和方法研究分析学问题的一门学科。沃尔泰拉在泛函理论方面的工作为弗雷歇创立抽象度量空间理论奠定了先决条件，他也最早揭示出积分方程与线性方程组之间暗含的类似性。弗雷德霍姆成功将线性方程组理论推... 详细信息

泛函分析是用代数和几何的观念和方法研究分析学问题的一门学科。沃尔泰拉在泛函理论方面的工作为弗雷歇创立抽象度量空间理论奠定了先决条件，他也最早揭示出积分方程与线性方程组之间暗含的类似性。弗雷德霍姆成功将线性方程组理论推广到连续核积分方程上，成为用代数的观念和方法解决分析学问题的成功案例，这启发了希尔伯特分析与代数统一框架的构建。顺应20世纪数学抽象化发展的趋势，希尔伯特的追随者们引入几何观念，在重新表述和发展希尔伯特积分方程思想的过程中建立了泛函分析这门学科。

关键词：近现代数学史泛函分析积分方程变分法线性方程组

来源：博看期刊

供源组分和流量对于曲流河形态变化的影响——基于水槽沉积模拟实验研究

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沉积学报 2024年

作者：洪瑞峰唐明明彭晨阳熊思琛解容中国石油大学(华东)地球科学与技术学院

【目的】河流沉积广泛发育于自然界地层中，而曲流河沉积则是河流沉积的重要组成部分。由于曲流河发育过程中河道的频繁迁移，发育大量侧积体，导致点坝内部砂体叠置关系复杂，因此对曲流河演化过程的分析一直是沉积学研究重点，分析曲... 详细信息

【目的】河流沉积广泛发育于自然界地层中，而曲流河沉积则是河流沉积的重要组成部分。由于曲流河发育过程中河道的频繁迁移，发育大量侧积体，导致点坝内部砂体叠置关系复杂，因此对曲流河演化过程的分析一直是沉积学研究重点，分析曲流河形态变化的控制因素对于地质历史时期的古气候演化、大陆风化强度等研究以及油气储层勘探开发均具有重要意义。前人学者观察现代河流沉积对产生曲流河的初始条件进行了总结，研究了不同黏土矿物含量、植被覆盖以及河床初始饱和度对曲流河发育的影响，但自然界中河流沉积发育周期过长，通过实地考察与解剖露头不能很好地观察河流动态沉积过程，记录过程易受环境因素干扰，同时缺乏定量数据支撑。【方法】通过水槽沉积模拟实验研究单因素条件下曲流河发育过程中河道迁移和坝体发育的影响，本次研究设置了不同粒度、流量和高岭土含量条件下的实验共三组，采用高精度3D激光扫描仪将数据转换成高程模型，用于定量化研究剖面结构与河床沉积变化。【结果】（1）供源沙粒径直接影响曲流河弯曲度，在高岭土含量保持不变且流量恒定的条件下，沙粒粒径越小，形成的曲流河弯曲度越大，不同粒度条件下河岸坍塌砂体结构存在明显差异；（2）流量影响曲流河发育时泥沙输移平衡和河岸所受水流冲击力，当泥沙输入速率和搬运速率处于动态平衡，河岸维持向外侧扩张侵蚀，河道向曲流河形态发育；（3）河岸添加高岭土提升河道堤岸抗渗透强度，在供源沙粒度和流量保持不变的条件下，高岭土含量越高，河道宽深比越低。【结论】明确了供源沙粒度、流量和高岭土含量变化对于曲流河形态变化的影响，为曲流河演化过程研究提供定量化基础数据。

关键词：曲流河发育过程水槽模拟实验河流形态沉积特征河岸剥蚀现象

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地热储能技术研究进展及未来展望

石油科学通报 2024年第2期9卷 260-281页

作者：芮振华刘月亮张政李根生中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 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)碳中和未来技术学院北京102249 中国石油大学(北京)克拉玛依校区克拉玛依834000

地热储能技术是以地下流体为热载体,利用地下多孔介质空间存储能量,在必要时将其采至地面进行综合利用的一类技术。该技术从20世纪六十年代至今不断发展,针对不同行业的取能及减排需求,形成了基于不同热载体、不同规模、不同储能方式的... 详细信息

地热储能技术是以地下流体为热载体,利用地下多孔介质空间存储能量,在必要时将其采至地面进行综合利用的一类技术。该技术从20世纪六十年代至今不断发展,针对不同行业的取能及减排需求,形成了基于不同热载体、不同规模、不同储能方式的技术体系,在技术创新过程中,在地热储能理念上实现了从“地球电池”的单一储能形式向“地球充电/热宝”多能互补储/供能系统的转变,充分利用地热储能技术“规模大、应用广、跨季节以及成本低”的特点,具有储热空间大、热利用效率高、安全性好以及绿色低碳等优点,目前全球范围内已经有多个项目试验了工业余热以及可再生能源的地热化存储并取得了良好的效果,展现了较好的技术实用性和广阔的发展空间。对能源的稳定供应和高效利用意义重大。地热储能与热提取的主要机理有热传导、对流换热、热弥散、热虹吸效应以及物理化学作用等,同时通过流体与岩石之间的热—流—固耦合作用实现能量在地下的储存、传递与转换,因此地热储能的效果取决于流体—岩石相互作用以及地热储能的方式等,且储热层内流体类型越多,所涉及到的机理越复杂。本文首先阐述了地热储能技术在国内外的发展历程,归纳总结了地热储能过程中基于流体—岩石相互作用的传热与储能机理,在总结前人工作的基础上对地热储层过程中储热层选址、含水层深度选取以及储能载体选择等关键技术难题及其研究现状进行了分析,同时对全球范围内主要的地热储能项目概况及运营现状进行了梳理和总结。研究认为,储热层的孔隙度、渗透率、厚度、各向异性及非均质性等参数对其储热效率及规模有较大影响,在选址过程中应当综合考虑储热层性质、热载体性质以及与地面热源的匹配程度。在此基础上,本文对地热储能技术的应用前景进行了展望,同时从储热机理上指出了该技术可能面临的一系列挑战,认为未来地热储能技术的研究突破点在于与碳捕集、利用与封存技术以及风、光、电等可持续能源的联合存储与利用,寻找隔热性能好的地下空间,研发和利用高性能的热能载体以及防堵塞与腐蚀技术的攻关等。作为对现有能源体系的进一步高效利用方式以及有益补充,地热储能以其在削峰填谷、节能减排以及能源综合利用等方面的独特优势,具有巨大的潜在资源量与市场潜力,是未来低碳地质能源发展方向。

关键词：地热储能储热层选址含水层热能载体 CO_(2)封存

频率矫正广义S变换及在储层含油气性预测中的应用

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地球物理学报 2024年第7期67卷 2820-2829页

作者：刘乃豪魏圣焘张泽洲杨阳王治国刘镕菖路漫高静怀西安交通大学信息与通信工程学院西安710049 西安交通大学数学与统计学院西安710049 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249

随着我国油气勘探程度的不断加深,陆相页岩油气等非常规油气逐渐成为我国勘探开发的重点,陆相页岩非均质性强、储层薄且纵横向变化剧烈等典型特征导致含油气性预测精度差,影响后续井位部署和生产等.时频变换方法是储层含油气性预测最有... 详细信息

随着我国油气勘探程度的不断加深,陆相页岩油气等非常规油气逐渐成为我国勘探开发的重点,陆相页岩非均质性强、储层薄且纵横向变化剧烈等典型特征导致含油气性预测精度差,影响后续井位部署和生产等.时频变换方法是储层含油气性预测最有效的工具.为了提高储层含油气性预测的精度,本文提出了一种频率矫正广义S变换(Frequency-Corrected Generalized S-Transform, FCGST),该变换既具有S变换多尺度多分辨率的特性,又可以通过自适应选取窗函数参数以控制窗函数的带宽和主频等,这一特性可以适用于不同工区地震数据的处理与解释.与传统的S变换和广义S变换不同,该变换修正了传统S变换和广义S变换中的尺度因子,改善了S变换和广义S变换等传统方法中时频谱主频向高频方向偏移的问题,有利于精确描述复杂储层含油气性.合成数据算例表明,频率矫正广义S变换提升了地震信号局部时频特征的表征能力;将频率矫正广义S变换应用于鄂尔多斯盆地某工区储层含油气性预测中,实钻结果数据进一步验证了该时频分析方法在储层含油气性解释中的有效性和潜力.

关键词：时频分析广义S变换频率矫正广义S变换储层含油气性预测

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准噶尔盆地油气勘探新领域、新类型及勘探潜力

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石油学报 2024年第1期45卷 52-68页

作者：宋永唐勇何文军龚德瑜晏奇陈棡单祥刘超威刘刚秦志军阿布力米提·依明尤新才任海姣白雨高岗中国石油新疆油田公司勘探开发研究院新疆克拉玛依834000 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 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油杭州地质研究院浙江杭州310023 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249

准噶尔盆地油气资源丰富,发育石炭系、二叠系和侏罗系3套主力烃源岩,储集层类型多样,岩性包括火山岩、砾岩、砂岩及碳酸盐岩型混积岩等,其中,分布于盆地富烃凹陷边缘及斜坡区的砾岩是盆地规模增储上产的主体。盆地发育3套区域性泥岩盖层... 详细信息

准噶尔盆地油气资源丰富,发育石炭系、二叠系和侏罗系3套主力烃源岩,储集层类型多样,岩性包括火山岩、砾岩、砂岩及碳酸盐岩型混积岩等,其中,分布于盆地富烃凹陷边缘及斜坡区的砾岩是盆地规模增储上产的主体。盆地发育3套区域性泥岩盖层,与储层呈纵向叠置,形成"三层楼"结构,并由此构建3大油气系统,即石炭系油气系统、二叠系油气系统和侏罗系油气系统。近年来,通过地质认识创新,突出风险勘探,强化集中勘探与精细勘探,准噶尔盆地"下凹进源",走向深层—超深层领域的勘探取得了丰硕成果。围绕新区、新领域、新层系与新类型,通过继承前期研究工作、深化含油气系统成藏条件分析,创新了"全油气系统""他源型煤层气""石炭系自生自储与新生古储"等成藏认识,在南缘冲断带下组合天然气、西部坳陷风城组全油气系统、富烃凹陷周缘古隆起以及盆地内侏罗系煤层气4个领域取得了重要新突破。通过系统梳理近期的勘探新成果,综合分析各领域特征,指出了未来的勘探方向及重点领域,明确了盆地未来应坚持"常非并重、油气并举、全油气系统"的综合勘探思路,围绕准噶尔盆地南部中—下组合天然气、西部坳陷深层—超深层常规构造—非常规轻质油气以及侏罗系煤层气开展深化勘探。

关键词：准噶尔盆地全油气系统煤层气页岩气致密气深层—超深层勘探方向

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计算注水开发不同阶段体积波及系数的新方法

油气地质与采收率 2024年第1期31卷 145-152页

作者：王翔张贵才蒋平裴海华冯可心中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580

体积波及系数是油田评价开发效果、制定开发调整方案的重要依据。为了研究注水开发不同阶段体积波及系数的变化规律,从注入孔隙体积倍数角度出发,根据油水相对渗流理论与油藏工程原理,提出了驱油效率与注入孔隙体积倍数的计算模型,建立... 详细信息

体积波及系数是油田评价开发效果、制定开发调整方案的重要依据。为了研究注水开发不同阶段体积波及系数的变化规律,从注入孔隙体积倍数角度出发,根据油水相对渗流理论与油藏工程原理,提出了驱油效率与注入孔隙体积倍数的计算模型,建立了体积波及系数计算方法,并以胜利油田3个试验区为例进行了计算与分析。结果表明:驱油效率与注入孔隙体积倍数之间满足指数方程,二者关系曲线呈上凸型;随着注入孔隙体积倍数的增大,驱油效率由最小驱油效率逐渐增大,并趋近于最大驱油效率;对驱油效率计算模型进行验证,预测值与实测值的平均相对误差仅为1.90%;水驱开发过程中体积波及系数与注入孔隙体积倍数关系曲线整体呈快升-缓升-近平台状演变趋势,计算结果能够指导开发调整措施的效果评价;3个试验区目前体积波及系数接近90%,波及区内存在大量剩余油,亟需开展波及区内主体剩余油的描述与启动方法研究。

关键词：水驱注入孔隙体积倍数驱油效率体积波及系数开发效果

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四川盆地金秋气田:一个典型以中生界沉积岩为氦源岩的含氦-富氦气田

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石油与天然气地质 2024年第1期45卷 185-199页

作者：张宝收张本健汪华陈践发刘凯旋豆霜戴鑫陈双玲中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院四川成都610041 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249

氦气成藏长期以来研究较少,成藏条件与成藏机理还不十分清楚,氦源岩类型和形成条件争议较大。通过解剖含氦-富氦的金秋气田认为:(1)金秋气田氦气含量主要分布在0.05%~0.10%,平均为0.07%,部分井含量超过0.10%,最高为0.20%。同位素分析认... 详细信息

氦气成藏长期以来研究较少,成藏条件与成藏机理还不十分清楚,氦源岩类型和形成条件争议较大。通过解剖含氦-富氦的金秋气田认为:(1)金秋气田氦气含量主要分布在0.05%~0.10%,平均为0.07%,部分井含量超过0.10%,最高为0.20%。同位素分析认为氦气为壳源成因,没有幔源的贡献。(2)金秋气田是一个典型以中生界沉积岩为氦源岩的含氦-富氦气田。上三叠统须家河组和侏罗系具有较高的铀、钍元素含量和较大的地层厚度,在金秋地区具有较高的氦气生气强度,是形成含氦-富氦气藏的氦源基础。氦气应该主要来源于侏罗系储层,而非上三叠统须家河组烃源岩层系。(3)金秋气田含氦-富氦气田的形成受3个主要因素控制,具有高氦气生气强度的氦源岩提供了很好的物质基础;具有适度充注强度的烃类气体的存在有利于氦气富集;地层抬升剥蚀温、压下降导致的原位溶解氦气脱溶作用是氦气富集的有益补充。

关键词：充注强度溶解度脱溶量氦气生气强度氦源岩氦气金秋气田四川盆地

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复杂热传递作用下冀中坳陷深、浅部地热资源差异分布

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地球科学 2024年

作者：江晓雪朱传庆油气资源与工程全国重点实验室中国石油大学(北京) 中国石油大学(北京)地球科学学院

渤海湾盆地冀中坳陷地热资源开发潜力巨大，但目前仅对浅部中-低温地热资源的成因机制进行了大规模的研究，深部高温地热资源成因机制尚不明确。以区域地质、地热地质、岩石热物性为基础，分析了研究区深部温度场特征和控制因素，探究... 详细信息

渤海湾盆地冀中坳陷地热资源开发潜力巨大，但目前仅对浅部中-低温地热资源的成因机制进行了大规模的研究，深部高温地热资源成因机制尚不明确。以区域地质、地热地质、岩石热物性为基础，分析了研究区深部温度场特征和控制因素，探究了传导-对流复杂热传递作用下深部高温聚热机制。渤海湾盆地冀中坳陷地温梯度和大地热流较高，地温梯度介于27.4℃/km～39.7℃/km，平均约34.8℃/km，大地热流主要分布在50mW/m2～70mW/m2之间。地温场受到岩石热导率、基底构造起伏以及地下水流动的影响，平面和垂向分布均表现出复杂的差异性。通过实测数据计算研究区深部地温，认为凸起区浅部温度高但深部温度低，凹陷区浅部温度低深部温度高。因此形成了冀中坳陷5000m内高温地热资源主要分布在凹陷区深部的特征，地层温度可达190℃，可作为潜在干热岩勘探的有利目标。从地质构造、源、储、盖、流体等方面研究了冀中坳陷凸起区水热型地热资源和深部潜在干热岩型地热资源的特征，建立了浅部凸起区水热型地热资源与深部凹陷区潜在干热岩地热资源聚集模式。研究加深了对冀中坳陷乃至渤海湾盆地深部高温地热成因机制和分布规律的认识，对干热岩地热资源的开发利用具有参考价值。

关键词：地温场地热资源热折射热对流干热岩渤海湾盆地