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氢能在化工领域中的应用、挑战及发展方向

应用化工 2025年

作者：周玉钦胡光明刘先录李甜甜石方廷玉长江大学地球科学学院中国石油长庆油田分公司第四采气厂

氢能是未来新型能源体系的关键储能介质，是推动化工领域脱碳的重要原料，已被世界各国列入本国能源化工行业发展规划。本文详细介绍了氢能的基本性质、全产业链基本概况，概述了当前氢能在国内外的应用发展现状，着重综述了氢能在化工... 详细信息

氢能是未来新型能源体系的关键储能介质，是推动化工领域脱碳的重要原料，已被世界各国列入本国能源化工行业发展规划。本文详细介绍了氢能的基本性质、全产业链基本概况，概述了当前氢能在国内外的应用发展现状，着重综述了氢能在化工合成、石油化工及煤化工中的开发利用进展。由于受核心材料研发成熟度低、技术标准建设不足、基础设施配套薄弱等方面的影响，氢能在化工领域中的应用仅初具规模。建议未来应致力于加强氢能应用理论与技术方面研究、建立健全顶层规划、政策与标准体系、加大对氢能基础设施建设的投入力度，共同推进我国氢能在化工领域的快速发展。

关键词：氢能发展现状合成氨加氢裂化煤直接液化挑战发展方向

基于IHHO-ELM模型的天然气乙烷回收工艺运行优化

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现代化工 2025年第1期45卷 245-249页

作者：张娟李朋飞刘平罗天娥张照健姚楠张书华玉门油田老君庙采油厂甘肃酒泉735200 玉门油田生产保障服务中心甘肃酒泉735200

为降低综合能耗,在构建RSV乙烷回收模拟流程的基础上,通过Plackett-Burman设计完成关键参数的分析和筛选,通过ELM模型实现输入与输出参数之间的非线性映射,最后基于改进哈里斯鹰(IHHO)算法实现ELM模型的优化及最优工艺参数的求解。结果... 详细信息

为降低综合能耗,在构建RSV乙烷回收模拟流程的基础上,通过Plackett-Burman设计完成关键参数的分析和筛选,通过ELM模型实现输入与输出参数之间的非线性映射,最后基于改进哈里斯鹰(IHHO)算法实现ELM模型的优化及最优工艺参数的求解。结果表明,原料气流量、脱甲烷塔压、原料气温度、干气回流比、低温分离器气相分流比、低温分离器温度和膨胀机出口压力等因素对综合能耗的影响较大,应纳入ELM模型数据库作为输入变量;对于综合能耗的预测,IHHO-ELM模型在训练集、验证集和测试集上的相关系数分别为0.9921、0.9876、0.9855,预测效果最优;参数优化后,乙烷收率降低了2.38%,液化石油气和稳定轻烃的产品指标变化不大,综合能耗可减少23.62%。

关键词： IHHO ELM RSV工艺参数优化 Plackett-Burman设计乙烷回收

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川中地区三叠系须家河组二段致密气储层特征及主控因素

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岩性油气藏 2025年第1期37卷 137-148页

作者：杨杰张文萍丁朝龙石存英马云海东方地球物理公司研究院地质研究中心河北涿州072751 中国石油浙江油田公司杭州310023

为了明确川中地区三叠系须家河组二段(须二段)致密气优质储层特征、成因及分布特征,综合利用铸体薄片、扫描电镜、核磁共振、高压压汞试验和CT测试等资料,明确了储层质量的主控因素,优选多种宏观和微观参数,通过Q型聚类对储层进行了定... 详细信息

为了明确川中地区三叠系须家河组二段(须二段)致密气优质储层特征、成因及分布特征,综合利用铸体薄片、扫描电镜、核磁共振、高压压汞试验和CT测试等资料,明确了储层质量的主控因素,优选多种宏观和微观参数,通过Q型聚类对储层进行了定量划分,并对各类别储层的分布特征进行了分析。研究结果表明:①川中三叠系须二段为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩,平均孔隙度和平均渗透率分别为6.58%和0.21 mD,为特低孔—低孔、低渗致密气储层;储集空间以残余粒间孔和粒内溶孔为主,其次为粒间溶孔和裂缝,孔隙和喉道半径分别为1.31~55.00μm和0.05~1.04μm,为微米孔隙和微米-亚微米喉道组合。②研究区沉积作用控制了岩石粒度和泥质含量,是决定初始孔隙度形成和后期演化的基础条件;强烈的机械压实和胶结作用分别破坏了14.6%~20.1%和9.8%~15.1%的原始孔隙,是造成储层致密化的主要原因;次生溶蚀、绿泥石包膜等建设性成岩作用形成了次生溶孔且对原生孔隙具有一定保护作用,挤压破裂形成的裂缝进一步扩大了次生溶蚀范围,是将致密砂岩改造成优质储层的关键。③研究区须二段储层可分为4类,不同类型储层的物性和微观结构差异较大,Ⅰ,Ⅱ类储层物性好、试气产能高,是主要的“甜点”储层和有利开发目标,主要分布于区域中部H1,H3井区和东部H125井区,纵向上集中在须二上亚段。

关键词：致密气储层沉积作用压实作用胶结作用次生溶蚀孔分选性 Q型聚类须二段三叠系川中地区

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东海盆地西湖凹陷孔雀亭区断裂体系特征及控藏效应

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岩性油气藏 2025年第1期37卷 161-169页

作者：薛煜恒李坤尚娅敏陈秋佟盛烈豪刘建斌油气藏地质及开发工程全国重点实验室成都理工大学成都610059 中国石油新疆油田公司采油二厂新疆克拉玛依834000 中海石油(中国)有限公司上海分公司上海200120

以三维地震精细解释为基础,运用构造剖面复原、流体包裹体分析等方法,对东海盆地西湖凹陷孔雀亭区断裂体系特征进行了分析,并对其演化特征及控藏效应进行了研究。研究结果表明:①西湖凹陷孔雀亭区断裂体系具有明显东、西分区、分带特征... 详细信息

以三维地震精细解释为基础,运用构造剖面复原、流体包裹体分析等方法,对东海盆地西湖凹陷孔雀亭区断裂体系特征进行了分析,并对其演化特征及控藏效应进行了研究。研究结果表明:①西湖凹陷孔雀亭区断裂体系具有明显东、西分区、分带特征。平面上,东部发育3组方向主干伸展断裂,NNE向为主,NE向及近NS向次之,西部发育2组方向主干伸展断裂,NE向为主,NNE向次之;剖面上东部以多米诺式斜列构造样式为主,西部以同向断阶为主;自西向东可分为5个断阶带,东部发育2个反向断裂带,西部发育3个同向断裂带。②研究区断裂体系经历了断陷期、断-坳转换期、坳陷反转期以及区域沉降期4个演化阶段,断裂活动性表现出“东部为早强晚弱、西部为早弱晚强”差异演化特征。③研究区发育东部反向断槽-局部自圈油气藏和西部顺向断阶-岩性尖灭油气藏,其中东部的油气藏为双源供烃,是油气富集有利区,尤其是F2和F3断裂活动性强、断距较大,所控圈闭的面积和高度大,在平湖组富油、花港组下段富气,是有利勘探区。

关键词：伸展断裂断裂活动性双源供烃断裂控藏反向断槽-局部自圈油气藏顺向断阶-岩性尖灭油气藏西湖凹陷东海盆地

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基于DC-HED网络和骨架提取的岩心图像边缘检测

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中国石油大学学报(自然科学版) 2025年

作者：潘少伟杨怡婷尚娅敏郭智蔡文斌西安石油大学计算机学院新疆油田公司采油二厂第一采油作业区中国石油勘探开发研究院西安石油大学石油工程学院

整体嵌套边缘检测(holistically-nested edge detection,HED)网络是目前图像边缘检测领域内一种应用广泛且性能良好的深度网络模型,但存在图像检测边缘缺失、冗余和模糊不清等不足。针对此问题,提出一种扩张卷积(dilated convolution,DC... 详细信息

整体嵌套边缘检测(holistically-nested edge detection,HED)网络是目前图像边缘检测领域内一种应用广泛且性能良好的深度网络模型,但存在图像检测边缘缺失、冗余和模糊不清等不足。针对此问题,提出一种扩张卷积(dilated convolution,DC)结合HED网络的深度网络模型DC-HED。首先,去除原HED网络最后两层的池化层以进一步保留图像边缘信息;再加入扩张卷积来扩大感受野,更好地还原图像边缘细节,重新设计DC-HED网络。之后利用Zhang-Suen算法对其图像边缘检测结果进行骨架提取。把DC-HED网络和骨架提取应用于中国陕北地区S油田不同岩心铸体薄片图像(简称岩心图像)的边缘检测中,获得较好的实验效果。结果表明:相比已有文献中方法、传统Canny算子、传统Sobel算子和原HED网络,DC-HED网络检测获得的图像边缘更完整,连通性更好;DC-HED网络测试得到的均方误差、结构相似性和峰值信噪比分别为0.110 6、0.799 7和9.561 1,与前面几种方法相比,均有较大幅度的改善。最后将图像骨架提取方法应用于已获得的图像边缘中,剔除了杂乱的图像边缘信息,得到了清晰连续的图像边缘中心轮廓线条。

关键词：岩心铸体薄片图像边缘检测岩心数字化 HED网络扩张卷积骨架提取

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灰岩倾斜微裂缝对横波衰减影响的实验

岩性油气藏 2025年

作者：周庆文伍东蔡明章成广陈渊博林旺张远君李治油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学) 长江大学地球物理与石油资源学院中国石油集团工程技术研究院有限公司信息中心中国石化西北油田分公司采油一厂

针对灰岩储层微裂缝精细评价难题，基于声传播原理，开展了不同裂缝条件（裂缝倾角、裂缝张开度）下的声波物理实验，建立了灰岩裂缝参数表征模型，定量分析了裂缝倾角、裂缝张开度对横波衰减的影响，并将模型在渤海湾盆地曹妃甸地区古... 详细信息

针对灰岩储层微裂缝精细评价难题，基于声传播原理，开展了不同裂缝条件（裂缝倾角、裂缝张开度）下的声波物理实验，建立了灰岩裂缝参数表征模型，定量分析了裂缝倾角、裂缝张开度对横波衰减的影响，并将模型在渤海湾盆地曹妃甸地区古近系沙河街组一段进行了应用。研究结果表明：(1)灰岩储层微裂缝岩心声波物理实验设计了0,25°，40°，55°和70°等5组不同倾角的人造裂缝岩心；以25μm,50μm,100μm,150μm,200μm,300μm,400μm,500μm和1 000μm共9张PET薄膜作为9种不同的裂缝张开度；维持声波频率为250 kHz，对5组岩心分别测量9个裂缝张开度条件下的横波波形，每组实验都连续采集32道波形数据，通过噪声滤除程序对32道波形滤波并叠加得到效果最佳波形信号。(2)实验结果显示，横波衰减受裂缝影响大，衰减趋势随裂缝张开度增大而减小，衰减系数随着裂缝张开度的增大呈对数规律增大，当裂缝张开度小于等于300μm时，衰减系数的变化更敏感；裂缝张开度相同条件下，裂缝倾角为0～40°时，横波衰减系数随裂缝倾角的增大而减小，而当裂缝倾角大于40°时，衰减系数随裂缝倾角的增大而增大。(3)基于实验得到裂缝倾角θ分别为0,25°，40°，55°和70°时，衰减系数α与裂缝张开度w的表征模型α=c ln w+b（式中c,b为常数），当θ为0～40°时，常数c逐渐减小，分别为1.990 4,1.613 3和0.932 2；当θ为55°～70°时，常数c逐渐上升，分别为1.375 1和1.380 1。(4)利用裂缝参数表征模型计算的渤海湾盆地曹妃甸地区古近系沙河街组一段裂缝张开度与电成像测井得到的裂缝张开度相对误差为4.57%，平均绝对误差为5.5μm，吻合度较高。

关键词：岩石物理实验横波衰减裂缝倾角裂缝张开度裂缝参数反演模型阵列声波测井灰岩沙河街组一段曹妃甸地区

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页岩油藏体积压裂后返排数值模拟方法

大庆石油地质与开发 2025年第1期 159-167页

作者：赵国翔姚约东齐银薛小佳陶亮陈文斌拜杰孙居正中国石油大学(北京)石油工程学院油气资源与探测国家重点实验室中国石油长庆油田公司油气工艺研究院中国石油新疆油田公司采气一厂

大规模体积压裂技术是目前实现页岩油藏高效开发的关键，而如何描述、表征体积压裂形成的复杂裂缝网络并深入认识压裂后的返排特征是页岩油藏开发亟待解决的问题。针对页岩油藏压裂后返排特征的表征问题，考虑压裂液注入及返排过程中的... 详细信息

大规模体积压裂技术是目前实现页岩油藏高效开发的关键，而如何描述、表征体积压裂形成的复杂裂缝网络并深入认识压裂后的返排特征是页岩油藏开发亟待解决的问题。针对页岩油藏压裂后返排特征的表征问题，考虑压裂液注入及返排过程中的裂缝张开-闭合特征及基质非线性渗流特征，定量评价了储层物性参数及复杂裂缝形态对压裂后返排特征的影响。结果表明：三维复杂裂缝网络可由裂缝中心点坐标、裂缝倾角、裂缝方位角及边界形状进行刻画，并可通过随机模拟及连通性识别生成连通裂缝网络，同时，考虑裂缝张开-闭合特征是实现压裂液注入―返排全流程有效模拟的关键，孤立的天然裂缝对压裂后返排特征的影响可以忽略，且裂缝形状的变化对压裂后返排动态有明显影响。研究成果能够较好地表征流体在复杂裂缝形状缝网中的压裂后返排特征，可以应用于体积压裂页岩油藏的开发动态模拟。

关键词：页岩油藏体积压裂复杂缝网裂缝张开-闭合机理压裂后返排

超奈奎斯特速率+相干FSO-MIMO系统下的变步长盲均衡优化算法

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聊城大学学报(自然科学版) 2025年

作者：孙沁雪曹明华张霞黄敏张凌雲鲍姗朱凯中国石油玉门油田分公司采油工艺研究院兰州理工大学计算机与通信学院聊城大学物理科学与信息工程学院

多输入多输出（MIMO）自由空间光通信（FSO）系统中使用超奈奎斯特（FTN）技术会引入码间干扰，光信号受湍流效应会引起信号畸变等问题，需要优化均衡算法来保障通信系统的可靠性。使用判决反馈（DFE）思想改进恒模均衡算法（CMA），提... 详细信息

多输入多输出（MIMO）自由空间光通信（FSO）系统中使用超奈奎斯特（FTN）技术会引入码间干扰，光信号受湍流效应会引起信号畸变等问题，需要优化均衡算法来保障通信系统的可靠性。使用判决反馈（DFE）思想改进恒模均衡算法（CMA），提升均衡器抵抗码间干扰的能力。同时，依据CMA算法误差矢量函数的变化规律，使步长系数变换服从指数威布尔（EW）分布模型，设计了一种拥有可变步长的判决反馈CMA盲均衡优化算法。仿真结果表明，增加接收端天线数目相比增加发射端天线数目能获得更高的误码率（BER）性能和误差矢量幅度（EVM）增益，且相位噪声的消除结果更好。在FTN加速因子为0.9、中湍流强度条件，使用2×4天线时，相较固定步长算法，所提算法的BER性能提升了36.39%，EVM性能提升了4.96%。将加速因子限定在一定范围内，所提算法能补偿恢复FTN引起的ISI。相较固定步长算法，所提算法计算复杂度有所提升，但同时换来了系统BER和EVM性能的提升，且所提算法均衡器的收敛性能更优。

关键词：自由空间光通信超奈奎斯特多输入多输出盲均衡算法

基于分子结构差异的镜/暗煤纳米孔隙对H2O吸附的影响

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现代地质 2025年

作者：马东民唐晨璐陈跃王怀厂李国富季长江王丽雅祝浩冉刘赞西安科技大学地质与环境学院中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院煤与煤层气共采技术国家重点实验室

煤的分子结构差异是宏观煤岩性质变化的根本原因，而不同宏观煤岩组分的纳米孔隙结构又直接影响到煤层气的吸附/解吸特性。尽管在煤分子结构的研究方向已有诸多探索，但针对不同宏观煤岩组分展开研究，构建大分子结构模型并在此基础上... 详细信息

煤的分子结构差异是宏观煤岩性质变化的根本原因，而不同宏观煤岩组分的纳米孔隙结构又直接影响到煤层气的吸附/解吸特性。尽管在煤分子结构的研究方向已有诸多探索，但针对不同宏观煤岩组分展开研究，构建大分子结构模型并在此基础上分析纳米孔隙结构中能量变化及吸附特性差异的研究尚不多见。为了探究不同宏观煤岩成分的纳米孔隙微观结构对H2O吸附特征，采用巨正则系综蒙特卡洛（GCMC）模拟方法及分子动力学模拟技术，研究不同温度、不同压力、不同孔径的狭缝型镜/暗煤分子模型对H2O的饱和吸附、等温吸附及等量吸附热特征。结果表明，暗煤的接触角与润湿热大于镜煤，反映出暗煤的水润湿性优于镜煤。在煤分子模型饱和吸附H2O的模拟中，由于微观结构中暗煤的含氧官能团含量高于镜煤，故暗煤的吸附热和吸附量均大于镜煤。在不同狭缝孔等温吸附模拟中，H2O的吸附量和吸附热均与温度呈负相关关系，与压力和孔径大小呈正相关关系。孔径增大，H2O的等量吸附热呈减小趋势。这是由于煤的各相异性，H2O的赋存空间变大，更多分子处于游离态，同样使得煤样与H2O的相互作用机会减少，因此等量吸附热随着孔径的增大而减小。

关键词：宏观煤岩组分纳米孔隙巨正则系综蒙特卡洛模拟等温吸附吸附热