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顺北深层碳酸盐岩储层坍塌产物堵塞筛管机理及完井方式优选

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特种油气藏 2025年

作者：苏鹏黄有艺李渭亮李林涛董长银张晋毅中国石化西北油田分公司石油工程技术研究院中国石油大学(华东)石油工程学院中国石化西北油田分公司石油工程监督中心

顺北油田深层碳酸盐岩储层在开发过程中面临着严重的井壁坍塌及控制问题，为探究该储层坍塌产物的堵塞机理并设计合理的完井方式，开展不同坍塌产物组合模式下的防塌完井模拟实验，研究打孔筛管和割缝筛管完井方式的适应性。研究表明：... 详细信息

顺北油田深层碳酸盐岩储层在开发过程中面临着严重的井壁坍塌及控制问题，为探究该储层坍塌产物的堵塞机理并设计合理的完井方式，开展不同坍塌产物组合模式下的防塌完井模拟实验，研究打孔筛管和割缝筛管完井方式的适应性。研究表明：坍塌产物的堵塞机理包括颗粒的逐级递进桥架、大颗粒桥架-小颗粒自由通过和大颗粒桥架-小颗粒空隙堆积；当坍塌产物粒度中值分别为3.83、3.35、2.00、1.65、1.54mm时，使用割缝筛管进行防塌完井总体可行，而打孔筛管不适用于坍塌产物粒度中值为1.54mm的纯砂粒模式；在坍塌产物颗粒粒径分布较为连续的条件下，推荐使用打孔筛管并适当提高孔密；在坍塌产物颗粒粒径分布较为间断且砂粒占比较小的条件下，推荐使用打孔筛管并适当提高孔密，若砂粒占比较大，推荐使用割缝筛管并适当减小缝宽。该研究可为碳酸盐岩储层防塌完井设计提供借鉴。

关键词：深层油气碳酸盐岩防塌完井评价优选堵塞机理评价实验

油基钻井液用流型调节剂及其制备方法研究进展

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化工进展 2025年

作者：何娟吕开河黄贤斌孙金声章超戴嘉君张学皓中国石油大学(华东)石油工程学院中国石油集团工程技术研究院有限公司

油基钻井液具有良好的抗温性、优异的抑制性、突出的润滑性以及对储层损害程度小的优点，但存在携岩能力和井眼清洁能力不足的问题，尤其在深井和复杂井况中更加突出。本文介绍了油基钻井液用流型调节剂的类型、结构、制备方法，简述了... 详细信息

油基钻井液具有良好的抗温性、优异的抑制性、突出的润滑性以及对储层损害程度小的优点，但存在携岩能力和井眼清洁能力不足的问题，尤其在深井和复杂井况中更加突出。本文介绍了油基钻井液用流型调节剂的类型、结构、制备方法，简述了有机黏土类、合成聚合物类及有机/无机复合材料类流型调节剂的作用机理，分析了不同类型流型调节剂在改善油基钻井液流变性能、增强高温高压适应性以及提升携岩能力方面的研究进展。提出未来油基钻井液用流型调节剂的发展应重点提升其在高温高密度条件下的流变控制能力，在提高切力的同时基本不增加塑性黏度，同时注重材料的环保性能。此外，建议通过引入智能材料，开发出环境响应型流型调节剂，实现流变调控的智能化和精确化。

关键词：流型调节剂油基钻井液有机黏土合成聚合物有机/无机复合材料

基于MSCNN-GRU神经网络补全测井曲线和可解释性的智能岩性识别

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石油地球物理勘探 2025年

作者：王婷婷王振豪赵万春蔡萌史晓东东北石油大学电气信息工程学院东北石油大学黑龙江省网络与智能控制重点实验室东北石油大学石油工程学院大庆油田有限责任公司采油工艺研究院大庆油田有限责任公司第九采油厂

针对传统岩性识别方法在处理测井曲线缺失、准确性以及模型可解释性等方面的不足，本文提出了一种基于MSCNN-GRU神经网络补全测井曲线和Optuna超参数优化的XGBoost模型的可解释性的岩性识别方法。首先，针对测井曲线在特定层段丢失或失... 详细信息

针对传统岩性识别方法在处理测井曲线缺失、准确性以及模型可解释性等方面的不足，本文提出了一种基于MSCNN-GRU神经网络补全测井曲线和Optuna超参数优化的XGBoost模型的可解释性的岩性识别方法。首先，针对测井曲线在特定层段丢失或失真的问题，引入了基于多尺度卷积神经网络（MSCNN）与门控循环单元（GRU）神经网络相结合的曲线重构方法，为后续的岩性识别提供了准确的数据基础；其次，利用小波包自适应阈值方法对数据进行去噪和归一化处理，以减少噪声对岩性识别的影响；然后，采用Optuna框架确定XGBoost算法的超参数，建立了高效的岩性识别模型；最后，利用SHAP可解释性方法对XGBoost模型进行归因分析，揭示了不同特征对于岩性识别的贡献度，提升了模型的可解释性。结果表明，Optuna-XGBoost模型综合岩性识别准确率为79.91%，分别高于支持向量机（SVM）、朴素贝叶斯、随机森林三种神经网络模型24.89%、12.45%、6.33%。基于Optuna-XGBoost模型的SHAP可解释性的岩性识别方法具有更高的准确性和可解释性，能够更好地满足实际生产需要。

关键词：岩性识别多尺度卷积神经网络门控循环单元神经网络 XGBoost 超参数优化可解释性

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一种用于高/低折射率微粒捕获的级联光镊

光学学报 2025年

作者：刘旭姚林枝姜春雷张明辉计兆麒施奇赞东北石油大学石油工程学院提高油气采收率教育部重点实验室东北石油大学电气信息工程学院

本文提出了一种用于高/低折射率微粒捕获与隔离操作的新型级联光镊。该装置由锥形光纤探针嵌套插入毛细微管内制成，通过将光力与毛细力相结合，实现了不同折射率微粒的稳定捕获。基于有限元仿真对光场分布及微粒受力进行了分析，研究... 详细信息

本文提出了一种用于高/低折射率微粒捕获与隔离操作的新型级联光镊。该装置由锥形光纤探针嵌套插入毛细微管内制成，通过将光力与毛细力相结合，实现了不同折射率微粒的稳定捕获。基于有限元仿真对光场分布及微粒受力进行了分析，研究了级联光镊在不同光功率和背景溶液折射率下的捕获能力，并进行了实验验证，采用980nm波长的激光，对酵母细胞、聚苯乙烯微球、二氧化硅微粒及磁性微粒进行了捕获与悬浮实验。实验结果显示，级联光镊对不同折射率微粒表现出良好的捕获性能。本文提出的级联光镊为生物医学领域中微粒的捕获和复杂环境下的隔离操作提供了新的技术手段。

关键词：级联光镊高/低折射率微粒捕获光力毛细力

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油气藏相变岩石力学理论方法及应用场景探讨

石油勘探与开发 2025年

作者：金衍林伯韬高彦芳庞惠文郭旭洋申屠俊杰中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室中国石油大学(北京)石油工程学院中国石油大学(北京)人工智能学院西北大学地质学系中国石油大学(北京)理学院

针对部分油气藏钻采过程中的固态烷烃相关混合物受热相变、超压砂体瞬间泄压触发砂体液化流动和孔隙充填物降压气化引发骨架垮塌3个典型的相变岩石力学现象，系统分析了目前在理论认识、实验方法、数学表征方面的研究进展，同时探讨了3... 详细信息

针对部分油气藏钻采过程中的固态烷烃相关混合物受热相变、超压砂体瞬间泄压触发砂体液化流动和孔隙充填物降压气化引发骨架垮塌3个典型的相变岩石力学现象，系统分析了目前在理论认识、实验方法、数学表征方面的研究进展，同时探讨了3个相变岩石力学现象对应的工程应用场景，揭示了其力学规律及工程应用效果，在此基础上，讨论了油气藏相变岩石力学目前所面临的挑战、潜在的发展趋势与亟待探索的方法。研究表明：不同的油气藏相变岩石力学现象需要采用相应的、特殊的实验及数学方法开展研究，确定其独特的多场耦合力学响应机制，以有效指导资源开采控制、致灾程度评价、地层稳定分析等。为满足该学科的发展需要，未来需挖掘更多油气资源开采中的相变岩石力学问题，开发特定的新型实验设备，借助人工智能与数字孪生技术，实现岩石相态变化力学过程的实时仿真与动态可视化。

关键词：油气藏相变岩石力学相态变化工程应用多场耦合实验设备人工智能

延安地区陆相页岩气水平井低自由水活度水基钻井液技术矿场实践

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特种油气藏 2025年

作者：王波林进吴金桥吴慧民马振锋杨先伦王金堂陕西延长石油(集团)有限责任公司天然气研究院分公司陕西省陆相页岩气成藏与开发重点实验室中国石油西部钻探工程有限公司中国石油大学(华东)石油工程学院

针对陆相页岩气水平井钻井过程中井壁失稳难题，基于降低液相活度、抑制水化作用、强化页岩封堵等原理，研制了页岩气水平井低自由水活度水基钻井液体系（PSW-2），并进行了流变性、封堵性、抑制性实验评价和实用效果评价。研究表明：... 详细信息

针对陆相页岩气水平井钻井过程中井壁失稳难题，基于降低液相活度、抑制水化作用、强化页岩封堵等原理，研制了页岩气水平井低自由水活度水基钻井液体系（PSW-2），并进行了流变性、封堵性、抑制性实验评价和实用效果评价。研究表明：不同密度的PSW-2水基钻井液的API滤失量低于3.2mL，封堵率大于86%，滚动回收率高于95%，线性膨胀率低于1.38%，具有较好的流变性、封堵能力和抑制性。矿场实践表明：PSW-2水基钻井液实施过程中性能稳定，API滤失量保持在3.0mL以内，对长段泥岩、炭质泥岩及页岩井段均具有较好的稳定井壁效果，8口页岩气水平井实施成功率达到87.5%。通过增强纳米—微米级裂缝的封堵能力以及复合加重方式强化钻井液封堵防塌能力并进一步降低钻井液成本是将来的发展趋势。该技术成果对页岩气水平井的低成本高效钻井具有技术支撑作用。

关键词：水基钻井液陆相页岩页岩气弱胶结地层井壁失稳延长区块

基于傅里叶神经算子的CO2驱油藏数值模拟代理模型

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大庆石油地质与开发 2025年

作者：杨泽鹏廖新维董鹏王晓晨张铃丰中国石油大学(北京)石油工程学院中国海油集团能源经济研究院中国石油塔里木油田公司哈得采油气管理区

在CO2驱油藏开发过程中明确储层压力、CO2摩尔分数及含油饱和度的分布至关重要，利用数值模拟器求解CO2驱组分模型的计算成本很高，在需要进行大量模拟运算的场景中尤为明显。基于傅里叶神经算子（FNO）建立油藏数值模拟代理模型，对二... 详细信息

在CO2驱油藏开发过程中明确储层压力、CO2摩尔分数及含油饱和度的分布至关重要，利用数值模拟器求解CO2驱组分模型的计算成本很高，在需要进行大量模拟运算的场景中尤为明显。基于傅里叶神经算子（FNO）建立油藏数值模拟代理模型，对二维非均质CO2驱油藏压力分布、CO2摩尔分数分布以及含油饱和度分布进行预测。结果表明：代理模型能够通过储层及注采参数准确预测不同时间步下各属性的场图分布，同时具有良好的泛化能力；训练后的代理模型计算效率相较于数值模拟器提高了3个数量级，在案例应用研究中能够快速准确地对CO2驱油藏开发过程中的重要属性分布进行预测。研究成果可提高需要大量数值模拟运算工程问题的解决效率。

关键词：傅里叶神经算子油藏数值模拟代理模型 CO 驱深度学习

高温高盐环境下单烃链和双烃链表面活性剂对油水界面性质影响的微观机理研究

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化工学报 2025年

作者：刘峰韩春硕张益刘彦成郁林军申家伟高晓泉杨凯西安石油大学石油工程学院中联煤层气有限责任公司生产支持中心中国石油长庆油田分公司第十二采油厂

表面活性剂对油水界面性质具有重要影响，高温高盐油藏环境严重影响表面活性剂的界面化学特性和驱油效果。为研究不同表面活性剂结构对油水界面性质的影响。采用分子动力学模拟方法研究了阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）和进行... 详细信息

表面活性剂对油水界面性质具有重要影响，高温高盐油藏环境严重影响表面活性剂的界面化学特性和驱油效果。为研究不同表面活性剂结构对油水界面性质的影响。采用分子动力学模拟方法研究了阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）和进行基团修饰的表面活性剂SDS-B在油水界面上的微观行为和作用机理。结果表明，在SDS表面活性剂的疏水尾链中引入链烷烃，改变了表面活性剂分子在油水界面的排列方式，相较于单烃链表面活性剂，双烃链结构使表面活性剂在高温高盐环境下依旧能紧密垂直于油水界面，SDS-B具有良好的分子界面行为。同时，链烷烃基团数目的增加导致SDS分子表现出轻微的弯曲，使表面活性剂分子形成多处聚集体，有利于形成多层吸附。SDS-B头基对Ca2+的排斥作用明显强于SDS，径向分布函数第一峰值降低0.89，且SDS-B在Ca2+环境下的油水界面厚度较SDS得到改善，厚度从11.3?升高到15.2?，显著增强了界面稳定性，表明烃链的引入提高了表面活性剂的抗Ca2+盐特性。SDS-B头基易与烃链基团形成分子内氢键结构，头基水化能力提高，盐水中的阳离子受到较大的束缚力，Ca2+、Mg2+、Na+扩散系数分别降低了0.027×10-4cm2/s、0.065×10-4cm2/s、0.064×10-4cm2/s。在复杂盐环境及更高离子浓度下SDS-B头基亲水性及界面行为均优于SDS。该研究对三次采油中新型表面活性剂的设计具有重要指导意义。

关键词：表面活性剂烃链耐盐性分子动力学,油水界面模拟

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致密油藏注水诱导裂缝试验规律

中国石油大学学报(自然科学版) 2025年

作者：石立华薛颖李虹唐后军李忠慧孙欣华黄海杜贵超陕西延长石油(集团)有限责任公司延长油田股份有限公司西北大学地质学系长江大学石油工程学院捷贝通石油技术集团股份有限公司川庆钻探工程有限公司苏里格项目经理部西安石油大学石油工程学院西安石油大学地球科学与工程学院

注水诱导裂缝的产生与扩展加剧了致密油藏的注采矛盾，降低水驱波及体积，影响了油田开发效果。针对这一问题，设计制作可模拟致密油藏注水诱导裂缝的试验装置，开展注水诱导裂缝开启机制和扩展规律研究，在此基础上通过全直径岩心驱替... 详细信息

注水诱导裂缝的产生与扩展加剧了致密油藏的注采矛盾，降低水驱波及体积，影响了油田开发效果。针对这一问题，设计制作可模拟致密油藏注水诱导裂缝的试验装置，开展注水诱导裂缝开启机制和扩展规律研究，在此基础上通过全直径岩心驱替试验，明确不同裂缝规模下的油水分布规律和驱油效率。结果表明：注入排量越小，越容易形成单一诱导裂缝，注入排量越大，岩样的破裂压力、分形维数和裂缝宽度越大，越容易形成复杂裂缝，注入排量与诱导裂缝的发育呈正相关；钻孔深度越大，诱导裂缝起裂位置越靠下，且更易形成贯穿复杂缝网，裂缝的扩展和延伸受地应力和非均质的影响较大，裂缝沿着最大主应力方向延伸或偏转；裂缝深度、角度、复杂度对驱油效率的影响显著，孔隙度和渗透率对驱油效率的影响降低，裂缝与垂直井筒方向夹角越大，分型维数越大，裂缝深度越大，驱油效率越低。

关键词：致密油藏注水诱导裂缝注入排量破裂压力全直径岩心驱油效率