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纳米SiO_(2)粒子表面接枝共聚合物微球的制备及其吸附Cu^(2+)性能

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应用化工 2024年第6期53卷 1274-1279页

作者：王美荣林凌许爱熊贵霞罗云翔西南石油大学化学化工学院四川成都610500 中石化华北石油工程有限公司五普钻井分公司河南新乡453700

采用KH570对纳米SiO_(2)进行改性,将其作为Pickering乳液的稳定剂;利用反相(Pickering)乳液聚合法制备SiO_(2)@丙烯酰胺(AM)-丙烯酸(AA)共聚物复合微球,并对改性前后纳米SiO_(2)以及复合微球的结构、形貌及质量损失进行了表征;探究pH值... 详细信息

采用KH570对纳米SiO_(2)进行改性,将其作为Pickering乳液的稳定剂;利用反相(Pickering)乳液聚合法制备SiO_(2)@丙烯酰胺(AM)-丙烯酸(AA)共聚物复合微球,并对改性前后纳米SiO_(2)以及复合微球的结构、形貌及质量损失进行了表征;探究pH值、温度和单体比例对复合微球吸附Cu^(2+)效果影响,并对吸附过程进行动力学和吸附等温线拟合。结果表明,改性后的纳米SiO_(2)亲油性增强,提高稳定乳液的能力;Cu^(2+)吸附实验表明,复合微球吸附的最佳pH值为6,且吸附量随着AA用量增加而增大;复合微球吸附Cu^(2+)的过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型。

关键词：改性纳米SiO_(2) Pickering乳液复合微球吸附 Cu^(2+)

页岩气/煤层气压裂井非均质缝网试井反演方法

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采矿与安全工程学报 2024年第2期41卷 407-419页

作者：吴永辉程林松谢维扬黄世军马立强方思冬中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国石油西南油气田公司页岩气研究院四川成都610051 中国石化石油勘探开发研究院北京100083

页岩气/煤层气压裂井缝网反演是开发调整部署、提采方案优选与效果评价的基本依据,但储层天然裂缝发育,压裂缝网形态复杂、非均质性强,现有试井方法难以有效反演。在表征页岩气/煤层气赋存、非线性流动机理、不同尺度非均质缝网的基础上... 详细信息

页岩气/煤层气压裂井缝网反演是开发调整部署、提采方案优选与效果评价的基本依据,但储层天然裂缝发育,压裂缝网形态复杂、非均质性强,现有试井方法难以有效反演。在表征页岩气/煤层气赋存、非线性流动机理、不同尺度非均质缝网的基础上,建立了压裂井多介质渗流数学模型,基于改进格林元方法实现了模型的高效数值求解,获得了页岩气/煤层气压裂井的压力动态响应特征,明确了流动阶段与非均质缝网参数的影响规律,构建了非均质缝网参数的试井反演方法,并结合现场案例进行了应用研究。结果表明:页岩气/煤层气压裂井压力动态响应主要展示出6个流动阶段,考虑储层分区后会出现改造区拟稳态流动阶段;裂缝导流能力主要影响早期双线性与线性流阶段,裂缝长度对边界控制流之前的阶段均有较大影响;相同裂缝长度与压裂段数下,缝网形态的压力动态响应较弱,需要联合地质、压裂、微震监测等资料才能反演缝网非均质性;所提出的试井分析方法综合了缝网建模、动态模拟、特征线/图版拟合等过程,可以实现压裂井非均质缝网反演,为页岩气/煤层气气藏工程研究提供了理论基础与技术支持。

关键词：煤层气页岩气压裂井非均质缝网反演方法

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融合通道和空间交叉注意力的裂缝识别方法

地球物理学进展 2024年第2期39卷 727-736页

作者：马同乐刘红岐廖海博吴涛陈东刘伟石晶穗萃西南石油大学成都610500 中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院广汉618300 中国石油川庆钻探工程有限公司地质勘探开发研究院成都610500

针对现有的油气藏裂缝检测方法普遍存在信息采用单一、裂缝检测精度低、检测速度慢以及应用人工智能方法又存在缺乏训练样本的问题.提出一种基于注意力机制的FCN语义分割模型用于裂缝提取,并构建了测井图像裂缝识别数据集.首先,针对FMI... 详细信息

针对现有的油气藏裂缝检测方法普遍存在信息采用单一、裂缝检测精度低、检测速度慢以及应用人工智能方法又存在缺乏训练样本的问题.提出一种基于注意力机制的FCN语义分割模型用于裂缝提取,并构建了测井图像裂缝识别数据集.首先,针对FMI裂缝识别提出空间交叉注意力,并将融合通道和空间交叉注意力模块引入FCN语义分割模型的下采样过程中,增强语义信息获取.其次,将改进模型的骨干网络设置为ResNet-50并利用膨胀卷积增大感受野,增强上下文信息,提高裂缝识别的准确率.最后,构建了包含2016张FMI测井图像数据集,采用一种超像素分割方法来辅助人工标注裂缝特征.将改进后的模型与其他经典语义分割模型相比,改进模型在构建的FMI测井图像裂缝识别数据集上可以取得更低的损失,更高的精度,且交并比达到了74.61%.此外,通过消融实验再次证明了改进模型的有效性.结果表明,改进模型能够准确地提取出测井图像的裂缝信息,具有较好的实用性.

关键词：裂缝识别通道注意力空间交叉注意力电成像测井图像超像素分割

仿生侵蚀介质对滚刀/大理岩滚动摩擦磨损行为的影响

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表面技术 2024年第9期53卷 117-126页

作者：杨康辉吴志鑫苏叶茂刘少锐郑靖周仲荣西南交通大学机械工程学院成都610031 中铁工程服务有限公司成都610083

目的对比去离子水和仿生侵蚀介质2种工况下,滚刀/大理岩摩擦副在不同法向载荷作用下的滚动摩擦磨损行为,阐明仿生侵蚀介质对大理岩破碎去除和滚刀磨损的影响规律和作用机制,为化学手段辅助提升全断面隧道掘进机(TBM)破岩效率提供参考。... 详细信息

目的对比去离子水和仿生侵蚀介质2种工况下,滚刀/大理岩摩擦副在不同法向载荷作用下的滚动摩擦磨损行为,阐明仿生侵蚀介质对大理岩破碎去除和滚刀磨损的影响规律和作用机制,为化学手段辅助提升全断面隧道掘进机(TBM)破岩效率提供参考。方法表征自制仿生侵蚀介质对大理岩和H13钢滚刀的腐蚀性,基于自制滚压破岩模拟试验机研究滚刀/大理岩摩擦副的滚动摩擦磨损行为。结果仿生侵蚀介质对滚刀无明显腐蚀性,但会诱导大理岩表面产生次生裂隙和溶蚀孔,弱化岩石表面的力学性能。在法向载荷为45、75、105N时,相较于去离子水工况,在仿生侵蚀介质工况下大理岩的磨损体积分别提高了25.3%、9.3%、17.5%,滚刀破岩比能分别下降了28.3%、11.4%、20.0%。在法向载荷为45 N时,岩石表面的破坏形式主要为矿物颗粒破碎剥落。在法向载荷为75N时,岩石的去除量明显增大,表面形成了密实核。在法向载荷为105N时,岩石表面发生显著开裂和去除现象。结论仿生侵蚀介质能促进大理岩的破碎和去除,降低滚刀磨损和破岩比能。仿生侵蚀介质的作用受到岩石破坏形式的影响,在法向载荷较低时,岩石表面破坏形式以矿物颗粒剥落和密实核形成为主,仿生侵蚀介质仅作用于岩石表层,其效果有限;在法向载荷较高时,岩石表面会产生裂纹和开裂,有利于仿生侵蚀介质向岩石内部的渗透,刀具的破岩效率显著提高。

关键词： TBM滚刀大理岩仿生侵蚀介质滚动法向载荷摩擦磨损

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射孔管柱动力学特性研究

油气井测试 2024年第2期33卷 1-8页

作者：张平张明友张文斌中石油川庆钻探工程有限公司工程技术部四川成都610056 中石油川庆钻探工程有限公司试修公司四川成都610056

射孔管柱受射孔弹爆炸冲击载荷易发生变形甚至断裂,保障管柱承载安全性是射孔作业的关键,现有射孔管柱力学分析模型简化条件过多,计算精度有待提高。以射孔爆轰载荷计算方法为基础,根据欧拉-伯努利空间梁理论和间隙元理论,利用有限元方... 详细信息

射孔管柱受射孔弹爆炸冲击载荷易发生变形甚至断裂,保障管柱承载安全性是射孔作业的关键,现有射孔管柱力学分析模型简化条件过多,计算精度有待提高。以射孔爆轰载荷计算方法为基础,根据欧拉-伯努利空间梁理论和间隙元理论,利用有限元方法建立了射孔管柱三维冲击动力学模型,并利用Generalized-α法对模型进行了求解,以实测数据对模型精度进行了验证。以现场实际作业数据为基础,对射孔管柱的动力学特性和安全性进行了分析评估。结果表明,射孔爆轰载荷会使射孔管柱发生剧烈的纵向、横向振动;射孔弹装药量越高对射孔管柱的冲击作用越强烈,油管的振动幅度越大;增加射孔管柱长度可以减小管柱应力;油管壁厚对管柱的动力学行为和安全性能有较大影响。

关键词：射孔管柱载荷力学分析冲击动力学振动模拟计算

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城镇终端天然气掺氢燃烧技术现状及展望

天然气工业 2024年第8期44卷 145-157页

作者：胡国华陈石义何松肖娟王斯民李天雷浙江能源天然气集团有限公司西安交通大学化学工程与技术学院中国石油工程建设有限公司西南分公司

天然气掺氢是降低城镇终端燃具碳排放的有效途径之一，对于实现“双碳”目标具有重要意义。掺氢天然气在民用燃具领域具有巨大应用潜力，为加快城镇终端掺氢天然气利用的进程，分别从燃气互换性理论、应用实验及数值模拟等方面开展研究... 详细信息

天然气掺氢是降低城镇终端燃具碳排放的有效途径之一，对于实现“双碳”目标具有重要意义。掺氢天然气在民用燃具领域具有巨大应用潜力，为加快城镇终端掺氢天然气利用的进程，分别从燃气互换性理论、应用实验及数值模拟等方面开展研究，阐述了天然气掺氢燃烧的可行性，探讨了掺氢对燃气灶及热水器燃烧性能、热效率以及污染物排放的影响，对比了天然气燃烧反应机理的特点和适用范围。最后结合我国城镇天然气的相关标准、掺氢安全性及经济性等方面，指出了限制城镇终端天然气掺氢燃烧技术应用的主要因素以及未来发展趋势。研究结果表明：(1)天然气与氢气互换性主要受燃气组分和互换性指标的影响，天然气适宜的掺氢范围为0～20%；(2)掺氢能够显著降低天然气的碳排放，但燃具的热效率、氮氧化物排放以及适应性仍需进一步深入研究；(3)需要进一步采用量子化学、机器学习等先进手段探究天然气掺氢数值模拟的燃烧反应机理。结论认为，随着天然气掺氢管道的建设和发展，掺氢天然气在终端利用领域将展现出巨大潜力，与此同时掺氢天然气在终端实际应用中仍面临着诸多限制和技术挑战，天然气掺氢燃烧技术研究现状的系统梳理对推动氢能的安全高效应用具有重要现实意义，同时也为天然气掺氢燃烧技术的发展提供了研究思路和攻关方向。

关键词：天然气掺氢燃气具燃气互换性燃烧反应机理燃烧特性污染物排放掺氢比例

深层断溶体油气藏钻完井储层保护技术挑战与对策

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断块油气田 2024年第1期31卷 160-167页

作者：方俊伟贾晓斌游利军周贺翔康毅力许成元中国石化西北油田分公司石油工程技术研究院新疆乌鲁木齐830011 西南石油大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室四川成都610500

深层断溶体油气藏储层裂缝发育,易导致大量工作液漏失,造成严重储层损害。以顺北区块奥陶系碳酸盐岩储层为例,考虑储层超深、超高压、超高温与断裂带特点,综合工区钻井液漏失情况、储层物性特征、矿物组成和裂缝发育情况,结合流体敏感... 详细信息

深层断溶体油气藏储层裂缝发育,易导致大量工作液漏失,造成严重储层损害。以顺北区块奥陶系碳酸盐岩储层为例,考虑储层超深、超高压、超高温与断裂带特点,综合工区钻井液漏失情况、储层物性特征、矿物组成和裂缝发育情况,结合流体敏感性、应力敏感性与储层润湿性评价,揭示了深层断溶体油气藏储层损害机理。钻井液漏失是深层断溶体油气藏最重要的储层损害方式,岩体结构破碎、储层非均质性强、走滑断层裂缝缝面光滑及高温长井段循环进一步加大了储层保护的难度;通过采用控压钻井技术,结合抗高温高酸溶屏蔽暂堵技术与抗高温强滞留堵漏技术,可以达到较好的储层保护效果;根据深层断溶体碳酸盐岩油气藏裂缝发育特征,钻进全程加入高强度架桥材料,利用鳞片状岩屑作为填充材料,达到钻井过程防漏与开发过程预防裂缝应力敏感性的效果,实现漏失控制—储层保护—增产增渗的一体化目标。

关键词：深层断溶体储层损害漏失预撑裂缝堵漏

幕式热液作用对川西南部中二叠统碳酸盐岩储集层复合改造效应及地质意义

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石油勘探与开发 2024年第1期51卷 74-87页

作者：冯明友尚俊鑫沈安江文龙王兴志徐亮梁峰刘小洪西南石油大学地球科学与技术学院成都610500 中国石油杭州地质研究院杭州310023 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院成都610041

基于岩石学、地球化学、流体包裹体及同位素定年等研究,就热液对四川盆地西南部中二叠统碳酸盐岩储集层幕式改造进行分析。四川盆地西南部中二叠统栖霞组—茅口组白云岩缝洞中充填多期中—粗晶鞍状白云石及其他热液伴生矿物,主要属印支... 详细信息

基于岩石学、地球化学、流体包裹体及同位素定年等研究,就热液对四川盆地西南部中二叠统碳酸盐岩储集层幕式改造进行分析。四川盆地西南部中二叠统栖霞组—茅口组白云岩缝洞中充填多期中—粗晶鞍状白云石及其他热液伴生矿物,主要属印支期构造挤压及推覆作用下规模性高温、深部富镁卤水沿基底断裂/伴生裂缝等渗滤通道对早期灰岩/白云岩幕式改造的结果。富镁热液作用时间主要为中—晚三叠世,其次为燕山运动中晚期及喜马拉雅期,热液改造导致了硅质及方解石充填。热液白云石化作用受断层、热液性质、流动路径及围岩岩性等因素复合控制,作用效果以物性“平均化”为主,热液对早期厚层块状颗粒灰岩/白云岩以热液白云石化/热液重结晶作用、破碎角砾化及缝洞充填等改造作用为主;对早期薄—中层泥粒灰岩以压裂、顺层白云石化、溶蚀及伴生矿物充填等产生的溶蚀-充填复合改造为主。热液作用下的破裂缝及溶蚀孔/洞为主要储集空间类型,溶蚀孔洞与网状裂缝的有效连通可形成优质白云岩储集层;典型热液白云岩储集层发育于断裂附近1 km范围内,厚30~60 m,部分孔/洞-缝连通体系发育的热液白云岩储集层具备勘探潜力。

关键词：四川盆地二叠系中二叠统栖霞组中二叠统茅口组热液流体热液溶蚀白云岩

川南深层页岩气水平井压裂窜扰主控因素及诱导机制

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中国石油勘探 2024年第3期29卷 146-158页

作者：段贵府牟建业闫骁伦宋毅徐颖洁王南中国石油大学(北京)石油工程学院中国石油勘探开发研究院北京市100083 中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司中国石油西南油气田公司页岩气研究院

基于四川盆地南部(即川南)地区深层页岩气的开发实践,以负面冲击为主的井间压裂窜扰严重影响了开发的效率和效益,对深层页岩气的长效开发提出了较大的挑战。为了预防深层页岩气水平井压裂窜扰问题,以四川盆地南部泸州区块为例,通过储层... 详细信息

基于四川盆地南部(即川南)地区深层页岩气的开发实践,以负面冲击为主的井间压裂窜扰严重影响了开发的效率和效益,对深层页岩气的长效开发提出了较大的挑战。为了预防深层页岩气水平井压裂窜扰问题,以四川盆地南部泸州区块为例,通过储层地应力场反演和天然裂缝识别,明确地应力和天然裂缝的组合特征,及其对水力裂缝扩展的影响。在此基础上,根据已窜扰水平井压裂过程中的微地震监测结果进行对比验证,通过体积缝网形态的展布特征揭示水平井压裂窜扰形成的内在机理。最后,基于UFM模型建立多井复杂裂缝扩展模型,重点分析多簇裂缝的竞争扩展规律,为预防页岩气水平井压裂窜扰提供理论依据。研究结果表明:地层凸起区域具有水平地应力值较小、条状天然裂缝较发育的双重特征,易诱导水力裂缝向该区域扩展,是川南深层页岩气水平井压裂窜扰的关键地质因素;由于多簇裂缝竞争扩展,大尺度条状裂缝对水力裂缝具有明显的诱导和捕获作用,使某簇裂缝或某侧裂缝过度扩展,导致水平井间裂缝沟通、形成窜扰。

关键词：川南地区深层页岩气压裂窜扰天然裂缝地应力裂缝扩展