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活性位点电子密度变化对光催化CO_(2)活化和选择转化的影响

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物理化学学报 2024年第1期40卷 1-2页

作者：曹玥晗郭瑞马敏智黄泽皑周莹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 西南石油大学新能源与材料学院成都610500

光催化二氧化碳(CO_(2))还原制液体燃料和高值化学品技术不仅能充分利用可再生能源太阳光,实现化学储能;更重要的是,此技术以温室气体CO_(2)为原料,因此可以减缓全球温室效应,构造人工碳循环。然而,光催化CO_(2)还原制液体燃料和高值化... 详细信息

光催化二氧化碳(CO_(2))还原制液体燃料和高值化学品技术不仅能充分利用可再生能源太阳光,实现化学储能;更重要的是,此技术以温室气体CO_(2)为原料,因此可以减缓全球温室效应,构造人工碳循环。然而,光催化CO_(2)还原制液体燃料和高值化学品反应过程中面临诸多挑战:(1)CO_(2)分子吸附和活化过程困难;(2)(高附加值)碳产物选择性低;(3)产物生成后易发生其他副反应导致催化剂失活或产物选择性下降。受到以上三个挑战的制约,目前的反应效率较低,难以满足工业化应用。由于光催化CO_(2)向高值化学品的转化过程为质子耦合光生电子参与的还原反应,因此活性位点的电子密度会显著影响以上挑战的解决。然而,光催化CO_(2)还原过程涉及众多基元步骤,每个基元步骤对于活性位点的电子密度要求并不清晰,这导致无法有针对性设计高效的催化剂来促进光催化CO_(2)分子的有效活化及高选择性转化。本文综述了近期活性位点的电子密度变化对于CO_(2)分子吸附和活化过程、碳产物选择性调控和产物脱附及过氧化的影响规律,并总结了调控活性位点上电子密度的方法,旨在对未来设计高效光催化剂提供参考和理论依据。

关键词：光催化二氧化碳还原高附加值化学品电子密度调控活性位点产物选择性

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基于结构稳定剂的支撑剂高效铺置技术

石油勘探与开发 2024年第3期51卷 616-623页

作者：郭建春任山张绍彬刁素卢杨张涛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 成都劳恩普斯科技有限公司成都610000

针对纤维在常规滑溜水中逸出量较高,难以与支撑剂形成纤维-支撑剂簇、作用效果有限等问题,开发出一种结构稳定剂,基于微观结构观察和性能评价室内实验,分析结构稳定剂作用下支撑剂的铺置机理及结构稳定剂对支撑剂铺置规模、裂缝导流能... 详细信息

针对纤维在常规滑溜水中逸出量较高,难以与支撑剂形成纤维-支撑剂簇、作用效果有限等问题,开发出一种结构稳定剂,基于微观结构观察和性能评价室内实验,分析结构稳定剂作用下支撑剂的铺置机理及结构稳定剂对支撑剂铺置规模、裂缝导流能力等的影响。研究表明:结构稳定剂与聚合物、纤维、石英砂之间可形成稳定的纤维-支撑剂团簇,与单纯支撑剂相比,密度降低,体积增大,沉降过程中与液体的接触面积增大,浮力与曳力增加,沉降速度变缓,更易被流体携带进裂缝深处。将纤维及结构稳定剂随支撑剂一起泵入储层可降低纤维逸出率、增加支撑剂在滑溜水中占据的体积,大幅提高支撑剂铺置高度、输送距离及裂缝导流能力,降低支撑剂返排率。实验结果表明,结构稳定剂最佳质量分数为0.3%。致密气、页岩油、页岩气80井次的应用效果证实,结构稳定剂具有较好的适应性,基本能满足该类油气井的提产、降本和防砂需求。

关键词：水力压裂支撑剂结构稳定剂铺置机理导流能力支撑剂返排率

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论羌塘含油气盆地关键地层划分对比问题

海相油气地质 2024年第1期29卷 17-29页

作者：王剑张豪薇张健沈利军张建勇付修根油气藏地质及开发工程国家重点实验室(西南石油大学) 西南石油大学羌塘盆地研究院西南石油大学地球科学与技术学院中国石油杭州地质研究院

羌塘含油气盆地勘探程度相对较低,一些关键地层的时代归属与划分对比尚存较大的争议,这制约了盆地石油地质条件评价与含油气系统分析。基于近年来在羌塘盆地获得的生物地层、年代地层、沉积层序、盆地演化等方面的最新资料,结合前人的... 详细信息

羌塘含油气盆地勘探程度相对较低,一些关键地层的时代归属与划分对比尚存较大的争议,这制约了盆地石油地质条件评价与含油气系统分析。基于近年来在羌塘盆地获得的生物地层、年代地层、沉积层序、盆地演化等方面的最新资料,结合前人的研究基础,重点对制约含油气盆地分析的关键地层时代归属问题开展了综合分析与客观评述。取得的主要认识包括:(1)新的同位素年代学资料证实,羌塘盆地存在前寒武系变质岩结晶基底,古生界基底埋深可达7~15 km,中生界沉积超覆在古生界褶皱系之上;(2)那底岗日组时代归属为晚三叠世,而不是早—中侏罗世;(3)南羌塘古油藏白云岩属于上三叠统,古油藏白云岩很可能“异地无根”,与布曲组为构造断裂接触;(4)南羌塘毕洛错油页岩时代归属为早侏罗世;(5)雀莫错组原定义为中侏罗统,研究证实其时代归属为早—中侏罗世;(6)胜利河—长蛇山油页岩Re-Os同位素定年及生物化石资料证明其为下白垩统海相地层;(7)同位素年代学及野外露头剖面资料证实,康托组与唢呐湖组为同期异相地层。羌塘盆地地层学研究新进展为完善盆地地层划分对比方案,乃至盆地含油气系统分析与盆地资源潜力评价提供了新的依据。

关键词：地层对比年代地层生物地层中—新生界羌塘盆地

四川盆地城口地区下寒武统水井沱组有机质富集控制因素

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沉积学报 2024年第3期42卷 1073-1091页

作者：古恒王剑韦恒叶付修根西南石油大学地球科学与技术学院成都610500 西南石油大学羌塘盆地研究院成都610500 油气藏地质与开发工程国家重点实验室(西南石油大学) 成都610500

【目的】四川盆地下寒武统水井沱组黑色页岩是四川盆地重要的烃源岩和页岩气勘探层位,但目前对该黑色页岩有机质富集机理还存在不同的看法。【方法】通过对川东北城口地区下寒武统水井沱组下部黑色页岩的沉积相与沉积微相分析、环境成... 详细信息

【目的】四川盆地下寒武统水井沱组黑色页岩是四川盆地重要的烃源岩和页岩气勘探层位,但目前对该黑色页岩有机质富集机理还存在不同的看法。【方法】通过对川东北城口地区下寒武统水井沱组下部黑色页岩的沉积相与沉积微相分析、环境成因草莓状黄铁矿形态与粒径变化规律研究,结合黑色页岩总有机碳含量、主量元素、微量元素等地球化学数据分析,重建了四川盆地东北部水井沱组沉积期古地理、古环境演化模式,探讨了有机质富集主控因素与形成机制。【结果】水井沱组黑色页岩可以划分出与深水陆棚—斜坡环境有关的五个沉积微相。生产力指标Ba_(XS)、P/Ti及陆源碎屑输入指标Ti、Al表明,水井沱组黑色页岩沉积环境处于较低的古生产力水平,陆源碎屑输入较稳定且与TOC没有明显相关性。因此,古海洋初级生产力及陆源碎屑输入不是水井沱组黑色页岩有机质富集的主控因素。氧化还原敏感元素指标U/Th、U_(EF)、Mo_(EF)及草莓状黄铁矿研究表明,有机质含量与古水体氧化还原指标呈明显正相关,指示下寒武统水井坨组有机质富集主要受到水体氧化还原条件变化的控制。【结论】基于底水氧化还原条件变化规律、沉积相及沉积充填演化序列等认识,认为寒武纪第二阶—第三阶(529~514 Ma)时期,水井沱组黑色页岩有机质富集受大规模海侵事件导致的底水氧化还原条件波动控制,并提出了有机质富集模式。

关键词：水井沱组下寒武统黑色页岩氧化还原条件有机质富集四川盆地

成本敏感型梯度提升树识别富水致密砂岩流体性质——以鄂尔多斯盆地X气田为例

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地球物理学进展 2024年

作者：雷璨如罗仁泽武娟曾兴杰西南石油大学地球科学与技术学院西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室西南石油大学电气信息学院西南石油大学计算机科学与技术学院

富水致密砂岩储层流体类型识别是致密砂岩气藏评价的重要环节。富水致密砂岩储层因其气水关系复杂，将气水同层误判为气层、水层的情况常有发生。传统的流体识别方法时间成本高，局限性大，识别效果不理想；现有的机器学习方法，因其缺... 详细信息

富水致密砂岩储层流体类型识别是致密砂岩气藏评价的重要环节。富水致密砂岩储层因其气水关系复杂，将气水同层误判为气层、水层的情况常有发生。传统的流体识别方法时间成本高，局限性大，识别效果不理想；现有的机器学习方法，因其缺乏对重叠度高、类别不平衡的样本的区分能力，预测效果受限。因此，本文提出了基于参数构建的成本敏感型梯度提升决策树（CP-SC-GBDT）的富水致密砂岩流体识别方法。该方法首先构建测井复合参数，扩充样本特征；其次优化了梯度提升决策树中样本权重更新的方式，；最后通过麻雀搜索算法进行超参数寻优，得到最佳性能模型。将该方法应用于鄂尔多斯盆地X气田的致密砂岩流体识别，并与常规机器学习方法进行识别效果对比。结果表明，CP-SC-GBDT识别富水致密砂岩流体的准确率达到90.6%，具有较好的识别效果与应用前景。

关键词：富水致密砂岩流体识别机器学习成本敏感型学习梯度提升树

光催化甲烷直接转化制甲醇提高甲烷转化率和甲醇选择性

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化学进展 2024年第6期36卷 867-877页

作者：韩春秋曹玥晗黄川吕伟峰周莹西南石油大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室西南石油大学新能源与材料学院

光催化甲烷（CH4）直接转化制甲醇（CH3OH）为化学储能和高值化学品的合成提供了一种有效途径。然而，由于CH4分子活化困难，且CH3OH较CH4更活泼，更容易发生过氧化反应，导致CH4的转化率较低，CH3OH的选择性也较低。因此，选择性光催化... 详细信息

光催化甲烷（CH4）直接转化制甲醇（CH3OH）为化学储能和高值化学品的合成提供了一种有效途径。然而，由于CH4分子活化困难，且CH3OH较CH4更活泼，更容易发生过氧化反应，导致CH4的转化率较低，CH3OH的选择性也较低。因此，选择性光催化CH4直接转化制CH3OH仍面临巨大挑战。本文综述了近年来在光催化CH4直接转化制CH3OH研究中提高CH4转化率和CH3OH选择性的研究思路，以及相应的催化剂设计策略。在提高CH4转化率方面，主要是通过改善活性氧自由基活化或催化活化路径有效活化CH4。在提高CH3OH选择性方面，主要为抑制CH3OH的过氧化或实现CH3OH再生。为了提高CH4的转化率和CH3OH的选择性，催化设计策略主要为负载助催化剂、调控催化材料的尺寸和构造氧空位等。最后，本综述对光催化CH4直接转化制CH3OH的未来研究方向提出了展望。

关键词：光催化甲烷转化甲醇促进C—H键活化抑制甲醇过氧化

中上扬子区上二叠统大隆组硅质岩沉积终结年龄

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沉积学报 2024年

作者：韦恒叶张淦张璇胡谍龚嘉欣西南石油大学地球科学与技术学院西南石油大学羌塘盆地研究院西南石油大学油气藏地质与开发工程国家重点实验室

【目的】晚二叠世扬子板块北缘台地内部盆地广旺海槽、开江—梁平海槽与鄂西海槽发育大隆组富有机质的黑色硅质岩沉积，是四川盆地二叠系页岩气勘探的目标层位。这套硅质岩开始沉积于258.77 Ma，其形成与峨眉山地幔柱活动有关，但硅质... 详细信息

【目的】晚二叠世扬子板块北缘台地内部盆地广旺海槽、开江—梁平海槽与鄂西海槽发育大隆组富有机质的黑色硅质岩沉积，是四川盆地二叠系页岩气勘探的目标层位。这套硅质岩开始沉积于258.77 Ma，其形成与峨眉山地幔柱活动有关，但硅质岩沉积结束的具体年龄以及这些海槽消亡的原因尚未清楚。开展相应的研究有助于深入了解扬子北缘这些深水海槽的演化与发展，为二叠系页岩气勘探潜力评价提供理论依据。【方法】采集位于广旺海槽的旺苍燕儿洞剖面上二叠统大隆组硅质岩上部火山灰夹层样品，开展锆石激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪（LA-ICP-MS）分析，测定锆石U-Pb年龄以及微量元素。【结果】锆石为自形棱角状，发育生长环带，Th/U ≥ 0.46，球粒陨石标准化的稀土配分曲线展示重稀土富集、轻稀土亏损、Ce正异常、Eu负异常的左倾特征；锆石铀铅年龄为（253.0 ± 1.3）Ma；锆石微量元素Th/Nb与Hf/Th交会图以及Th/U与Nb/Hf交会图指示岛弧造山构造背景。【结论】华南大隆组硅质岩沉积终结于晚二叠世长兴中期（253.0 ± 1.3）Ma，该期火山喷发与板内造山的峨眉山地幔柱活动无关，其形成是扬子板块周围岛弧火山作用，后者可能与扬子北缘多个海槽在二叠末期萎缩消失密切相关。

关键词： U-Pb定年岛弧火山大隆组晚二叠世四川盆地海槽消亡

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复合磨损套管爆裂失效机理及剩余强度预测

天然气工业 2024年第3期44卷 172-183页

作者：邓宽海张明彭阳周念涛姚明远林元华油气藏地质及开发工程全国重点实验室·西南石油大学中国石油石油管工程重点实验室·西南石油大学

超深井、水平井、大位移井等复杂油气井服役工况异常恶劣,套管复合磨损严重,将对井筒完整性构成巨大威胁,且磨损套管剩余强度难以精准预测。为此,基于塔里木盆地塔中北坡顺南区块501井套管磨损数据及P110管材应力—应变本构关系,建立了... 详细信息

超深井、水平井、大位移井等复杂油气井服役工况异常恶劣,套管复合磨损严重,将对井筒完整性构成巨大威胁,且磨损套管剩余强度难以精准预测。为此,基于塔里木盆地塔中北坡顺南区块501井套管磨损数据及P110管材应力—应变本构关系,建立了充分考虑钻杆本体和接头联合造成的磨损模式、夹角、磨损重叠深度及磨损深度的复合磨损套管有限元力学模型,并开展了多种复合磨损模式下套管弹塑性变形、屈服、裂纹萌生、扩展及爆裂行为模拟,得到了不同复合磨损套管应力分布、剩余抗内压屈服强度及爆裂强度。研究结果表明:(1)月牙夹角在0°~90°时,应力干涉削弱应力集中,月牙夹角在90°~180°时,应力干涉增强应力集中,这种交互作用机制导致磨损套管剩余强度随着月牙夹角增加而先增加后降低;(2)裂纹萌生并起始于等效应力最大的位置即磨损月牙中心,并垂直于最大环向应力沿径向从套管内壁向外壁扩展,且裂纹一旦萌生,裂纹将迅速扩展并发生爆裂失效;(3)灰色关联度分析确定了复合磨损套管剩余强度对磨损深度、月牙夹角、复合磨损形式、月牙重叠深度的敏感性,分析结果表明磨损深度是决定套管剩余强度的主控因素。结论认为,该认识为套管强度设计与优化提供了技术参考,并对准确预测复合磨损套管剩余强度和确保井筒安全及完整性具有重要意义。

关键词：油气井复合磨损套管失效机理应力干涉应力集中应力交互剩余强度

川西中坝致密砂岩气储层微观孔隙结构特征及分类评价

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特种油气藏 2024年

作者：刘林刘向君桑琴熊健李玮梁利喜西南石油大学地球科学与技术学院西南石油大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室

川西中坝地区致密砂岩储层经历复杂的沉积作用和成岩演化，导致其储层物性差、孔隙结构复杂且非均质性强，给储层有效性评价和“甜点”预测带来困难。针对这一问题，以中坝地区须家河组致密砂岩储层为例，基于气测孔渗、铸体薄片、高压... 详细信息

川西中坝地区致密砂岩储层经历复杂的沉积作用和成岩演化，导致其储层物性差、孔隙结构复杂且非均质性强，给储层有效性评价和“甜点”预测带来困难。针对这一问题，以中坝地区须家河组致密砂岩储层为例，基于气测孔渗、铸体薄片、高压压汞及扫描电镜等岩石物理实验，系统评价了储层微观孔隙结构特征，并结合流动单元理论及BP神经网络技术进行储层分类测井评价，明确优质储层发育及分布特征。结果表明：研究区目的储层物性差，储集空间主要为次生粒间孔和溶蚀孔，喉道类型以点状和缩颈状为主，孔径主要为纳米—亚微米级；基于流动单元对储层进行分类，将储层分为 4类（Ⅰ—Ⅳ）。流动单元指数（FZI）可有效表征储层孔隙结构及渗流特征，研究区须二段主要发育Ⅱ、Ⅲ类储层，气藏中部ZB9-65-46井区域Ⅰ类储层发育；中坝主体构造储层厚度大，以Ⅱ类储层为主，老坪坝和构造鞍部发育储层多为薄层，以Ⅲ类储层为主；有效储层纵向上主要发育在须二段上部，其厚度占储层总厚度的73.60%。研究结果可为同类型致密砂岩气藏的储层评价及高效开发提供科学依据。

关键词：致密砂岩孔隙结构流动单元储层评价须家河组