检索结果-南通市图书馆

基于Transformer和自适应特征融合的矿井低照度图像亮度提升和细节增强方法

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煤炭科学技术 2024年第1期52卷 297-310页

作者：田子建吴佳奇张文琪陈伟周涛杨伟王帅中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 国家矿山安全监察局内蒙古局内蒙古呼和浩特010010

高质量矿井影像为矿山安全生产提供保障,也有利于提高后续图像分析技术的性能。矿井影像受低照度环境的影响,易出现亮度低,照度不均,颜色失真,细节信息丢失严重等问题。针对上述问题,提出一种基于Transformer和自适应特征融合的矿井低... 详细信息

高质量矿井影像为矿山安全生产提供保障,也有利于提高后续图像分析技术的性能。矿井影像受低照度环境的影响,易出现亮度低,照度不均,颜色失真,细节信息丢失严重等问题。针对上述问题,提出一种基于Transformer和自适应特征融合的矿井低照度图像亮度提升和细节增强方法。基于生成对抗思想搭建生成对抗式主体模型框架,使用目标图像域而非单一参考图像驱动判别器监督生成器的训练,实现对低照度图像的充分增强;基于特征表示学习理论搭建特征编码器,将图像解耦为亮度分量和反射分量,避免图像增强过程中亮度与颜色特征相互影响从而导致颜色失真问题;设计CEM-Transformer Encoder通过捕获全局上下文关系和提取局部区域特征,能够充分提升整体图像亮度并消除局部区域照度不均;在反射分量增强过程中,使用结合CEM-Cross-Transformer Encoder的跳跃连接将低级特征与深层网络处特征进行自适应融合,能够有效避免细节特征丢失,并在编码网络中添加ECA-Net,提高浅层网络的特征提取效率。制作矿井低照度图像数据集为矿井低照度图像增强任务提供数据资源。试验显示,在矿井低照度图像数据集和公共数据集中,与5种先进的低照度图像增强算法相比,该算法增强图像的质量指标PSNR、SSIM、VIF平均提高了16.564%,10.998%,16.226%和14.438%,10.888%,14.948%,证明该算法能够有效提升整体图像亮度,消除照度不均,避免颜色失真和细节丢失,实现矿井低照度图像增强。

关键词：图像增强图像识别生成对抗网络特征解耦 Transformer

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二氧化碳捕集、利用与封存示范工程进展

低碳化学与化工 2024年

作者：向国育申长俊陆诗建刘玲康国俊中石化江汉石油工程设计有限公司中国矿业大学碳中和研究院中国矿业大学化工学院

二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）技术被普遍认为是一种能够有效减少二氧化碳排放的技术。CCUS示范工程是发展我国去碳化产业的关键，对我国实现双碳目标具有重要意义。阐述了CCUS示范工程的关键技术环节，并总结了各关键技术环节的示... 详细信息

二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）技术被普遍认为是一种能够有效减少二氧化碳排放的技术。CCUS示范工程是发展我国去碳化产业的关键，对我国实现双碳目标具有重要意义。阐述了CCUS示范工程的关键技术环节，并总结了各关键技术环节的示范项目的规模及其分布情况。分析了目前国内外CCUS示范项目存在的问题，并为推动CCUS技术的进一步发展提出了建议。

关键词： CCUS技术 CCUS示范工程碳达峰碳中和

跨煤岩界面穿层压裂裂缝动态扩展特征试验研究

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岩土力学 2024年第3期45卷 737-749页

作者：李浩哲姜在炳范宗洋庞涛刘修刚煤炭科学研究总院北京100013 中煤科工西安研究院(集团)有限公司陕西西安710077 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083

针对跨煤岩界面穿层压裂裂缝动态扩展过程,采用相似材料制作煤岩组合体试件,开展三点弯曲试验、真三轴水力压裂物理模拟试验,分别结合数字散斑技术、声发射监测技术,捕捉裂缝的动态扩展特征,分析裂缝扩展形态及影响因素。结果表明:三点... 详细信息

针对跨煤岩界面穿层压裂裂缝动态扩展过程,采用相似材料制作煤岩组合体试件,开展三点弯曲试验、真三轴水力压裂物理模拟试验,分别结合数字散斑技术、声发射监测技术,捕捉裂缝的动态扩展特征,分析裂缝扩展形态及影响因素。结果表明:三点弯曲试验中裂缝可从顶板直接进入煤层,裂缝在界面处未转向,增大预制裂缝长度试件断裂所需的峰值应力降低;真三轴水力压裂试验条件下,由于煤层塑性强,顶板内裂缝高度、长度均大于煤层,顶板内声发射事件比例高于煤层;在裂缝穿层扩展的前提下,增大水平井与煤层顶面距离会导致裂缝穿层扩展时间延长,提高压裂液注入排量可增大裂缝进入煤层的穿透深度,但是易导致缝高失控、缝长降低,提出采用变排量压裂施工,初期压裂液大排量注入促使裂缝纵向穿层,随后降排量促进裂缝在顶板和煤层内横向延伸;多裂缝同步起裂时缝间存在竞争扩展现象,部分裂缝可能无法穿层扩展。研究成果可为掌握裂缝跨煤岩界面穿层扩展特点、优化设计压裂施工参数提供理论支撑。

关键词：煤岩界面穿层压裂动态扩展数字散斑声发射

页岩储层甲烷原位燃爆压裂理论与技术研究进展

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中国矿业大学学报 2024年第3期53卷 435-455页

作者：翟成曲占庆邓守春孙伟福罗宁王宇刘厅郭天魁吴飞鹏刘静宋正昶陈尚斌杨威蔡承政中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心江苏徐州221116 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛2266580 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京京100081 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学低碳能源与动力工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116

页岩气通常以吸附和游离状态赋存于暗色泥页岩、高碳泥页岩等产气岩中,是一种清洁、高效的能源资源.相比于常规天然气藏,页岩气储层普遍具有低孔隙度、低渗透率的特点,压裂改造提高页岩气采收率是“十四五”期间我国能源开发的重点攻关... 详细信息

页岩气通常以吸附和游离状态赋存于暗色泥页岩、高碳泥页岩等产气岩中,是一种清洁、高效的能源资源.相比于常规天然气藏,页岩气储层普遍具有低孔隙度、低渗透率的特点,压裂改造提高页岩气采收率是“十四五”期间我国能源开发的重点攻关方向.本文创新性提出了一种页岩储层甲烷原位燃爆压裂的技术构想,该技术利用页岩气储层原位解吸产生的甲烷气体与注入的助燃剂协同燃爆,产生高温高压气体冲击压裂页岩储层,创造立体裂缝网络,为页岩气提供高效运移通道.论文全面分析了甲烷原位燃爆压裂的技术构想、可行性以及关键科学问题,包括甲烷-助燃剂协同起爆机制及燃爆压力波传播特性、甲烷燃爆对井筒介质的瞬态冲击动力学响应特征与控制机制、多级燃爆压裂立体缝网逐级构建及效果评价技术等3个关键研究内容,基本涵盖了当前甲烷原位燃爆压裂理论与技术研究的最新进展.研究认为,燃爆冲击载荷作用对页岩复杂缝网的形成和扩展具有显著促进作用,甲烷燃爆压裂不需要消耗大量的压裂液,也不涉及火工品的地上运输和混合等过程,安全、经济和环保优势非常明显,是一项前瞻性、变革性技术,有助于实现我国页岩气开采技术的创新突破.

关键词：深部页岩储层甲烷原位燃爆燃爆压裂理论燃爆压裂技术

化学组分和温度对水化硅铝酸钙凝胶结构及力学性能影响的分子动力学

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中国石油大学学报(自然科学版) 2024年

作者：刘慧婷李妍于永金张弛夏修建张佳滢张汉其杜涛中国石油集团工程技术研究院有限公司中国石油大学(北京)石油工程学院中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院中国矿业大学力学与土木工程学院

通过分子动力学方法研究化学组分和温度对水化硅铝酸钙（C-A-S-H）凝胶结构和力学性能的影响规律，结合强度试验为超高温固井水泥砂铝配比提供试验指导。构建C-A-S-H凝胶模型，研究温度、Ca/Si、Al/Si对硅氧四面体结构Qn分布、平均链长... 详细信息

通过分子动力学方法研究化学组分和温度对水化硅铝酸钙（C-A-S-H）凝胶结构和力学性能的影响规律，结合强度试验为超高温固井水泥砂铝配比提供试验指导。构建C-A-S-H凝胶模型，研究温度、Ca/Si、Al/Si对硅氧四面体结构Qn分布、平均链长的影响规律。通过C-A-S-H凝胶断裂过程的应力应变关系，结合Al、Si原子平均受力特征，揭示富铝相C-A-S-H的增强机制。结果表明：Al的加入能够有效填补硅氧链桥位缺陷，增加平均链长，增强桥联层间硅氧结构，促进形成聚合度更高的硅氧四面体，进而提升强度；超高温220-260 ℃时，Ca/Si/Al=0.9: 1: 0.15-0.2，对应加砂55%、铝质材料7%-10%BWOC，可满足固井水泥强度要求。

关键词：超高温硅铝酸钙凝胶固井水泥设计力学性能分子动力学

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深部煤炭地下气化制氢先进能效分析

煤炭学报 2024年第2期49卷 1138-1147页

作者：刘淑琴刘欢郭巍纪雨彤中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)内蒙古研究院内蒙古鄂尔多斯017010 西安石油大学化学化工学院陕西西安710065 太原学院材料与化学工程系山西太原030032

深部煤炭地下气化制氢不仅可以利用我国丰富的深部煤炭资源,将传统采煤方法难以开采或开采不经济的深部煤层转化为氢气,而且有望成为一种理想的煤基低成本制氢路线。基于位于加拿大天鹅山的世界上唯一千米级深部煤炭地下气化试验数据,结... 详细信息

深部煤炭地下气化制氢不仅可以利用我国丰富的深部煤炭资源,将传统采煤方法难以开采或开采不经济的深部煤层转化为氢气,而且有望成为一种理想的煤基低成本制氢路线。基于位于加拿大天鹅山的世界上唯一千米级深部煤炭地下气化试验数据,结合Aspen Plus过程模拟,以先进[火用]为先进能效指标,对深部煤炭地下气化制氢能量利用情况进行分析。与商业化的Lurgi地面煤气化制氢路线作对比,以产出单位质量氢气的积累[火用]消耗为指标,比较了2种制氢路线的能量消耗水平。结果表明,在氢气生产能力为12亿Nm^(3)/a情形下,深部煤炭地下气化制氢从原料到产品的总[火用]损失为451.79 MW。先进[火用]分析可以有效量化气化过程可以避免的[火用]损失,其中39.9%为不可避免[火用]损失。甲烷重整单元的内部可避免[火用]损E_(dest,k)^(AV,EN)和外部可避免[火用]损E_(dest,k)^(AV,EX)分别为96.63和81.58 MW,具有最大能效提升空间,如能利用转化气、烟道气的热量副产蒸汽,可将其内部可避免[火用]损失减少38.5%。地下气化单元的E_(dest,k)^(AV,EN)和E_(dest,k)^(AV,EX)分别为4.38和62.73 MW,表明降低其[火用]损失的重点应放在提高其他单元的能量效率,从而降低外部可避免[火用]损。其余单元改进空间均比较小可不予考虑。以积累[火用]消耗量为标准衡量能量消耗水平时,产出1 kg氢气,深部煤炭地下气化制氢的积累[火用]消耗为376.1 MJ,仅为Lurgi地面煤气化制氢的83.6%,表明深部煤炭地下气化制氢能够显著降低能量消耗水平。敏感性分析显示,2者积累[火用]消耗的差距随着生产规模的扩大而增加。研究结果可为深部煤炭地下气化制氢的过程优化及技术可行性定量化提供科学依据。

关键词：煤炭地下气化 Lurgi气化氢气生产先进[火用]分析积累[火用]消耗

非金属管道在油气田中的应用及完整性管理技术研究进展

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中国安全生产科学技术 2024年第9期20卷 54-72页

作者：曲虎王永虎陆诗建刘静杨佳朋中国石油工程建设有限公司华北分公司河北任丘062552 中国矿业大学江苏徐州221116

为研究非金属管道在油气田中的应用情况及完整性管理技术进展,解决非金属管道由于种类繁多、功能特性和材料结构各异而引起的选型困难、标准执行不统一、埋地管道探测、无损检测和管道失效预测等方法选用不适合的问题,通过查阅文献、技... 详细信息

为研究非金属管道在油气田中的应用情况及完整性管理技术进展,解决非金属管道由于种类繁多、功能特性和材料结构各异而引起的选型困难、标准执行不统一、埋地管道探测、无损检测和管道失效预测等方法选用不适合的问题,通过查阅文献、技术交流、实地调研和数据整合等方法,总结油气田建设常用非金属管道的分类、结构和功能特点、应用条件和范围、执行的标准体系,以及埋地非金属管道探测、无损检测、管道失效分析及预测的技术和方法,针对非金属管道数据采集、风险评价、寿命预测方法等完整性管理关键技术方面提出相关对策,并对非金属管道的发展提出相关建议。研究结果可为非金属管道在油气田领域的进一步推广应用提供有效支撑。

关键词：非金属管道油气田完整性管理管道探测无损检测失效预测

致密砂岩气水两相流固耦合裂缝动态闭合分析半解析模型

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天然气地球科学 2024年第7期35卷 1289-1303页

作者：杜旭林苏彦春房茂军马明白玉湖程林松中海油研究总院有限责任公司非常规研究院北京100028 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 宾夕法尼亚州立大学能源与矿业工程系美国宾夕法尼亚州16802

在致密砂岩气井压裂液返排和早期生产阶段,由于支撑剂回流和储层压降易于造成裂缝不同程度的闭合,从而导致产能的部分损失。为了分析这一关键问题,提出了用于预测压裂液返排和致密气藏早期开发产能的渗流—地质力学方程组完全耦合的半... 详细信息

在致密砂岩气井压裂液返排和早期生产阶段,由于支撑剂回流和储层压降易于造成裂缝不同程度的闭合,从而导致产能的部分损失。为了分析这一关键问题,提出了用于预测压裂液返排和致密气藏早期开发产能的渗流—地质力学方程组完全耦合的半解析数学模型及求解方法,该方法可用于捕捉裂缝的动态行为并获取相关重要参数,以优化致密气开发策略。其中,结合致密气井普遍产水的矿场实际,建立了裂缝系统气水两相渗流方程组;根据裂缝表面不同受力关系,分别建立了人工裂缝与天然裂缝的力学方程,采用了裂缝开度与作用于裂缝壁面的接触应力间的非线性关系描述裂缝闭合;以迭代耦合方式求解渗流—地质力学耦合系统,采用了有限差分法对裂缝内流动求取数值解,获取裂缝的传导率初始分布,通过位移不连续法计算裂缝开度变化,并在渗流方程组中更新迭代以得到气水两相的流体压力与饱和度分布。将该模型与经典解析解及商业模拟软件的计算结果进行对比,验证了解的准确性。将其应用于鄂尔多斯盆地东缘某致密气田的实例井分析,研究表明:在返排及开发早期阶段,裂缝开度随着缝内压力降低而逐渐减小,在井筒射孔点、裂缝相交处、裂缝尖端更容易趋于闭合;由于裂缝成因不同,人工裂缝与天然裂缝有着不同的闭合机制,受支撑剂作用的影响,人工裂缝闭合程度要明显小于天然裂缝;通过拟合实测生产历史数据,能有效评估裂缝的关键参数。该研究对于综合利用早期生产数据准确预测气井产能及控压生产理念的提出具有重要的理论和现实意义。

关键词：致密气藏返排气水两相渗流—地质力学耦合裂缝闭合位移不连续法半解析模型

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双碳背景下油田清洁能源利用工艺可行性探讨

低碳化学与化工 2024年第4期49卷 79-89页

作者：曲虎陆诗建杨佳朋宋义伟刘静中国石油工程建设有限公司华北分公司河北任丘062552 中国矿业大学碳中和研究院江苏徐州221116

油田企业是能源行业的用能大户,采用清洁能源替代油田消耗的化石能源,降低油田碳排放,可有效助力我国双碳目标实现。根据油田用能结构特点和资源条件,以不同类型项目为实例,分析了高温采出液利用、热泵工艺、液化天然气(LNG)工艺、太阳... 详细信息

油田企业是能源行业的用能大户,采用清洁能源替代油田消耗的化石能源,降低油田碳排放,可有效助力我国双碳目标实现。根据油田用能结构特点和资源条件,以不同类型项目为实例,分析了高温采出液利用、热泵工艺、液化天然气(LNG)工艺、太阳能利用和风力发电等油田清洁替代工艺的应用条件、投资、运行费用和碳排放情况。结果表明,在相同的能耗下,水源热泵工艺单位综合造价为0.17×10^(4) CNY/kW、LNG工艺为0.40×10^(4) CNY/kW,二者相较于其他工艺投资低。风力发电和光伏发电不产生碳排放,太阳能光热、光伏发电和风力发电运行费用为0.018×10^(4)~0.040×10^(4) CNY/(kW·a),碳排放强度为0~0.45 t(/kW·a),这3种工艺相较于其他工艺运行费用和碳排放强度低。在高温采出液、油田伴生气和电力等条件均具备的条件下,应优先采用费用现值最低的高温采出液利用和水源热泵工艺,分别为1.20×10^(4) CNY/kW和1.29×10^(4) CNY/kW。在高温采出液和油田伴生气等条件不具备的条件下,优先采用LNG工艺和大型风机发电。与小型风机相比,大型风机发电经济效益更加明显,光伏发电经济效益介于大型风机和小型风机之间。在零碳油田建设中,应优先采用高温采出液利用和水源热泵工艺提供热力,采用大型风机或者光伏提供电力。

关键词：双碳目标清洁能源高温采出液热泵太阳能