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氢能迎来快速发展战略机遇期

中国石油企业 2024年第2期 12-15,M0004页

作者：彭苏萍陈瑜(译) 中国工程院中国矿业大学不详

众所周知,气候变化是当今世界最严重的问题之一,也是人类未来生存和发展面临的最大威胁之一。在“双碳”目标下,绿色低碳化发展道路是企业实现高质量发展的必经之路。

关键词：战略机遇期气候变化人类未来绿色低碳化高质量发展必经之路生存和发展

FISTA框架下基于构造导向空变中值滤波的含异常噪声地震数据重建

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地球物理学报 2024年第7期67卷 2785-2801页

作者：张元鹏周辉张强方金伟中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 国家现代地质勘查工程技术研究中心河北廊坊065000 中国石油大学(北京) 北京102249 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室中国矿业大学江苏徐州221116

受实际环境、采集成本等因素的制约,野外观测的地震数据经常出现不规则缺失的现象.为了给后续地震资料处理和成像提供完整的数据,势必要对缺失地震道进行插值重建.基于稀疏变换的插值方法被广泛用于地震数据重建,但传统的基于稀疏变换... 详细信息

受实际环境、采集成本等因素的制约,野外观测的地震数据经常出现不规则缺失的现象.为了给后续地震资料处理和成像提供完整的数据,势必要对缺失地震道进行插值重建.基于稀疏变换的插值方法被广泛用于地震数据重建,但传统的基于稀疏变换的插值方法对异常噪声非常敏感,当采集数据中存在异常噪声时会严重影响该方法的重建精度.为了克服这一问题,本文在快速迭代阈值收缩算法(FISTA)框架中引入构造导向中值滤波技术,提出了一种能同时压制异常噪声并对缺失地震道进行高精度重建的插值方法.该方法在FISTA的每次迭代中都对地震信号沿其局部倾角方向进行中值滤波以衰减异常噪声并最大限度地保护有效信号不被损害.得益于此,新方法可对含异常噪声的欠采样地震数据进行高精度重建.模型和实际数据测试均表明,当采集数据存在异常噪声时,新方法在插值精度和稳定性方面均优于传统稀疏促进插值方法.

关键词：地震数据重建稀疏促进快速迭代阈值收缩构造导向中值滤波异常噪声

准噶尔盆地东部中二叠统芦草沟组烃源岩生烃潜力评价

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天然气地球科学 2024年第5期35卷 823-837页

作者：龚德瑜苗一豪陈旋苟红光林潼李涤杨润泽韩琰中国石油勘探开发研究院北京100083 中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国石油吐哈油田公司勘探开发研究院新疆哈密839009 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

中二叠统芦草沟组是准噶尔盆地东部最重要的烃源岩层系,前期研究已证实其在吉木萨尔凹陷具备极好的生烃潜力,但在东部其他地区是否具备规模生烃潜力尚待深入研究。基于总有机碳和热解、有机岩石学、生烃模拟实验、盆地模拟、井—震联合... 详细信息

中二叠统芦草沟组是准噶尔盆地东部最重要的烃源岩层系,前期研究已证实其在吉木萨尔凹陷具备极好的生烃潜力,但在东部其他地区是否具备规模生烃潜力尚待深入研究。基于总有机碳和热解、有机岩石学、生烃模拟实验、盆地模拟、井—震联合解释等方法,系统比较了吉木萨尔凹陷和盆地东部其他地区芦草沟组烃源岩的生烃潜力,探讨了优质烃源岩的发育环境,刻画了规模有效烃源灶的分布。研究结果表明:准噶尔盆地东部芦草沟组烃源岩为一套以I—II型干酪根为主的倾油型烃源岩,总体为好—极好烃源岩。除继承性凸起区外,该区芦草沟组烃源岩在侏罗纪陆续进入生烃门限,在白垩纪普遍进入主生油窗,现今进入主生油窗的面积达1.1×10^(4) km^(2)。吉木萨尔凹陷与盆地东部其他地区芦草沟组烃源岩具有相似的生物标志物特征,表现为较低的姥植比和Pr/n-C_(17)、Tm/C_(30)藿烷、C_(19)/C_(21)三环萜烷和C_(24)四环萜烷/C_(26)三环萜烷值以及较高的β-胡萝卜烷丰度、伽马蜡烷丰度和Ts/Tm值,反映其沉积于还原性较强的咸水湖相环境,母质来源以藻类和细菌等低等生物为主。研究区芦草沟组烃源岩生油强度整体>3×10^(6) t/km^(2),在博格达山前、吉木萨尔凹陷、东道海子凹陷、五彩湾凹陷和沙帐断褶带发育多个生油强度>5×10^(6) t/km^(2)的生油中心,总面积约为12 500 km^(2),具备形成大中型油田的资源潜力。研究结果进一步夯实了准噶尔盆地东部地区油气资源基础,为寻找盆地油气勘探战略接替领域提供了有益的借鉴。

关键词：准噶尔盆地东部芦草沟组生烃潜力生物标志物烃源灶

中深层煤炭地下气化的气化腔安全宽度计算方法

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煤炭科学技术 2024年第2期52卷 183-193页

作者：东振任博陈艳鹏赵宇峰陈浩陈姗姗薛俊杰张梦媛易海洋吴瀚琦中国石油勘探开发研究院北京100083 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 华北科技学院建筑工程学院河北廊坊065201 中国石油天然气股份有限公司储气库分公司北京100101

煤炭地下气化是目前温度最高(超过1200℃)的化石能源非常规开发方式,中深层(本文指埋深800~1500 m)煤炭地下气化在提高气化压力、降低地质安全风险方面优势明显,科学预测气化腔安全宽度对保障气化稳定运行十分重要,由于目前基于可控注... 详细信息

煤炭地下气化是目前温度最高(超过1200℃)的化石能源非常规开发方式,中深层(本文指埋深800~1500 m)煤炭地下气化在提高气化压力、降低地质安全风险方面优势明显,科学预测气化腔安全宽度对保障气化稳定运行十分重要,由于目前基于可控注入点后退(CRIP)工艺的气化腔安全宽度计算方法尚未建立,为保证现场试验顺利实施,需要开展针对性研究。气化腔顶板“裸露”在气化腔后会受到高温影响,通过数值模拟方法研究了压应力约束条件下岩石内部热应力产生位置以及颗粒、基质热膨胀系数差异对热应力大小的影响规律,结合高温处理后的岩石电镜扫描结果,查明了高温下岩石热损伤机理。根据CRIP气化工艺造腔特点,建立了考虑高温影响的气化腔顶板薄板模型,结合“关键层”理论提出了气化腔安全宽度计算方法。研究表明:岩石热损伤是岩石物理化学反应与热应力互相促进、共同作用的结果,高温下岩石发生不规则变形,岩石热损伤引起的微观结构变化是导致岩石力学性质、物理性质变化的根本原因。岩石的最大拉张热应力出现在颗粒界面或热膨胀系数较小的颗粒中,颗粒与基质热膨胀系数比值在[0.01~1)时,最大拉张热应力随颗粒热膨胀系数减小而快速增加。泥岩加热到200℃时开始出现微裂隙;加热到400℃时裂隙发育更加明显,主要是沿颗粒边缘破裂;加热到600~800℃时,裂隙数量增多、尺寸变大;加热到1000℃时,除出现较大裂隙外,还产生了大量孔隙;1200℃时裂隙连通性明显增加,气孔发育较大。由于高温的影响,薄板模型的步距准数不再是定值,需要根据气化腔顶板热破坏范围与顶板硬岩层的空间位置关系确定具体数值。气化腔安全宽度受温度影响,在研究算例中,砂岩顶板在35、1000℃时安全宽度计算结果分别为34.3 m和14.1 m,相差达58.9%,泥岩顶板在35、1000℃时安全宽度计算结果分别为16.7 m和15.9 m,相差4.8%。最后从降低顶板垮落风险、有利于气化控制角度,提出了煤层纵向靶区位置的确定方法,当煤层厚度超过气化腔安全宽度一半时,建议将水平井纵向靶区设计在距离煤顶不超过气化腔安全宽度一半的位置。

关键词：煤炭地下气化可控注入点后退工艺气化腔热应力热损伤薄板模型步距准数安全宽度

基于MRAU视频分割模型的矿井涌（突）水风险识别方法

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煤炭科学技术 2024年

作者：武强张帅杜沅泽徐华赵颖旺中国矿业大学(北京)内蒙古研究院中国矿业大学(北京)国家煤矿水害防治工程技术研究中心矿山水防治与资源化利用国家矿山安全监察局重点实验室北京石油化工学院信息学院

矿井涌（突）水视频识别是智能化矿井建设的关键之一，通过识别涌（突）水从无到有、从小到大的动态演变过程，有助于防止水量超出矿井排水能力并演变为水害。为此，本文提出了一种基于多通道残差注意力机制的U2Net视频分割模型(video s... 详细信息

矿井涌（突）水视频识别是智能化矿井建设的关键之一，通过识别涌（突）水从无到有、从小到大的动态演变过程，有助于防止水量超出矿井排水能力并演变为水害。为此，本文提出了一种基于多通道残差注意力机制的U2Net视频分割模型(video segmentation model based on Multi-channel Residual Attention mechanism and U2Net，MRAU)，旨在识别涌（突）水的演变过程。首先，基于卷积注意力模块（Convolutional Block Attention Module，CBAM）改进U2Net网络模型，以提高特征提取效果。接着，通过多通道残差预处理的方法，将水流动态特征与静态背景进行区分，并将处理结果作为注意力机制输入模型，从而强化水流特征的学习。此外，使用中间帧掩码作为标签进行多帧融合学习，进一步提升网络对水流动态特征的识别能力。最终，通过学习不同场景下的水流特征，实现对未知场景中涌（突）水动态演变的有效识别。通过与Deeplab、LRASPP、FCN、U2Net网络模型的对比实验，选用Dice和IoU作为评价指标。实验结果表明，MRAU模型的Dice和IoU分别达到92.88%和87.51%，相比U2Net基础网络，识别结果分别提高了4.71%和7.41%。在未知的涌（突）水场景中测试时，MRAU的Dice和IoU得分分别达到了86.75%和80.23%。与其他模型相比，MRAU的识别精度最高，表明该模型在不同场景下对水流特征具有更强的泛化能力。此外，MRAU能够精准监测涌（突）水流量从小到大的演变过程。最后，通过在井下环境中模拟突水场景，进一步验证MRAU模型在实际生产中的实用性，为矿井水害监测提供了有效的技术手段。

关键词：矿井涌(突)水视频分割 MRAU 多通道残差预处理注意力机制 U Net

基于正交切削理论的PDC钻头切削齿动态破岩温度分布

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中国矿业 2024年第4期33卷 171-181页

作者：李波何志波梁春平张古森林伟西南石油大学机电工程学院四川成都610500 中国石油集团西部钻探工程有限公司玉门钻井分公司甘肃酒泉735000 中石化中原石油工程有限公司管具公司河南濮阳457300

在油气钻探过程中,PDC钻头的动态破岩行为表现出高度的非线性特性,这一过程涉及复杂的位移场与温度场的耦合问题。在切削过程中,由摩擦产生的热量在切削齿上积聚,导致切削系统的温度显著上升。过高的温度会加速切削齿的磨损,甚至可能导... 详细信息

在油气钻探过程中,PDC钻头的动态破岩行为表现出高度的非线性特性,这一过程涉及复杂的位移场与温度场的耦合问题。在切削过程中,由摩擦产生的热量在切削齿上积聚,导致切削系统的温度显著上升。过高的温度会加速切削齿的磨损,甚至可能导致切削齿失效,从而对钻井效率产生负面影响并增加钻井成本。为了预测和分析PDC钻头切削齿破岩过程中的温度分布规律,并揭示其动态破岩特性,基于正交切削理论和岩石弹塑性力学,构建三维耦合位移场-温度场模型,用以模拟PDC钻头切削齿在破岩过程中的非线性动力学行为,分析不同切削参数和结构参数下切削力的大小和温度分布规律。研究结果表明:切削齿的高温区位于切削刃附近的椭圆区域内,且角度在以切削刃为中心的90°~230°范围内;最佳的切削深度为0.001 m,前倾角优选为7.5°。此类参数设定可降低切削齿的磨损,同时避免高温失效,从而最小化切削力和最高温度。本文所提方法为研究PDC钻头整体结构设计和切削齿热损伤提供了理论依据和分析方法,使设计出的PDC钻头对复杂地层具有更好的适应性。

关键词：油气钻探 PDC钻头正交切削切削力温度分布

黄土梁峁地形大采高煤层开采地表移动规律数值模拟研究

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金属矿山 2024年第4期 170-176页

作者：陈红凯郭庆彪郭广礼马洪浩罗锦安徽理工大学空间信息与测绘工程学院安徽淮南232001 矿山采动灾害空天地协同监测与预警安徽普通高校重点实验室安徽淮南232001 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 中国石油工程建设有限公司北京设计分公司北京100085

相较于平原地区,黄土梁峁地形下的煤层开采地表移动特征存在明显不同。为分析并揭示梁峁地形下煤层开采地表沉陷异常形变机理,结合现场实测与数值模拟手段,以山西某矿1313工作面为研究对象,对黄土梁峁地形大采高综放开采引起的地表沉陷... 详细信息

相较于平原地区,黄土梁峁地形下的煤层开采地表移动特征存在明显不同。为分析并揭示梁峁地形下煤层开采地表沉陷异常形变机理,结合现场实测与数值模拟手段,以山西某矿1313工作面为研究对象,对黄土梁峁地形大采高综放开采引起的地表沉陷进行了现场实测,分析了地表移动特征及相关参数取值;利用Rhino软件建立考虑地形的三维模型,导入离散单元法软件3DEC进行数值模拟计算,分析了开采过程中的岩层移动以及梁峁内部塑性破坏演变。研究表明:1313工作面地表移动剧烈,地表下沉起动距小于30 m,超前影响距为73 m,超前影响角为68.7°,走向边界角与上山边界角为40.3°,走向移动角与上山移动角为37.8°,以水平拉伸变形2 mm/m为移动边界的危险移动范围明显大于以下沉值10 mm确定的地表移动盆地范围;利用数值模拟分析黄土梁峁采动滑移过程发现,当工作面自开切眼沿走向回采30 m时,采空区周围岩体应力平衡被打破,顶板在自重以及上覆岩层的载荷作用下产生剪切破坏,采空区周边岩体发生塑性屈服,当工作面回采到120 m时,煤层处于非充分开采阶段,梁峁底部岩体剪切破坏带出现贯通现象,坡体在重力作用下发生向邻空侧的剪切滑移,相较于地表坡度15°的截面,地表坡度18°和22°的截面X轴负方向最大水平移动提升了107.3%与246.5%。

关键词：开采沉陷黄土梁峁综放开采黄土滑坡数值模拟

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创始人身份体系对企业创新投资的影响

系统工程 2024年第2期42卷 39-50页

作者：肖榕马春爱宋广蕊中国石油大学(北京)经济管理学院北京102249 中国矿业大学(北京)管理学院北京100083

创始人的身份对于企业行为决策有重要影响,本文基于身份经济学的视角,从社会身份理论和角色身份理论两个方面构建了一个理论框架,并实证分析了创始人身份体系对企业创新投资的影响。结果表明:我国具有达尔文型社会身份的创始人更多属于... 详细信息

创始人的身份对于企业行为决策有重要影响,本文基于身份经济学的视角,从社会身份理论和角色身份理论两个方面构建了一个理论框架,并实证分析了创始人身份体系对企业创新投资的影响。结果表明:我国具有达尔文型社会身份的创始人更多属于社会导向,与具有社群型和使命型社会身份的创始人一致,均会提高企业的创新投资;从角色身份的视角来看,创始人具有管家身份和专家身份有利于提高企业的创新投资水平;将社会身份和角色身份对应整合分析发现,具有社群型和使命型社会身份的创始人同时在企业里扮演专家身份会推动企业创新。本文有助于理解创始人的身份及其行为决策,揭示了身份选择和身份认同等非正式制度是影响企业创新发展的深层因素。

关键词：创始人身份体系创新投资决策身份经济学

声发射定位技术在锚杆拉拔脱黏实验教学中的应用

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实验技术与管理 2024年第7期41卷 162-168页

作者：石浩庄剑韬冯吉昊宋雷张后全蔡海兵王国柱安刚建安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 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 中国石化中原油田分公司石油工程技术研究院河南濮阳457001 中铁四局集团第四工程有限公司安徽合肥230041

该文针对锚杆拉拔脱黏实验教学存在的问题,引入了声发射(AE)定位技术,成功将锚杆脱黏过程进行了三维可视化。文章详细探讨了AE定位技术的基础原理、关键算法、实验设置及数据处理流程,详细阐述了该技术在锚杆脱黏监测中的应用方法,验证... 详细信息

该文针对锚杆拉拔脱黏实验教学存在的问题,引入了声发射(AE)定位技术,成功将锚杆脱黏过程进行了三维可视化。文章详细探讨了AE定位技术的基础原理、关键算法、实验设置及数据处理流程,详细阐述了该技术在锚杆脱黏监测中的应用方法,验证了AE定位技术在锚杆拉拔脱黏实验教学中的有效性。该实验课程不仅丰富了土木工程专业的实验教学内容,而且通过结合前沿监测技术,展示了跨学科技术整合在解决复杂工程问题中的重要作用。这一教学案例促进了学生对工程实际问题复杂性的理解,激发了他们对探索未知领域的兴趣,引导他们进行创新性思考。

关键词： AE定位锚杆拉拔脱黏过程实验教学三维可视化