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黑色页岩中微纳米石英成因及其沉积环境指示意义——以上扬子西南缘筇竹寺组黑色页岩为例

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沉积学报 2023年

作者：闵华军张廷山李季林祝海华赵少泽西南石油大学地球科学学院绵阳师范学院城乡建设与规划学院成都理工大学地球科学学院宜宾学院工业化城市二氧化碳捕集封存与资源利用研究院

【目的】为探讨上扬子西南缘筇竹寺组黑色页岩中微纳米石英成因、硅质来源及其差异发育的原因。【方法】在研究区不同剖面采集筇竹寺组底部黑色页岩样品36个，利用X射线衍射法（XRD）分析页岩的全岩矿物组成，利用普通薄片、场扫描电镜... 详细信息

【目的】为探讨上扬子西南缘筇竹寺组黑色页岩中微纳米石英成因、硅质来源及其差异发育的原因。【方法】在研究区不同剖面采集筇竹寺组底部黑色页岩样品36个，利用X射线衍射法（XRD）分析页岩的全岩矿物组成，利用普通薄片、场扫描电镜（FE-SEM）分析页岩岩性、微观结构及微纳米石英的结构与产状，采用扫描电镜—阴极发光（SEM-CL）技术分析矿物的阴极发光特征，采用燃烧法分析岩石总有机碳含量（TOC）。【结果】筇竹寺组黑色页岩岩性多样（雷波马劲子、镇雄Z1井以粉砂岩为主，遵义松林以泥岩为主）；页岩中微纳米石英粒径一般几百纳米至2 μm，自形—它形，群集或分散产出，阴极射线下不发光—微弱发光；纵横向上，微纳米石英具有非均衡发育的特征（大量共生或少量产出），总体上东部（松林）较西部（雷波马劲子、Z1井）、黑色页岩下段较上段更为发育。【结论】微纳米石英为成岩自生，硅质来源多样，热液硅可能为大量共生的微纳米石英提供了主要硅质来源；研究区筇竹寺组黑色页岩中微纳米石英发育程度对上升流具有一定指示意义，黑色页岩中微纳米石英较多指示上升流或热液影响明显的沉积环境，微纳米石英较少则可能指示滞留、缺氧（或上升流影响小）的沉积环境。

关键词：石英成因微纳米石英黑色页岩筇竹寺组

玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的界面强化与力学性能研究

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塑料工业 2023年第5期51卷 95-101,154页

作者：税涛李珍向东王斌赵春霞李辉李振宇王平李云涛武元鹏西南石油大学新能源与材料学院四川成都610500

本文通过手工铺层和热压制备了一种具有多尺度增强的环氧树脂(EP)复合材料。首先,利用不同质量分数的硅烷偶联剂(KH560)改性玄武岩纤维(BF),并采用浸渍法将羧基化多壁碳纳米管(CNT)接枝到改性BF的表面上,以实现BF/CNT对复合材料的多尺... 详细信息

本文通过手工铺层和热压制备了一种具有多尺度增强的环氧树脂(EP)复合材料。首先,利用不同质量分数的硅烷偶联剂(KH560)改性玄武岩纤维(BF),并采用浸渍法将羧基化多壁碳纳米管(CNT)接枝到改性BF的表面上,以实现BF/CNT对复合材料的多尺度增强。傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)表明KH560成功接枝到BF表面。扫描电子显微镜(SEM)表明,BF/CNT增强复合材料的树脂黏附性更好,界面相互作用更强。研究发现KH560的质量分数是实现CNT固定化和复合材料良好力学性能的重要因素。在KH560的最佳质量分数(5%)下,由于更有效的载荷传递,复合材料(BF-5%KH560-CNT/EP)的拉伸强度、弯曲强度和层间剪切强度分别为637.82 MPa、1519.94 MPa、105.27 MPa,与未改性复合材料相比分别提高了12.51%、20.93%和25.55%。

关键词：玄武岩纤维复合材料界面力学性能改性

碳纳米管用于水合物法捕集CO_(2)的研究进展

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天然气化工—C1化学与化工 2022年第4期47卷 11-18页

作者：陈佳豪王芳黄泽皑曹玥晗周莹西南石油大学新能源与材料学院碳中和研究院四川成都610500 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610500

作为新兴的绿色低碳捕集技术,水合物法捕集CO_(2)是近年来发展的低成本、低能耗的碳捕集、利用与封存(CCUS)技术之一。由于CO_(2)水合物的生长速率慢、水合储气量低,因此开发高效促进剂成为此技术迈向工业化的关键。以碳纳米管(CNTs)为... 详细信息

作为新兴的绿色低碳捕集技术,水合物法捕集CO_(2)是近年来发展的低成本、低能耗的碳捕集、利用与封存(CCUS)技术之一。由于CO_(2)水合物的生长速率慢、水合储气量低,因此开发高效促进剂成为此技术迈向工业化的关键。以碳纳米管(CNTs)为代表的多孔纳米材料的导热性良好、比表面积大且有大量活性位点暴露,在气体传质、水合物生长过程传热及水合物晶粒快速生长等方面发挥了动力学促进作用。基于国内外报道的CNTs用于促进CO_(2)水合物生成的实验与理论计算研究,分别从CNTs在气体吸附传质期、水合物诱导成核期和水合物生长期等各阶段中的作用机制,阐述了其多孔结构和表面修饰改性等不同因素对水合物成核和生长速率的影响,并分析了CNTs促进剂用于水合物法捕集CO_(2)的应用前景。

关键词：碳纳米管 CO_(2)捕集 CO_(2)水合物动力学促进剂

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“碳中和”的内涵、创新与愿景

天然气工业 2021年第8期41卷 46-57页

作者：邹才能薛华庆熊波张国生潘松圻贾成业王影马锋孙倩关春晓林敏捷中国石油勘探开发研究院北京100083 西南石油大学

地质作用引起的全球性气候变化是地质历史时期5次全球性生物大灭绝的主要诱因之一。人类工业化活动导致生态系统遭到严重破坏,大气CO_(2)温室效应加剧,生存环境面临威胁与挑战。碳中和目标是人类面对气候变化危机的主动作为和共同追求,... 详细信息

地质作用引起的全球性气候变化是地质历史时期5次全球性生物大灭绝的主要诱因之一。人类工业化活动导致生态系统遭到严重破坏,大气CO_(2)温室效应加剧,生存环境面临威胁与挑战。碳中和目标是人类面对气候变化危机的主动作为和共同追求,探究“碳中和学”的理论与技术内涵、科技创新体系和发展前景,具有深远的意义。研究结论认为:①碳中和体现“能源学”与“碳中和学”的理论内涵,包含碳减排、零碳、负碳、碳交易等;②碳中和催生以CCUS(碳捕集、利用和封存)/CCS(碳捕集与封存)为核心的碳工业和以绿氢为核心的氢工业等新产业;“灰碳”和“黑碳”是CO2的两种应用属性,“碳+”“碳-”“碳=”是碳中和的3种产品与技术;③中国实现碳中和目标面临三大挑战:一是能源转型规模大,碳中和实现周期较短;二是能源转型过程中存在着安全不确定性、利用经济性、颠覆性技术难预测性等问题;三是转型后可能面临新的关键技术“卡脖子”和关键矿产资源“断链子”等风险;④基于目前的认知预判能源领域的十大颠覆性技术与产业包括煤炭地下气化、中低熟页岩油原位开采、CCUS/CCS、氢能与燃料电池、生物光伏发电、天基太阳能发电、光储智能微网、超级储能、可控核聚变、智慧能源互联网,同时碳中和需要实施节能提效、减碳固碳、科技创新、应急储备、政策支撑五大战略协同工程;⑤未来我国不同能源类型定位各有侧重,煤炭将发挥保障国家能源战略“储备”与“兜底”作用,石油将发挥保障国家能源安全“急需”与民生原料用品“基石”作用,天然气将发挥保障国家能源“安全”与新能源最佳“伙伴”作用,新能源将发挥保障国家能源战略“接替”与“主力”作用;⑥碳中和是绿色化工业革命、减碳化能源革命、生态化科技革命的重大实践,将为人类社会、环境与经济带来新的深刻变革;⑦碳中和进程中需遵循“技术的颠覆性突破、能源的安全性保障、经济的可行性实现、社会的稳定性可控”4项原则,重点依靠科技创新与管理变革保障国家能源“独立自主”与碳中和目标的实现,为宜居地球、绿色发展、生态文明建设做出中国贡献。

关键词：碳中和碳达峰碳减排碳工业氢工业能源转型能源独立能源学碳中和学

基于不同机器学习模型的石油测井数据岩性分类对比研究

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物探与化探 2024年第2期48卷 489-497页

作者：江丽张智谟王琦玮封志兵张博程任腾飞东华理工大学放射性地质与勘探国防重点学科实验室江西南昌330013 东华理工大学核资源与环境国家重点实验室江西南昌330013 中国石油辽河油田辽兴油气开发公司辽宁盘锦124000

特定的计算工具帮助地质学家识别和分类油井钻探的岩石岩性,降低成本并提高工作效率。机器学习方法集成了大量信息,能够高效地实现模式识别和准确决策。文章将挪威海5口油井进行岩性分类,通过将数据随机分为训练集(70%)和测试集(30%),... 详细信息

特定的计算工具帮助地质学家识别和分类油井钻探的岩石岩性,降低成本并提高工作效率。机器学习方法集成了大量信息,能够高效地实现模式识别和准确决策。文章将挪威海5口油井进行岩性分类,通过将数据随机分为训练集(70%)和测试集(30%),利用多变量测井参数数据进行训练和验证,对比多层感知器(MLP)、决策树、随机森林和XGboost等模型的应用效果。研究结果显示,XGBoost模型在数据的泛化性方面表现更佳,其准确率为95%;随机森林模型次之,准确率为94%;而多层感知机(MLP)和决策树模型表现出较好的鲁棒性,准确率分别为92%和90%。

关键词：岩性识别机器学习石油测井 XGBoost算法随机森林

多级压裂水平井周期性注气吞吐提高页岩油气藏采收率——以北美Eagle Ford非常规油气藏为例

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天然气工业 2023年第1期43卷 153-161页

作者：王勇汤勇李士伦刘昕中国海洋石油国际有限公司 “油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·西南石油大学

在溶解气驱开发方式下,采用多级水力压裂水平井衰竭式开发页岩油气藏一次采油的采收率预测仅为5%~10%,因而如何提高采收率是一个不得不面对的棘手问题。近年来,对多级压裂水平井通过周期性注气吞吐来提高页岩油气藏采收率在北美Eagle F... 详细信息

在溶解气驱开发方式下,采用多级水力压裂水平井衰竭式开发页岩油气藏一次采油的采收率预测仅为5%~10%,因而如何提高采收率是一个不得不面对的棘手问题。近年来,对多级压裂水平井通过周期性注气吞吐来提高页岩油气藏采收率在北美Eagle Ford非常规油气藏的先导试验和大规模现场应用均取得了显著成效。为了加快中国非常规油气资源的高效开发利用,在调研相关文献的基础上,结合北美已有的成功经验,从作用机理、数值模拟和现场试验等多个方面对注气吞吐提高页岩油气藏采收率技术进行了论述,进而提出了有针对性的建议。研究结果表明:①大规模周期性注气吞吐作业能有效延长油井生命周期,提高页岩油气藏的采收程度,提高幅度是衰竭式的30%~70%;②对于溶解气油比低的油藏,注气吞吐提高采收率的机理是注入的气体扩散到压裂油藏中与剩余原油接触且溶解,使其体积膨胀,降低了原油黏度和表面张力,提高了原油的流动性,对于初始溶解气油比高的挥发油藏和凝析气藏,油相组分蒸发到注入的气体中是更重要的增油机理,而对于凝析气藏,在井筒附近的凝析油气化提高产量则是主要的增油机理;③上述增油机理决定了只有注入大量气体才能取得明显的效果,注入的天然气为甲烷含量90%的干气,北美注气吞吐大规模应用得益于比CO_(2)还便宜的低价天然气;(4)由于国内天然气价格较高,可以考虑采用CO_(2)吞吐,使用CO_(2)能减少温室气体的排放量,如其捕捉、存储和管输等问题能够得以解决,注CO_(2)吞吐应是国内首选。

关键词：页岩油气藏注气吞吐多级压裂水平井提高采收率北美地区 Eagle Ford非常规油气藏

基于多目标的干热岩注采取热性能均衡优化方法

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天然气工业 2022年第4期42卷 73-84页

作者：宋国锋李根生宋先知石宇油气资源与探测国家重点实验室·中国石油大学(北京) 西南交通大学

地热能是一种清洁、环保的可再生能源,是未来自然资源开发利用的重要对象,其中干热岩是重要的深部地热资源之一。目前取热性能多目标优化较少考虑储层开采模型,也未综合比较不同优化思路下的效果。为了提高热储取热效率、延长地热开采寿... 详细信息

地热能是一种清洁、环保的可再生能源,是未来自然资源开发利用的重要对象,其中干热岩是重要的深部地热资源之一。目前取热性能多目标优化较少考虑储层开采模型,也未综合比较不同优化思路下的效果。为了提高热储取热效率、延长地热开采寿命,基于青海共和地区干热岩开采热—流—固耦合模型与三种取热优化方法,得到合适的地热系统运行参数(注入温度、注入排量、生产压力、注采间距),并对比评价了不同方案下的取热效果。研究结果表明:①注采参数敏感性分析指出,发电功率、采收率与注采压差之间呈逆向关系,这是采用多目标优化的直接原因;②基于参数化研究得到的优化方案热储寿命最短为10年、注采压差达67 MPa,存在显著的热突破现象,储层安全受到挑战;③采用多目标优化决策一体化方法,得到了最佳的干热岩系统运行参数组合,热储寿命可超20年,实现了均衡优化的结果。结论认为,多目标优化思路在地热开采中具有可行性与适用性,该方法为地热高效开发利用提供了参考和借鉴,并可助力我国“双碳”目标实现。

关键词：地热干热岩增强型地热系统取热性能多目标优化单目标优化注采参数均衡优化

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油基岩屑残渣自悬浮支撑剂的制备及性能评价

石油与天然气化工 2023年

作者：杨婷婷李辉雷证寰刘洪武陈坷铭刘汉军孙玉杨元意西南石油大学土木工程与测绘学院中国石油集团川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院

目的为了安全有效处置和利用页岩气开采过程中产生的油基岩屑残渣，采用其烧结陶粒支撑剂，同时，为提高支撑剂在清水中的悬浮性能、改善支撑剂在裂缝中的分布、简化压裂施工工艺、提高压裂措施产量，进行了自悬浮支撑剂的制备与研究... 详细信息

目的为了安全有效处置和利用页岩气开采过程中产生的油基岩屑残渣，采用其烧结陶粒支撑剂，同时，为提高支撑剂在清水中的悬浮性能、改善支撑剂在裂缝中的分布、简化压裂施工工艺、提高压裂措施产量，进行了自悬浮支撑剂的制备与研究。方法通过聚合反应将聚丙烯胺树脂包覆在支撑剂表面，制得膨胀型自悬浮支撑剂，研究了交联剂用量、单体量、合成温度对自悬浮支撑剂膨胀性能的影响。结果覆膜材料配比（质量比）为：陶粒∶丙烯酰胺∶N，N′-亚甲基双丙烯酰胺∶过硫酸铵∶N，N，N′，N′-四甲基乙二胺=10.000∶2.000∶0.002∶0.020∶0.031时，自悬浮支撑剂性能最佳，其膨胀倍数为4.3，沉降速度为45.0 mm/s。结论覆膜支撑剂自悬浮功能的实现主要与聚丙烯酰胺树脂的溶胀有关，树脂的体积膨胀和聚丙烯酰胺分子链向外延伸引起溶液黏度的增加，从而提升了支撑剂在溶液中的阻力。该研究对拓宽油基岩屑烧结支撑剂的应用范围、提高油基岩屑残渣资源化利用产品附加值有十分重要的意义。

关键词：油基岩屑热解残渣陶粒支撑剂聚丙烯酰胺膨胀性能自悬浮

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天然气供应能力测算方法构建及分析软件开发

天然气工业 2021年第7期41卷 144-151页

作者：赵素平陆家亮黄诚刘丽芳中国石油勘探开发研究院北京市100083 西南石油大学

为了构建适合我国天然气产业实际的天然气供应能力测算方法和相关软件,分析了影响天然气供应能力的外部因素和天然气产业链内部因素,分别考虑国产气、进口气(管道气+LNG)两种气源类型,构建了供应能力分析流程,统筹考虑国内外资源情况建... 详细信息

为了构建适合我国天然气产业实际的天然气供应能力测算方法和相关软件,分析了影响天然气供应能力的外部因素和天然气产业链内部因素,分别考虑国产气、进口气(管道气+LNG)两种气源类型,构建了供应能力分析流程,统筹考虑国内外资源情况建立了基于项目可靠性、经济性、战略安全性的项目优化方法,并利用情景规划思路编制了供应能力分析软件。研究结果表明:①天然气供应能力受资源基础、投资规模、勘探开发节奏、开发技术、成本、气价、政策法规、多气源优化等多方面因素的影响;②所构建的测算方法模型符合我国天然气供应能力评价实际和现有数据库资料的特点,通过对不同类型气田、不同进口气源单独计算并汇总到公司、国家层面,可以大幅度提高预测的精度;③供应能力分析软件设置了多种计算方法,可以针对研究需要灵活选择,对于新增储量模块,可以选择生命模型法进行预测或者直接录入规划数值,对于国产气产量潜力分析模块,有开发方案的气田采用稳产年限、稳产期规模等开发指标预测气田产量,而无开发方案的气田和未来新增储量则通过类比同类型气田采气速度、稳产期末采出程度等参数来测算气田产气量。结论认为,该研究成果可以有效地提高天然气供应能力预测的精度和效率。

关键词：天然气供应能力测算方法软件开发国产气进口气新增储量预测产气量预测