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铝土岩水平井快封堵防塌钻井液技术

钻井液与完井液 2024年第4期41卷 473-480页

作者：贾俊陈磊郝超周文军冯永兵中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院西安710018 中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司天然气评价项目部西安710018 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室西安7010018

陇东铝土岩属于长庆油田重要的资源接替储层,近期完试的陇**井、宁**井在太原组铝土岩勘探获得重大突破。针对该类储层溶孔和裂缝发育,井壁垮塌、漏失风险高及井眼清洁能力差的技术难题,通过铝土岩物性参数、理化性能、力学性能和敏感... 详细信息

陇东铝土岩属于长庆油田重要的资源接替储层,近期完试的陇**井、宁**井在太原组铝土岩勘探获得重大突破。针对该类储层溶孔和裂缝发育,井壁垮塌、漏失风险高及井眼清洁能力差的技术难题,通过铝土岩物性参数、理化性能、力学性能和敏感性测试分析等,明确了陇东铝土岩主要坍塌因素,研发出适用于铝土岩安全钻进的快封堵防塌钻井液技术。该体系在170℃高温高压滤失量小于10 mL,钻井液二次回收率大于91%,铝土岩样品在钻井液体系中浸泡15 d后和清水浸泡15 d后的抗压强度相比提升81.8%。快封堵防塌钻井液技术在长庆首口铝土岩水平井陇4**井进行了试验应用,助力该井700 m水平段的安全钻进,该井投产获日产无阻流量3.53×10^(6)m^(3)高产气流,创鄂尔多斯盆地上古生届勘探开发50多年新纪录,为该类储层的勘探开发提供了技术支撑。

关键词：铝土岩水平井快封堵防塌钻井液

碳纤维增强树脂基复合材料界面改性及应用进展

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材料工程 2024年第09期52卷 70-81页

作者：刘柳薪卢晓英吴颖荔栓红吴谨妤袁文静高源中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院

轻质高强的碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）在碳达峰和碳中和的国家战略中展现出重要的研究价值，提高复合材料界面结合强度是重点和难点问题。针对碳纤维表面浸润性差和力学性能转化率低的问题，简述了CFRP界面增强理论和碳纤维表面... 详细信息

轻质高强的碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）在碳达峰和碳中和的国家战略中展现出重要的研究价值，提高复合材料界面结合强度是重点和难点问题。针对碳纤维表面浸润性差和力学性能转化率低的问题，简述了CFRP界面增强理论和碳纤维表面处理方法，重点阐述了氧化法、化学接枝和涂层法，用物理或化学手段提高复合材料力学性能。此外，从热固性树脂和热塑性树脂两种基体材料的各自性能特点分析了碳纤维与树脂基体适配性的问题，提出了不同的解决方案。最后，介绍了CFRP在航空、风电叶片和新能源汽车领域的研究进展，提出了飞机轻量化、风机大型化和电车普及背景下材料研究的发展建议，如优化针对高强或高模等具有不同表面形态碳纤维的特定表面改性技术，开发针对不同树脂的改性方法，研发不同类别及应用场景下的碳纤维上浆剂，加强复合材料界面增强理论和界面表征技术研究，制定碳纤维复合材料标准化体系。

关键词：碳纤维复合材料界面改性热固性树脂热塑性树脂

基于树莓派和视觉图像的钻井振动筛倾角调节系统

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工程设计学报 2024年第2期31卷 254-262页

作者：侯勇俊贾文俊刘博文吴先进西南石油大学机电工程学院四川成都610500 石油天然气装备技术四川省科技资源共享服务平台四川成都610500 中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司成都天然气化工总厂四川成都610213 宝石机械成都装备制造分公司四川成都610052

目前,我国的钻井振动筛均采用人工监测筛面固液分离状态和手动调节筛面倾角的方式进行操作,无法实现自适应工作,常常出现钻井液“跑浆”现象。针对这一问题,提出了一种基于树莓派和视觉图像的钻井振动筛倾角调节系统。该系统以树莓派及... 详细信息

目前,我国的钻井振动筛均采用人工监测筛面固液分离状态和手动调节筛面倾角的方式进行操作,无法实现自适应工作,常常出现钻井液“跑浆”现象。针对这一问题,提出了一种基于树莓派和视觉图像的钻井振动筛倾角调节系统。该系统以树莓派及专用摄像头、电机驱动板和2台步进电机为硬件平台,搭载基于OpenCV和改进AlexNet模型开发的图像识别软件,用于实现钻井振动筛的筛面固液分离状态视觉检测与筛面倾角自动调节。首先,根据钻井振动筛固液分离过程中液相终止线的位置特征,将采集的筛面图像分为正常、少浆和跑浆状态三种类别,并构建筛面图像数据集。然后,使用TensorFlow平台搭建基于迁移学习的AlexNet模型,以实现钻井振动筛的筛面固液分离状态的自动识别。最后,基于识别结果,由树莓派的GPIO(general purpose input/output,通用型输入/输出)接口控制2台步进电机同步工作,以实现钻井振动筛的倾角调节。结果表明,所设计的倾角调节系统对筛面固液分离状态的识别准确率达到97.33%,响应时间约为1.5 s,可满足钻井振动筛的倾角调节要求。该倾角调节系统设备体积小,成本低,且便于调试与维护,可有效提高钻井振动筛的自动化水平。

关键词：钻井振动筛树莓派倾角调节系统 AlexNet模型图像识别

铝土岩储层水平井完井分段压裂关键技术及应用——以鄂尔多斯盆地陇东地区太原组为例

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天然气地球科学 2024年第8期35卷 1467-1479页

作者：肖元相解永刚李明瑞唐梅荣陈宝春周长静邝聃李达苏煜彬段志锋刘欣佳低渗透油气田勘探开发国家工程实验室陕西西安710018 中国石油长庆油田公司油气工艺研究院陕西西安710018 中国石油长庆油田公司勘探事业部陕西西安710021 中国石油长庆油田公司天然气评价项目部陕西西安710018

近年来,鄂尔多斯盆地庆阳气田太原组铝土岩新类型储层勘探取得重大突破。为精细评价太原组铝土岩储层发育及含气状况,落实含气富集区规模及潜力,急需探索水平井提高单井产量的可行性。结合前期铝土岩地质特征分析和直定井压裂施工总结,... 详细信息

近年来,鄂尔多斯盆地庆阳气田太原组铝土岩新类型储层勘探取得重大突破。为精细评价太原组铝土岩储层发育及含气状况,落实含气富集区规模及潜力,急需探索水平井提高单井产量的可行性。结合前期铝土岩地质特征分析和直定井压裂施工总结,明确了铝土岩水平井完井压裂的工艺难点和技术方向,通过论证完井井身结构设计,开展岩石力学及地应力实验,优选地质与工程双甜点,优化分段压裂差异化参数设计,应用多组分耦合活性酸及压裂液关键添加剂,完成了L47-1CH首口铝土岩水平井完井压裂现场试验。L47-1CH井试验结果表明:①庆阳气田太原组铝土岩储层埋藏深(3900~4500 m)、岩性特征复杂,气藏呈“鸡窝状”分布,储层岩石破裂压力高,可压性差,试气产量变化较大;②在结合水平段测井数据聚类分析法综合确定地质甜点段的基础上,根据太原组铝土岩储层地应力分布特征,运用岩石断裂力学理论优化分段多簇压裂工艺,增大气藏的泄流面积;③通过水平井完井压裂工程试验,试气获无阻流量353×10^(4)m^(3)/d,试采日产气达15×10^(4)m^(3),单井产量实现大幅提升;④综合测试压裂分析、主压裂施工分析、试采评价分析和产出剖面分析,证实庆阳气田太原组铝土岩具有一定的勘探开发潜力,采用水平井开采是可行的,为鄂尔多斯盆地太原组铝土岩下一步高效开发积累了经验。

关键词：太原组铝土岩多效耦合酸水平井分段压裂

鄂尔多斯盆地东南部晚二叠世地球化学特征及古环境---以韩城薛峰川剖面石千峰组为例

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矿物岩石 2024年

作者：张林林雷迅赵亮赵俊兴彭丽王涛曹立山张永洁孙伟智徐潇彭帅杰成都理工大学沉积地质研究院中国石油长庆油田分公司天然气评价项目部中国石油长庆油田分公司第三采气厂

晚二叠世是全球气候变化的重要转折时期，鄂尔多斯盆地二叠世石千峰组为一套典型的陆相沉积，前人对该时期较连续的海相地层揭示的古气候研究较为成熟，而对同时期陆相地层的研究缺乏系统性，相关研究程度低，研究资料需要进一步完善。... 详细信息

晚二叠世是全球气候变化的重要转折时期，鄂尔多斯盆地二叠世石千峰组为一套典型的陆相沉积，前人对该时期较连续的海相地层揭示的古气候研究较为成熟，而对同时期陆相地层的研究缺乏系统性，相关研究程度低，研究资料需要进一步完善。文章通过盆地东南部薛峰川剖面石千峰组地质剖面的详细观察、测量及系统采样，开展了系统的岩石学和元素地球化学分析，分析了该时期沉积期的古气候、古盐度和古环境特征，揭示了其演化规律。结果表明：（1）样品化学蚀变指数CIA的变化范围为15.35～78.28，大部分样品的CIA值变化范围在65～85之间，风化程度中等；碳同位素偏移明显，偏移幅度达3.47‰，气候出现突变。总体为半湿润-半干旱气候，部分时期干旱程度增大；（2）通过碳氧同位素相关性分析和古盐度Z值和S值计算，表明了自下而上古盐度值总体上呈增加趋势，上部层段的Z值和S值分别为119.98和31.36‰，可达半咸水-咸水环境；（3）古氧化还原指标U/Th、Ni/Co、V/(V+Ni)比值的范围分别为0.15～1.00、1.35～2.43、0.73～0.88，沉积期整体处于强氧化沉积环境；（4）上段的钙质结核、粉砂质灰岩以及紫红色砂泥岩呈韵律层出现表明沉积环境向干旱演化。综合分析认为，盆地东南部晚二叠世地球化学元素变化剧烈，沉积相也变化大，表明该时期古气候、古环境发生重大变化，水体盐度变高，气候变得更为炎热干旱。

关键词：鄂尔多斯盆地晚二叠世石千峰组古盐度古气候古环境

基于NbS的全生命周期矿山生态修复理论框架及技术路径

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煤炭科学技术 2024年

作者：王金满冯宇叶甜甜贾梦旋高亭玉刘悦吴大为李明刚中国地质大学(北京)土地科学技术学院自然资源部矿区生态修复工程技术创新中心中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司

矿山生态修复是国土空间生态保护和修复的重点和难点。当前，矿区生态修复注重自然恢复，向系统性、整体性和可持续性方面转变。本研究采用文献梳理、对比分析和归纳总结的方法，结合NbS准则，建立了全生命周期的矿山生态修复全过程实... 详细信息

矿山生态修复是国土空间生态保护和修复的重点和难点。当前，矿区生态修复注重自然恢复，向系统性、整体性和可持续性方面转变。本研究采用文献梳理、对比分析和归纳总结的方法，结合NbS准则，建立了全生命周期的矿山生态修复全过程实施技术框架，包括保护与预防控制、复垦修复、管理维护、监测评估和适应性管理，提出了基于自然的修复技术促进矿山生态修复的技术路径。首先，将NbS理念融入矿山生态保护及预防控制阶段，应采取避让措施、重要物种保护、物种采集利用等手段来减轻矿山开采对生态环境的破坏，提升矿山生态系统的自恢复能力，降低成本效益；其次，将NbS引入地貌重塑、土壤重构、植被重建和景观营建等具体修复措施中，通过模拟自然过程激发矿山生态系统自恢复，提供科学、高效和可持续的修复方案；再次，将NbS准则融入矿山生态修复管理维护阶段，围绕基础设施、土壤与植被及生态系统功能维持进行管理维护，符合当前生态系统修复的主流方式；最后，基于NbS进行矿山开采前、开采中、开采后全周期监测评估，并对比不同恢复情景开展适应性管理。基于NbS理念的理论框架和技术路径为新时期矿山生态修复提供重要理论指导，有助于实现矿山生态系统全生命周期的整体保护、系统修复和综合治理。

关键词：矿山生态修复基于自然的解决方案(NbS) 全生命周期管理技术路径

基于PCA-TSO-BPNN模型的海底管道内腐蚀速率预测研究

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热加工工艺 2024年

作者：肖荣鸽刘国庆刘博魏王颖庄琦靳帅帅西安石油大学石油工程学院陕西省油气田特种增产技术重点实验室中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司第二采气厂中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司第六采油厂

近年来，随着我国海洋油气勘探开发力度不断增强，在役的和建设中的海底油气管道越来越多，海底油气管道内腐蚀速率预测对于海底油气管道的日常运行、维护和检修极为重要。为了提高海底油气管道内腐蚀速率预测精度和稳定性，建立了基于... 详细信息

近年来，随着我国海洋油气勘探开发力度不断增强，在役的和建设中的海底油气管道越来越多，海底油气管道内腐蚀速率预测对于海底油气管道的日常运行、维护和检修极为重要。为了提高海底油气管道内腐蚀速率预测精度和稳定性，建立了基于主成分分析（Principal Component Analysis,PCA）和金枪鱼群算法（Tuna Swarm Optimization,TSO）优化BP神经网络的海底管道内腐蚀速率预测组合模型PCA-TSO-BPNN。运用PCA进行数据降维，筛选出海底管道内腐蚀速率的主要影响因素；建立海底管道内腐蚀速率BPNN预测模型，并采用TSO算法对BPNN预测模型的权值和阈值参数进行寻优；利用PCA-TSO-BPNN组合模型对海底管道内腐蚀速率进行预测，并与对比模型进行比较，验证PCA-TSO-BPNN组合模型的可行性和可靠性。结果表明：PCA-TSO-BPNN组合模型的平均绝对百分误差（MAPE）和均方根误差（RMSE）分别为1.8441%和0.06757，远低于对比模型，组合模型具有较高的预测精度和稳定性，可为海底管道内腐蚀防护和流动保障提供决策支持。

关键词： BP神经网络主成分分析金枪鱼群算法海底管道腐蚀速率预测

物理模拟融合油藏精细刻画法表征特低渗油藏中高含水期剩余油分布

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石油钻采工艺 2024年

作者：林艳波李军建程林松方越王一帆杨亚琴中国石油大学(北京)石油工程学院中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司第五采油厂

(目的意义)中国低渗透油藏分布广泛，其中大部分区块已进入中高含水期，且由于剩余油成因及类型不清楚导致采出程度普遍较低，因此延长低渗透油藏稳产期是亟需解决的问题。(方法过程)结合井口生产资料和储层水驱前缘波及系数对油藏模型... 详细信息

(目的意义)中国低渗透油藏分布广泛，其中大部分区块已进入中高含水期，且由于剩余油成因及类型不清楚导致采出程度普遍较低，因此延长低渗透油藏稳产期是亟需解决的问题。(方法过程)结合井口生产资料和储层水驱前缘波及系数对油藏模型进行历史拟合，建立了特低渗油藏剩余油精细刻画模型，并综合利用静动态物理模拟实验、生产资料动态分析等方法，明确了特低渗油藏中高含水期剩余油成因及类型，据此提出了针对性的剩余油挖潜策略，最终在姬塬油田耿155区长1特低渗油藏进行了现场应用。(结果现象)室内研究发现，特低渗油藏剩余油主要分为储层平面和垂向非均质性导致的储层非均质型剩余油、局部储层注采不对应导致的注采不完善型剩余油以及储层粘土矿物运移膨胀导致的欠注型剩余油，针对性挖潜后目标井组采出程度提高5.1%～12.4%。经过现场应用后，预测原油累计采出量相比原始措施提高15.6%～37.3%，(结论建议)可以为特低渗油藏中高含水期挖潜提供理论和技术支撑。

关键词：特低渗油藏中高含水期剩余油欠注机理挖潜对策水驱冲刷实验流管模型

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页岩气分离器阀套式排污阀冲蚀特性研究

中国安全科学学报 2024年第5期34卷 52-60页

作者：刘恩斌李茜寇博姜军李党建西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500 国家管网集团云南公司云南昆明650214 西南油气田分公司重庆气矿重庆400707 中联煤层气有限责任公司山西吕梁033200

为解决页岩气开采过程中砂粒经过分离器后对排污阀造成严重冲蚀的问题,以长宁页岩气田某井为例,基于FLUENT软件,采用数值模拟的方法模拟在不同速度、砂量、粒径、形状系数和阀门开度情况下砂粒对排污阀冲蚀特性,并评估影响排污阀冲蚀特... 详细信息

为解决页岩气开采过程中砂粒经过分离器后对排污阀造成严重冲蚀的问题,以长宁页岩气田某井为例,基于FLUENT软件,采用数值模拟的方法模拟在不同速度、砂量、粒径、形状系数和阀门开度情况下砂粒对排污阀冲蚀特性,并评估影响排污阀冲蚀特性的主要因素,明确排污阀的冲蚀情况。结果表明:阀瓣与节流孔冲蚀破坏是造成排污阀失效的主要原因;随着阀门开度减小,阀内压差呈指数式增长,在阀瓣和节流孔处流速最大,砂粒形状系数减小,对阀门冲蚀越严重;基于敏感性分析,各因素对阀门冲蚀特性影响程度为:ξ_(l)(速度)=0.73,ξ_(m)(砂粒粒径)=0.71,ξ_(n)(砂量)=0.70,ξ_(q)(形状系数)=0.67。因此,建议通过增大阀门内部流通面积将流体流速控制在7m/s以内,提高除砂器除砂能力,避免粒径较大的砂粒(砂粒粒径>60μm)进入排污阀,将进入排污阀的砂粒粒径控制在60μm内,为现场设备评价优化提供有效手段。

关键词：页岩气分离器阀套式排污阀冲蚀特性数值模拟