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中国石油大学学报（自然科学版）

中国石油大学学报（自然科学版）

2024年05期

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地质与勘查工程 | 分流河道型致密砂岩储层地质工程一体化研究

地质与勘查工程 | 分流河道型致密砂岩储层地质工程一体化研究

摘要：优化三角洲前缘储层水力压裂开发方式和井网参数需要一套地质工程一体化研究方法。以松辽盆地北部长垣南葡萄花油田L区块为例，通过相控建模方法，以地质模型为约束构建储层岩石力学模型；在此基础上，采用流固耦合的有限元地应力模拟方法开展三维地应力场模拟，其模拟地应力大小和方向分别与Kaiser效应和成像测井结果相一致；然后结合上述地质-岩石力学-地应力模型，根据压裂施工数据和微地震监测数据开展水力压裂缝
地质与勘查工程 | 咸化湖相碎屑岩胶结特征及水体盐度对胶结作用的控制

地质与勘查工程 | 咸化湖相碎屑岩胶结特征及水体盐度对胶结作用的控制

摘要：为明确咸化湖盆碎屑岩储层胶结物类型，探究水体盐度对胶结强度的控制作用，以柴达木盆地古近系为例，通过偏光显微镜进行铸体薄片鉴定及全岩矿物、黏土矿物、阴极发光、扫描电镜、微量元素等实验测试分析，对盆地胶结物类型、湖盆水体古盐度对胶结物类型及胶结强度的控制作用等方面进行研究，建立碳酸盐、硬石膏胶结物总量与古盐度之间的相关关系公式。结果表明：柴达木古近系咸化湖盆发育方解石、白云石、硬石膏、方沸石、石
地质与勘查工程 | TTI介质中的纯qP波衰减补偿最小二乘逆时偏移成像方法

地质与勘查工程 | TTI介质中的纯qP波衰减补偿最小二乘逆时偏移成像方法

摘要：为有效提高衰减各向异性介质中地震波成像剖面的质量，实现稳定的TTI介质中的衰减补偿成像，提出一种基于黏声TTI纯qP波方程的最小二乘逆时偏移方法。在最小二乘偏移框架的基础上，推导相应的Born正演方程、伴随算子和梯度敏感核。由于伴随算子是衰减的，可以避免衰减补偿引起的数值不稳定性。通过同时考虑各向异性和吸收衰减的影响，衰减补偿最小二乘逆时偏移可以提供高分辨率、更少假象和振幅均衡的偏移结果。最
地质与勘查工程 | 基于循环生成对抗网络的逆时偏移成像结果优化

地质与勘查工程 | 基于循环生成对抗网络的逆时偏移成像结果优化

摘要：在常规逆时偏移方法基础上，通过引入循环生成对抗网络（CycleGAN）发展一种基于循环生成对抗网络的逆时偏移成像结果优化方法。首先构建包含两个生成器和两个判别器的CycleGAN。在对抗损失、循环一致性损失函数的基础上，添加身份损失函数，以避免训练过度；然后，组建样本集来训练网络，使其学习常规逆时偏移成像结果和最小二乘逆时偏移成像结果之间的映射关系；最后，利用其他合成数据和实际资料测试网络效
地质与勘查工程 | 黏弹介质时空域高斯波包偏移

地质与勘查工程 | 黏弹介质时空域高斯波包偏移

摘要：基于Katchalov提出的矢量时空域高斯束表达式，构建弹性波介质中的矢量时空域格林函数；使用Kirchhoff-Helmholtz积分解得到检波点矢量波场，并利用散度、旋度算子在矢量波场中分离出纯纵波和纯横波分量；基于衰减补偿原理，对波场进行衰减补偿，最后使用震源归一化成像条件得到PP、PS成像结果。数值实验证明了所提方法的正确性和适应性。结果表明，所提方法相比于传统的高斯束方法，成像精度
地质与勘查工程 | 基于多阶振幅谱面积差的Q值估计方法

地质与勘查工程 | 基于多阶振幅谱面积差的Q值估计方法

摘要：常规Q值估计方法易受频段、子波叠加及噪声等因素的影响。为此，在振幅谱指数项1～4阶泰勒级数展开基础上推导出不同阶次振幅谱面积差的Q值估计方法（ASAD法），并将对数谱面积差法（LSAD法）及1～4阶ASAD法应用于实际叠前CMP道集中。结果表明：相对于LSAD法而言，不同阶次ASAD算法受频段选择及子波宽度的影响更小，抗噪性更强；新方法还可以处理复杂叠后数据，并能够获得良好的Q值估计结果；2
地质与勘查工程 | 套管中弯曲型Lamb波频散特征的理论和实验分析

地质与勘查工程 | 套管中弯曲型Lamb波频散特征的理论和实验分析

摘要：通过建立钻井液、套管和水泥等多层介质模型，理论模拟和实验测量相结合研究弯曲型Lamb波在套后耦合不同速度水泥时的频散、衰减以及全波波形。理论模拟结果发现若测量频段弯曲型Lamb波的相速度与水泥纵波速度相交，弯曲型Lamb波的频散曲线在相交的频率点会出现速度跃变，频散曲线不再连续，且断点前后其衰减值差异大，接收到的直达弯曲型Lamb波也展现出两个紧凑的波包。实验结果也印证了频散曲线不连续的现象
地质能源开采工程 | 钻井液连续波传输相位偏移规律建模与分析

地质能源开采工程 | 钻井液连续波传输相位偏移规律建模与分析

摘要：钻井液连续波传输时因相位偏移导致的波形畸变是阻碍其现场应用的关键问题之一，探明相位偏移规律对于开发钻井液连续波信息传输技术具有重要意义。假设同一钻柱截面钻井液压力相等且钻井液流速存在径向分布，基于二维轴对称瞬态流动理论，采用小信号分析方法，建立钻井液连续波相移模型并给出适用条件，最后采用地面试验进行验证。利用该模型分析频率、传输距离、钻井液密度及黏度、钻柱内径对相位偏移量的影响。结果表明：相
地质能源开采工程 | 布齿方式对PDC齿破岩特性影响

地质能源开采工程 | 布齿方式对PDC齿破岩特性影响

摘要：PDC钻头广泛应用于软到中硬地层，合理的布齿方式有利于提高破岩效率。针对不同PDC钻头布齿方式，设计PDC齿破岩试验方案，通过切削力变化特征、岩屑分布特征、切削槽形貌以及岩石微观破碎特征等探究PDC齿破岩特性与破岩机制。结果表明：合理的切削齿出露高度和布齿密度有利于降低破岩比能，提高破岩效率；切削深度影响切削槽表面的微裂纹分布和切削槽底部微裂纹层的厚度，且该裂纹损伤区产生的边界效应能够有效促
地质能源开采工程 | 考虑层理缝岩性差异的页岩油藏压裂水平井动态分析方法

地质能源开采工程 | 考虑层理缝岩性差异的页岩油藏压裂水平井动态分析方法

摘要：针对页岩储层近水平方向层理缝发育，且层理缝两侧岩性存在较大差异的特点，建立同时考虑层理缝和微裂缝的页岩油藏压裂水平井模型，其中层理缝两侧为页岩与泥岩基质的不稳态窜流；页岩基质考虑有机质吸附和无机质滑移效应。基于Laplace变换与叠加原理求得压裂水平井定产量生产时的压力动态，与经典Kazemi非稳态窜流模型对比，验证本模型的正确性，进一步分析压裂水平井压力及产量的影响因素。结果表明：压裂水
地质能源开采工程 | 基于深度学习加速的油藏数值模拟自动历史拟合方法

地质能源开采工程 | 基于深度学习加速的油藏数值模拟自动历史拟合方法

摘要：历史拟合是降低油藏模型不确定性的重要方法，是对油藏进行生产动态预测和开发方案设计的基础。由于油藏模型往往包含数十万甚至数百万个不确定参数，重复调用油藏数值模拟器将对历史拟合的计算效率造成严重影响。针对该问题，提出一种基于多样视角深度全卷积编码-解码神经网络的油藏数值模拟代理模型构建方法。模型包含编码-解码单元和时间处理单元两部分，嵌入多样视角网络（VoVNet）的编码-解码单元实现输入参数的
地质能源开采工程 | 低渗灰岩油藏气水均衡驱替主控参数合理界限及开发效果评价

地质能源开采工程 | 低渗灰岩油藏气水均衡驱替主控参数合理界限及开发效果评价

摘要：为制定中东低渗生屑灰岩油藏注气注水均衡驱替合理开发技术政策，设计开发因素正交试验模拟，运用组分模型数模技术，并通过二元次模型创建开发主控参数正交图版，明确气水协同注入均衡驱替的主控参数界限；在此基础上，构建基于数模预测的开发动态模糊综合评价体系，定量表征油井生产差异性，评价开发效果，指导矿场先导试验区优选。结果表明：注气注水开发主控参数对采出程度的影响由大到小排序为注气速度、注入时机、采油速
地质能源开采工程 | 一种测定煤储层水相赋存空间的新方法

地质能源开采工程 | 一种测定煤储层水相赋存空间的新方法

摘要：提出一种基于扫描电子显微镜和能谱分析相结合的含气煤样水相空间分布特征测试方法，采用新方法开展沁南盆地高阶煤样品水相赋存特征试验。结果表明：测试结果与核磁共振试验结果吻合性较好，验证了新方法的可靠性；煤岩微孔（孔径小于2 nm）和介孔（孔径为2～5 nm）多为疏水性壁面，水相在毛管阻力作用力影响下难以进入孔径约20 nm以下的孔隙和裂隙中；与现有核磁共振试验等方法相比，新方法具有测试流程简便、
地质能源开采工程 | 表面活性剂对油湿性致密砂岩渗吸作用与界面协同效应

地质能源开采工程 | 表面活性剂对油湿性致密砂岩渗吸作用与界面协同效应

摘要：为探索不同表面活性剂对油湿性致密储层的渗吸排油效果，系统对比阴离子、非离子、阳离子和两性离子4大类型17种表面活性剂渗吸排油效率，分析不同类型活性剂对致密储层渗吸排驱效果的差异及其机制，开发致密储层高效排驱的表面活性剂配方，确立致密储层高效排驱对表面活性剂界面张力和接触角性能的界限。结果表明：试验条件下阴离子、非离子表面活性剂对致密岩心的渗吸排油效率在18.4%～27.2%，显著高于阳离子、
地质能源开采工程 | 基于GA-Elman神经网络的煤层气临界解吸压力预测

地质能源开采工程 | 基于GA-Elman神经网络的煤层气临界解吸压力预测

摘要：通过遗传算法（GA）和Elman神经网络，建立GA-Elman神经网络煤层气临界解吸压力预测模型，以最小水平主应力、储层压力、储层温度、埋深、含气量以及见气前日产水量6个储层参数作为输入数据，对煤层气临界解析压力进行预测。结果表明，模型的预测值与实际值的相关系数高达0.99，平均绝对误差仅为10.8%。关键词：煤层气；临界解析压力；神经网络；遗传算法中图分类号：TD 712；T
地质能源开采工程 | 气溶胶发生器制备气溶胶体系影响因素

地质能源开采工程 | 气溶胶发生器制备气溶胶体系影响因素

摘要：针对气窜控制方法中高含水率易对地层造成伤害的问题，利用气溶胶作为气窜调控技术，研究气溶胶气液比、气液流量和压力的主要影响因素。利用ANSYS中Fluent等软件对气溶胶发生器的结构进行设计，研究气液质量流量和气液腔尺寸对气溶胶发生器内气液流动规律的影响，模拟计算气液注入参数与发生器出口压力的关系。结果表明：在一定的气体入口质量流量下，液体存在一个合理的流量区间，液体的上限流量和下限流量都随着
能源装备与控制工程 | 高压电脉冲破碎非均质花岗岩数值模拟

能源装备与控制工程 | 高压电脉冲破碎非均质花岗岩数值模拟

摘要：对高压电脉冲破碎机制的研究是提高钻井破岩效率和优化电脉冲电参数的关键。利用颗粒流离散元软件及Voronoi划分建立非均匀介电性质的花岗岩模型，从电流场、电路场、电击穿场进行等离子通道生长过程仿真，并分析非均质度对击穿路径的影响；对比不同花岗岩的电破岩效率和电脉冲破岩效果。结果表明：花岗岩的非均质度增大使得初始电场极值增大，相应地降低了电破岩的能量需求；等离子通道的生长方向存在优先发展区域，等
能源装备与控制工程 | 20号钢环焊缝中夹杂物对氢扩散行为影响

能源装备与控制工程 | 20号钢环焊缝中夹杂物对氢扩散行为影响

摘要：氢气大规模输送是实现中国“双碳”战略目标的重要环节，但将氢气掺入现有天然气管网可能引发管道氢脆，焊缝处存在严重的应力集中，更易导致氢富集进而可能导致管道失效。采用ABAQUS软件建立含夹杂的20号钢环焊缝二维模型，利用热力耦合方法分析焊接温度场及残余应力场；在考虑接头组织不均匀性和焊缝处存在残余应力的基础上进行氢扩散仿真模拟，分析夹杂分布、取向和形状对焊缝中氢扩散特性的影响规律。结果表明：当
能源装备与控制工程 | “8”字形盘密封螺旋泵排液特性

能源装备与控制工程 | “8”字形盘密封螺旋泵排液特性

摘要：圆盘密封螺旋泵具有排量大、磨损小、介质适应性强等优点，但其使用过程中存在振动大、不能实现完全的自驱动等问题。针对这些问题，提出“8”字形盘密封螺旋泵，基于其工作原理构建泵送过程的几何模型，建立“8”字形密封螺旋泵排液体积的数学模型，分析啮合副型面参数对排液过程工作特性的影响机制。结果表明：单个转动周期内螺杆增压段螺槽被密封盘分为两个腔室，“8”字形盘密封螺旋泵排液体积较同半径下的圆盘密封螺旋
能源装备与控制工程 | 孔隙密度对多孔介质燃烧器燃烧特性影响

能源装备与控制工程 | 孔隙密度对多孔介质燃烧器燃烧特性影响

摘要：建立多孔介质燃烧器的数学物理模型，运用Fluent模拟软件对其进行数值计算，研究多孔介质孔隙密度变化对燃烧特性和污染物排放的影响。结果表明：随着孔隙密度增大，火焰区域会逐渐往下游移动;沿着流动方向孔隙密度从10 PPI逐渐增大到45 PPI的变化结构更有利于热量传递，相较于其他孔隙密度分布其燃烧特性更好，氮氧化物生成量也相对较低，径向方向孔隙密度内部加密结构有更高的燃烧温度和稳燃上限。关
能源装备与控制工程 | 基于动态深度可分离卷积神经网络的管道泄漏孔径识别

能源装备与控制工程 | 基于动态深度可分离卷积神经网络的管道泄漏孔径识别

摘要：针对传统模型为提高管道泄漏检测的精度而导致的模型结构复杂度、参数量和计算量大的问题，提出一种基于动态深度可分离卷积神经网络的管道泄漏孔径识别方法；动态卷积层将提取到的泄漏信号特征经过通道注意力权值计算和动态权值融合，通过动态深度可分离卷积层获得更强的特征表达能力，利用全局平均池化层降低网络模型参数，通过全连接层识别管道泄漏孔径。结果表明：新方法具有较高的识别精度，克服了传统模型资源开销大、功
能源装备与控制工程 | 旋转导向系统稳定平台自适应动态面控制

能源装备与控制工程 | 旋转导向系统稳定平台自适应动态面控制

摘要：井下的多种干扰因素为旋转导向系统稳定平台的控制器设计增加了复杂性。为了应对未知摩擦力矩和建模误差对稳定平台的不良影响，提出一种自适应神经网络动态面控制方法，该方法使用RBF神经网络逼近摩擦及干扰力矩，设置状态观测器获取由于相关参数不确定导致的建模误差，并引入动态面方法避免传统反步控制带来的“微分爆炸”，最后使用李雅普诺夫法证明系统的稳定性。结果表明，该控制方法在稳定平台模型存在摩擦力矩、未知
能源化学与材料工程 | 加氢反应前后沥青质中官能团及氢键作用变化

能源化学与材料工程 | 加氢反应前后沥青质中官能团及氢键作用变化

摘要：以玉门常渣和马瑞常渣抽提所得沥青质为原料，分别在渣油体系和十氢萘体系中进行加氢反应，以红外光谱考察加氢反应前后沥青质的官能团及氢键谱带变化。结果表明：沥青质碳骨架主要以高度稠合的芳香结构为主，加氢后饱和结构进一步降低；氮元素主要以吡咯氮和吡啶氮形式存在于沥青质中，加氢后吡啶氮和吡咯氮含量均增加；沥青质中的氧主要以羟基形式存在，基本不含羰基结构；除噻吩结构外，沥青质中还含有硫醚和亚砜等含硫结构
能源化学与材料工程 | 聚甲氧基二己基醚的合成与分离

能源化学与材料工程 | 聚甲氧基二己基醚的合成与分离

摘要：以强酸性阳离子交换树脂（SQUPC-4）为催化剂，正己醇和三聚甲醛（TOX）为原料，合成一种新型的含氧燃料聚甲氧基二己基醚（PODHEn），考察对其合成与分离方法。结果表明：当正己醇和TOX的物质的量比为1∶0.6、反应温度为100 ℃、催化剂用量（质量分数）为4%、反应时间为2.5 h时，目标产物PODHEn的收率超过84%；PODHEn精馏过程最优工艺参数为回流比5、塔顶采出比0.338
能源化学与材料工程 | 羟氨强化硫自养反硝化与厌氧氨氧化协同脱氮效果

能源化学与材料工程 | 羟氨强化硫自养反硝化与厌氧氨氧化协同脱氮效果

摘要：针对硫化物基质对硫自养反硝化与厌氧氨氧化协同脱氮体系的抑制问题，采用UASB反应器，通过逐渐增加进水羟胺质量浓度实现耦合体系高效脱氮。结果表明：在水力停留时间（tHRT）为4 h，进水NH+4-N和NO-3-N质量浓度分别为60和125 mg/L条件下，实现总氮去除负荷达1.05 kg/（m3·d），其中厌氧氨氧化贡献率达76%～95%，是未投加羟胺时的1.55倍；羟胺的投加能够促进耦合系统

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