- 任启强;金强;冯振东;冯建伟;杜赫;张亚军;
基于岩心资料、成像测井裂缝参数的统计,考虑后期构造应力作用对先存裂缝岩体破坏方式的影响,推导塔里木盆地和田河气田海西晚期和喜马拉雅期裂缝参数叠加算法。结合三维有限元数值模拟方法,针对和田河气田的两个关键造缝期(海西晚期和喜马拉雅期)进行古构造应力场数值模拟,以两期裂缝参数叠加方式为指导,预测和田河气田奥陶系生物灰岩段构造裂缝的分布规律,并结合开发资料进行验证。结果表明,构造裂缝表现出较强的期次性,包括海西早期的低角度剪切缝、海西晚期的中—高角度构造剪切裂缝以及喜马拉雅期的高角度构造剪切缝。后期应力作用在具有先存裂缝的岩石上,产生的情况包括三种:岩石不发生破裂;岩石只沿先存裂缝发生扩展;岩石既沿先存裂缝发生扩展,又产生新的裂缝。相对于玛4井区,玛5井区的裂缝密度低、开度大,导致其产量较低。玛4井区和玛5井区在平面上裂缝通而不畅,油气不易横向运输,只能在独立构造带区间进行运移。
2020年06期 v.44;No.242 1-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 2423K] [下载次数：629 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：0 ] - 李雄炎;秦瑞宝;平海涛;曹景记;汪鹏;
分析复杂孔隙结构和强非均质性储层渗透率的影响因素,引入流动单元指标,耦合决策树分类模型;基于测井曲线及其衍生参数,建立适用于复杂油气储层的高精度渗透率模型;采用高精度渗透率模型精细处理某油田白垩系石灰岩储层的10口取芯井,与岩心渗透率、比采油指数进行对比。结果表明:在划分复杂油气储层纵向流动单元时,决策树分类模型及每一类流动单元中孔隙度与渗透率的函数关系均需具备较高的精度;高精度渗透率模型大幅度地改进石灰岩储层渗透率的计算精度,尤其是在渗透率大于100×10~(-3)μm~2的中高渗层;高精度渗透率模型所计算的渗透率无论是与岩心渗透率,还是与比采油指数的相关性均较好,即能更准确地表征流体在岩石孔隙与喉道中的渗流能力,证实方法的可行性和正确性。
2020年06期 v.44;No.242 14-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1889K] [下载次数：648 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：0 ] - 蔡东梅;杨会东;孙立东;刘朋坤;杨丽瑛;石荣;
鉴于松辽盆地大型湖盆浅水三角洲沉积体系中废弃河道平面组合面貌和成因的复杂性,及其对老油田剩余油潜力有效开发的重要性,以大庆长垣河流-三角洲高弯曲分流河道为研究对象,以丰富的岩心、测井和高密度三维地震资料为基础,综合利用不同成因废弃河道的地球物理综合响应特征分析、岩心观察描述及地震沉积学等技术手段,系统分析渐弃型、轻度废弃型及重度废弃型3种废弃河道测井相、地震波形及振幅属性特征,建立"井点微相控制与地震沉积学平面预测协同分析"的废弃河道精细描述方法,实现复杂废弃河道的精细识别。结果表明:井震结合废弃河道精细描述方法使废弃河道的平面识别精度提高11%;依据废弃河道分布的复杂程度,可建立截弯取直模式、可分连续多河道模式、交叉连续多河道模式、交叉不连续鳞片状模式4种分布模式;应用上述模式指导废弃河道导致的"局部遮挡型"剩余油精细挖潜,应用效果良好,能够为水聚两驱综合措施调整提供可靠的依据。
2020年06期 v.44;No.242 21-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1942K] [下载次数：389 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 戴永寿;张鹏;万勇;孙伟峰;张彧豪;韩浩宇;吴莎莎;
利用智能信息处理技术,研究时变子波提取及其在地震资料智能处理中的应用。首先提出采用互补集合经验模态分解和极零点配置方法,分别估计子波振幅谱与相位谱,从而实现时变地震子波的准确提取。然后基于稀疏表示理论构建复杂噪声干扰下的叠后非平稳反褶积目标函数,利用提取的子波与分裂Bregman迭代法反演反射系数序列。最后研究时变子波在叠前偏移成像中的应用方法,并验证基于时变子波的地震资料智能处理技术在实际地震数据处理方面的有效性。结果表明:基于稀疏表示的叠后非平稳反褶积方法在复杂噪声干扰下反演反射系数序列,提高地震资料的分辨率;通过准确估计震源子波,拓宽叠前资料频带,能更加真实地反映地层结构,进一步提高成像精度。
2020年06期 v.44;No.242 28-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1934K] [下载次数：365 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 李林;张广智;张佳佳;李恒新;郭彦民;
首先推导非均匀HTI介质纵波反射系数的傅里叶系数表达式,分析傅里叶系数对各参数的敏感性,提出一种基于反射振幅傅里叶系数的裂缝弱度反演方法,通过傅里叶级数分解分别进行各向同性参数反演和裂缝弱度参数反演。结果表明:该方法将不同入射角下的二阶傅里叶系数正、余弦分量作为反演的输入,可有效地减少数据占用存储空间,提高裂缝弱度参数反演的效率;在地震数据含一定噪声的情况下仍可得到稳定合理的裂缝弱度反演结果,可进一步指导裂缝储层的识别;模型测试和实际应用结果证明了该方法的稳定性和有效性。
2020年06期 v.44;No.242 36-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 3297K] [下载次数：287 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 李新;倪卫宁;米金泰;康正明;闫立鹏;宋朝晖;
分析随钻微电阻率扫描成像方法和探测器方案,研制一种新型随钻高分辨率电阻率成像工程仪器,并通过现场应用试验验证仪器的可行性和可靠性。基于非接触式耦合侧向电阻率测量原理,分析随钻条件下的井筒电场建立和扫描成像方法,形成上下两个发射电极聚焦、中间3个成像电极接收的电极系组合方案。利用电磁场有限元仿真确定电极系源距和仪器探测特性。结果表明:仪器的裂缝电阻率真值分辨率与成像电极直径相当,扫描图像上对5 mm裂缝有可辨识响应;高速采集电子系统和多传感器组合在仪器动态旋转下检测电阻率信号和工具面角度,可实现高转速下的128扇区全井筒覆盖的地层图像;研制的随钻电阻率成像仪器在现场试验中获得了高分辨率的地层图像,随钻电阻率曲线与电缆测井数据高度吻合,且分辨率更高,能更好地分辨出薄层信息。
2020年06期 v.44;No.242 46-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1749K] [下载次数：272 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ]
- 刘合;刘伟;王素玲;董康兴;
体积压裂过程中套管变形失效成为影响低渗透油田高效开发的难题。通过对体积压裂区实现全局嵌入Cohesive单元和渗流节点,并在体积压裂区预制天然裂缝,运用应力-渗流耦合的方法,完成体积压裂过程中套管两侧复杂裂缝网络非均匀扩展过程的刻画并进行仿真初探。初探结果表明,裂缝的非均匀扩展改变了套管内壁应力周期性变化的规律,使套管的最大应力区域发生偏移,破坏了套管的内壁应力周期对称性分布。综述其研究进展和发展趋势,总结出可通过刻画出的复杂裂缝网络群体非均匀扩展过程对水平井套管的影响规律,从体积压裂下非均匀载荷对套管强度影响这一视角修正水平井大规模体积压裂用套管强度设计方法,为保障压裂工况下套管使用寿命提供理论支持。
2020年06期 v.44;No.242 53-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1980K] [下载次数：762 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：17 ] |[阅读次数：0 ] - 赵健;徐依吉;孙宝京;常方瑞;韩晓强;
为有效利用粒子射流能量,实现粒子射流井底全覆盖并避免对套管壁冲蚀,运用计算流体力学欧拉-拉格朗日方法,建立粒子射流喷射钻塞的计算流体力学模型,阐明固液两相粒子射流喷射钻塞的流场特性,优化设计钻塞参数,并进行试验验证。结果表明:粒子冲击塞面后开始反弹,速度明显降低,井底最高压力分布在冲击区;随周向喷嘴个数增加水泥塞冲蚀速率先逐渐增加后减小,6个周向喷嘴时冲蚀速率最大;中心喷嘴的加入消除了井底中心处低速区,使中心漩涡也明显减弱;喷嘴倾斜角为5°时,平均冲蚀率最大,对井壁冲击力最小;喷距为3 cm(约5倍喷嘴直径)钻塞效果较好;全尺寸地面试验表明粒子射流可有效覆盖整个井底,实现水泥塞快速钻进。
2020年06期 v.44;No.242 63-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 2392K] [下载次数：233 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 王江帅;李军;柳贡慧;罗鸣;任美鹏;
为实现基于井下分离的深水双梯度钻井早期气侵监测,基于井筒气液两相流理论,建立考虑密度突变的气液两相流模型。通过实例对比气侵发生后深水双梯度钻井和常规单梯度钻井环空出口液相表观速度和出口流量变化规律的差异性,分析不同井深、气侵量、分离器位置、重/轻质钻井液密度差、排量及井口回压条件下的环空出口流量变化。结果表明:气侵发生后,当气体前沿到达分离器位置时,深水双梯度钻井环空出口液相表观速度和流量变化率均发生二次突增;井深越深、气侵量越小、分离器与钻头间距越小、重/轻质钻井液密度差越小、排量越大,均会导致突增后的环空出口流量变化率减小;通过监测环空出口流量的早期气侵监测新方法在气体前沿到达分离器位置时即可进行气侵识别,有利于更早地发现气侵并及时采取控制措施,保证深水钻井安全。
2020年06期 v.44;No.242 73-78页 [查看摘要][在线阅读][下载 1662K] [下载次数：336 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 孙致学;姜传胤;张凯;庄丽;任小庆;王强;
增强型地热系统(EGS)是实现干热岩地热能资源开发利用的关键技术。以二氧化碳为载热工质的新型增强型地热系统(CO_2-EGS)具有节能、高效及温室气体减排的多重优势。应用分形几何理论构建考虑裂缝长度、密度和连通性不同参数组合的离散裂缝模型,基于局部非等温热平衡理论建立CO_2在裂缝系统内渗流-传热-应力多物理场耦合数学模型,并进行有限元数值求解。结果表明:热储裂缝特征参数、空间拓扑结构和注采压力是影响CO_2-EGS运行寿命及采热效率的关键因素;高穿透系数裂隙系统匹配高注采压差可获得较高采热效率,而低穿透系数裂隙系统采热效率随注采压差升高而降低;裂隙静态特征参数与注采井压差的合理匹配是实现CO_2-EGS采热效率最大化的关键因素。
2020年06期 v.44;No.242 79-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 2693K] [下载次数：1379 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：41 ] |[阅读次数：0 ] - 张先敏;吴浩宇;冯其红;刘珊;吴海明;
中国主要含煤盆地普遍存在多煤层叠置现象,对该类地区的煤层气开发普遍采用多层合采方式,导致合采煤层气井的分层产气动态响应特征更加复杂。根据煤层气多层合采流动机制,构建封闭边界条件下多层合采煤层气藏渗流产出数学模型,并绘制双层合采煤层气井的无因次井底压力动态响应和分层产气量曲线图版。结果表明:典型曲线图版具有早期续流段、早期过渡流段、系统径向流段、边界差异响应流段以及系统边界线性流段5个明显的特征阶段;由于层间矛盾突出,导致分层产气贡献比例大多偏离于其地层系数比,晚期分层产气贡献比例与各层的地质储量比基本一致;确定各煤层的吸附系数、弹性储容比与窜流系数的差异是影响合采煤层气井分层产气贡献比例分配的主控因素。
2020年06期 v.44;No.242 88-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 2222K] [下载次数：366 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：0 ]
- 王富强;梁华旭;林波;程子明;史绪航;陈智超;
薄膜钙钛矿光伏电池的光学设计不仅可以提高其能量转化效率,还可以降低其厚度,增强柔性。基于基本电磁理论,采用时域有限差分法(FDTD)求解麦克斯韦方程组的方法设计一种SiO_2电介质纳米球,用来增强入射太阳光耦合进入到薄膜钙钛矿光伏电池的能力,以提高钙钛矿光伏电池的光谱吸收率。分析电介质纳米球的位置、半径和填充率对钙钛矿光伏电池的光谱吸收率和光生电流的影响。结果表明,采用前后双置电介质纳米球的钙钛矿光伏电池的光生电流可以达到25.5 mA/cm~2,比不采用电介质纳米球钙钛矿光伏电池的光生电流提高了14.8%。
2020年06期 v.44;No.242 97-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1812K] [下载次数：387 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 刘明;徐伟华;许康;王照亮;
界面热阻是影响热输运过程的关键因素,应用非平衡分子动力学方法研究石墨烯薄膜与半导体(硅、氮化镓)之间的热输运规律,研究温度、石墨烯层数对界面热输运过程的影响。通过声子态密度曲线,分析界面两侧声子的耦合程度,从而分析影响热输运的内部因素。结果表明:随着温度升高,硅与石墨烯之间的界面热导及氮化镓与石墨烯之间的界面热导均呈增加趋势,这主要是由于随着温度升高,原子间声子态密度的耦合程度增加;随着石墨烯层数增加,界面热导呈下降趋势,下降速度逐渐减弱;硅与石墨烯之间的界面热导小于氮化镓和石墨烯之间的界面热导值;随着温度升高,氮化镓基体与石墨烯之间界面热导值的增长幅度要大于硅基体与石墨烯之间界面热导的增长幅度。
2020年06期 v.44;No.242 103-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1921K] [下载次数：505 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 袁新安;李伟;齐昌超;崔铭芳;陈国明;殷晓康;赵建明;蒋维宇;
传统交流电磁场检测(ACFM)技术依靠特征信号Bz峰值间距和Bx波谷评估裂纹尺寸,未考虑裂纹长度和深度对特征信号交互影响,造成裂纹尺寸及剖面评估精度不足。针对这些问题,建立海水环境ACFM三维仿真模型,深入分析裂纹长度和深度对特征信号的影响规律,在此基础上提出两步插值裂纹尺寸评估算法和分割插值裂纹剖面重构算法,搭建水下ACFM试验系统并开展不同尺寸裂纹检测试验。结果表明:裂纹深度变化对特征信号Bz峰谷间距不产生影响,长度小于30 mm的裂纹长度对特征信号Bx波谷影响较大;基于特征信号Bx和Bz两步插值算法可实现裂纹长度和深度的高精度评估,长度和深度评估最大误差分别为3.0%和7.5%;基于特征信号Bx分割插值算法可实现裂纹剖面高精度可视化重构,重构最大误差为5.7%。
2020年06期 v.44;No.242 109-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 2287K] [下载次数：401 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：15 ] |[阅读次数：0 ] - 刘锋;杨玉超;席丰;
基于蒙特卡洛理论通过数值模拟方法研究锈蚀率和壁厚分布场的标准差对管道宏观力学行为的影响机制。首先基于随机理论建立目标锈蚀率为15%、45%和70%,标准差为0.02、0.06和0.10 mm,共计2 700个管道壁厚的非平稳随机场;然后将壁厚随机场映射为有限元模型单元厚度,应用考虑损伤的材料本构模型,进行对应数量的数值拉伸试验。结果表明:管道的锈蚀率和管壁分布场的标准差共同主导管道的宏观拉伸力学行为;相同标准差下,较高锈蚀率对应的管壁更容易在薄弱位置产生应力集中,导致管道失效;相同锈蚀率下标准差的提高将加剧壁厚分布不均匀性,较低的拉伸荷载即引起薄弱位置产生损伤,并导致裂纹扩展角度和发展路径的随机性,从而降低管道强度和断裂应变。
2020年06期 v.44;No.242 116-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 2955K] [下载次数：218 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 朱葛;董世民;
往复泵的空化问题会显著影响其工作性能。基于CFD空化模型,通过动网格技术与UDF用户自定义程序建立往复泵吸入冲程内的三维动态仿真模型,仿真过程中分别设定不同的吸入压力,监测泵体内气相体积随时间的变化情况,讨论吸入压力与空化程度的关系,对比空化程度对阀盘运动特性以及水击现象的影响。结果表明:吸入压力对空化现象影响明显,而空化加剧了阀盘运动过程中的速度波动,增大了阀盘落座时的冲击速度以及滞后关闭角;基于空化模型建立的仿真方法可以描述吸入压力较低时泵缸内发生的水击现象,利于简化试验过程。
2020年06期 v.44;No.242 124-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 2386K] [下载次数：472 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：13 ] |[阅读次数：0 ]
- 季节;董阳;杨跃琴;索智;郑文华;
为研究不同类型温拌剂对橡胶沥青路用性能的影响,基于针入度体系、SHRP体系及表面自由能、红外光谱等试验手段,从微、宏观角度对稀释类(芳烃油、煤油)、有机蜡类(RH、Sasobit)、表面活性剂类(Evotherm)及沸石类(Aspha-min)4类温拌技术、6种温拌橡胶沥青进行性能评价。结果表明:从降黏效果看,当温度低于145℃时,有机蜡类的降黏效果最好,次之为稀释类,第三为表面活性剂类,最差为沸石类;当温度高于145℃时,表面活性剂类的降黏效果最好,次之为稀释类,第三为有机蜡类,最差为沸石类;从性能看,有机蜡类温拌橡胶沥青的高温性能好而低温性能差,而稀释类温拌橡胶沥青的低温性能好但高温性能差,表面活性剂类温拌橡胶沥青的高低温性能较为均衡,且黏附性能及抗老化性能最好。
2020年06期 v.44;No.242 133-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 2044K] [下载次数：844 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：51 ] |[阅读次数：0 ] - 时敬涛;范维玉;赵品晖;吕小博;王体宏;
采用动态力学分析(DMA)考察Sasobit对高黏沥青流变性能和常规性能的影响规律。结果表明:Sasobit表现出优越的降黏效果,随着Sasobit掺量的增加,高黏沥青135℃和180℃条件下的黏度显著降低;温度为60℃条件下的黏度和软化点升高,针入度和延度降低;在测定的温度和频率范围内,随着Sasobit掺量的增加,高黏沥青的复数剪切模量G~*、活化能以及温度敏感性增加;在温度为30～60℃内,Sasobit的加入使得高黏沥青的储存模量G′、损失模量G″和车辙因子G~*/sin δ均高于原样沥青,但随着温度的升高,差异性越来越小;随着Sasobit掺量的增加,高黏沥青的零剪切黏度η_0和恢复率R增加,而不可恢复蠕量J_(nr)减小,高温抗车辙性能得到改善;随着Sasobit掺量的增加,蠕变劲度模量S增加而蠕变曲线的斜率m减小,高黏沥青的低温性能变差。
2020年06期 v.44;No.242 141-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 2143K] [下载次数：587 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：24 ] |[阅读次数：0 ] - 陈小博;刘继霞;梁威;闫昊;王耀伟;郭振莲;刘熠斌;杨朝合;
以过剩C_4烯烃和富含稀乙烯的催化裂化干气为原料,通过烯烃歧化工艺增产丙烯。以Al-MCM-41为载体,采用溶胶-凝胶法、浸渍法和热分散法,制备钨负载量为10%的W/Al-MCM-41催化剂,并考察其催化1-丁烯与乙烯的歧化反应性能。结果表明:相较于浸渍法和热分散法,采用溶胶-凝胶法能够有效促进W物种与Al-MCM-41载体之间的相互作用,显著提高活性前驱体W-O-Si/Al物种数量,该催化剂表现出最优的2-丁烯转化率、丙烯选择性和稳定性;当反应温度为350℃、压力为0.1 MPa、1-丁烯与乙烯进料物质的量比为1∶1时,1-丁烯的转化率达到94%,丙烯的选择性达到85%。
2020年06期 v.44;No.242 149-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 2105K] [下载次数：269 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ] - 付玉娥;娄斌;龚鑫;刘东;
以环烷基重油富芳组分为原料,通过空气氧化得到不同软化点的改性沥青,考察改性沥青结构组成对液相炭化制备出的中间相沥青性质的影响规律。结果表明:随着氧化改性程度加深,得到的改性沥青中含有更多的含氧官能团,并且碳氢比(C/H)和芳香度f_A逐渐增大,缩合指数H_(AU)/C_A和周环取代率σ逐渐降低;适度氧化处理得到的改性沥青在后续液相炭化过程中可制备出具有100%广域流线纹理特征、片层堆积有序、纺丝性能优异的中间相沥青。
2020年06期 v.44;No.242 155-161页 [查看摘要][在线阅读][下载 2102K] [下载次数：485 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ] - 张英男;李汝传;于顺昌;郭牧之;燕友果;郭文跃;张军;
利用分子动力学模拟方法优选适用于深层高温高压条件下流体物性模拟的分子力场。基于OPLS、COMPASS、CVFF和PCFF力场模拟计算5种典型深层原油组分在不同温度和压力条件下的密度和黏度,并与AP1700物质物性平台数据进行对比,验证OPLS力场的可靠性。以正辛烷和间二甲苯为例,采用从头算分子动力学模拟与分子动力学模拟相结合的方法研究2种原油分子内碳原子间的成键特征,考察温度条件对成键性质的影响。结果表明:OPLS力场可为深层原油的物性模拟提供准确的计算结果,为最适用的分子力场;在当前深层油藏条件下,从头算分子动力学模拟与分子动力学模拟所得的成键特征均没有随温度改变而产生明显变化,原油分子的成键特征对温度条件不敏感;模拟所得成键特征吻合良好,证实OPLS力场在深层条件下模拟原油物性时具备较高的可靠性。
2020年06期 v.44;No.242 162-169页 [查看摘要][在线阅读][下载 2417K] [下载次数：524 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：21 ] |[阅读次数：0 ]