中国石油大学学报(自然科学版)

地下探测技术及应用

  • 基于多尺度特征提取的U-Net网络微地震定位方法

    黄建平;王秋阳;李媛媛;黎国龙;苏来源;路依霖;李三福;段文胜;雷刚林;

    微地震定位是微地震监测的核心任务,面对当前海量的地震数据,传统的定位方法已无法满足实时定位的需求。为此,利用深度学习技术,提出一种基于U-Net网络为主要架构的微地震震源定位方法,通过融合双交叉注意力模块和空间空洞金字塔池化模块,增强网络对微震数据中波形特征的提取能力,提升震源位置预测精度。最后,利用简单层状和复杂速度模型生成合成数据进行实验测试,并与U-Net和Att-Unet网络对震源位置预测误差精度进行对比分析。结果表明,所构建的网络模型在震源预测精度以及网络性能上均优于其他网络模型,并且对低信噪比的微地震数据也有较好的预测效果。

    2026年01期 v.50;No.273 1-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 3607K]
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  • 基于生成扩散模型的智能绕射波分离方法

    姚宗惠;马超;段沛然;曹孟郡;李佼佼;

    绕射波中蕴含着丰富的与断层、尖灭、盐丘以及缝洞型储集体等非均质性构造关键的信息,但传统基于平面波分解(PWD)和深度学习的方法在复杂数据下的分离精度仍不理想。条件去噪扩散概率模型(c-DDPM)是一种高级的深度生成模型,具有高度的可追踪性和灵活性。通过卷积建模高效生成训练数据集并使用c-DDPM有效分离完整波场数据中的地震绕射波。在训练过程中,全波场数据作为条件输入,绕射波数据作为目标输出。训练完成后,c-DDPM能够从全波场数据中分离出绕射波。在合成数据集和实地数据集测试c-DDPM的性能。结果表明,所训练的c-DDPM能够学习地震绕射波的重要特征,并在共偏移距域中有效分离绕射波。

    2026年01期 v.50;No.273 12-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 5537K]
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  • 强剩磁条件的非凸优化反演方法研究

    朱丹;曹丹平;

    磁异常模量稀疏反演是获取高分辨率剩磁模型的有效方法,其本质是磁性模型的L_0范数极小。但L_0范数计算求解困难,传统方法通过凸近似函数逼近L_0范数,虽能实现目标函数梯度的稳定计算,却难以控制反演模型体积。构建包含数据拟合项、模型约束项和L_0范数约束项的磁异常模量反演优化模型,采用迭代硬阈值方法实现L_0范数的稳定迭代计算,从而实现强剩磁条件反演模型边界的清晰刻画及尺度可控。通过理论模型实验验证方法有效性与稳定性,并应用于江苏冶山地区,构建成矿岩体的磁性模型,为深部找矿提供科学依据。结果表明,该方法可在保证数据拟合精度的前提下,实现模型尺度渐近线性收敛,从而获得目标体积的强剩磁反演模型。

    2026年01期 v.50;No.273 23-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 4854K]
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  • 基于Fourier近似Wasserstein距离的隐式全波形反演方法

    陈星铨;黄兴国;王乃建;雷云山;许银坡;

    全波形反演作为一种高分辨率地下成像技术,在实际应用中仍面临低频数据缺失、周期跳跃以及噪声干扰等一系列挑战,因此提出一种基于Fourier近似Wasserstein距离的隐式全波形反演方法。在目标函数层面,利用Wasserstein距离与Fourier系数之间的有界关系,构建基于Fourier近似的低频增强型目标函数。通过对地震数据中低波数成分进行加权增强,提高模型背景速度的恢复质量,从而有效缓解周期跳跃问题。在模型重参数化层面,引入基于正弦激活函数的神经网络对速度模型进行隐式表征,利用其连续的高维映射特性替代传统的离散网格表示,在提高模型表征自由度的同时为反演过程引入由参数化带来的平滑约束。选取Marmousi、Marmousi2和SEG Salt 3个典型模型,分别在低频缺失、线性初始模型、含噪场景和强散射介质等条件下评估方法的有效性。结果表明,在初始模型较差、低频缺失、噪声干扰和强散射等复杂条件下,所提方法均表现出优异的鲁棒性与收敛性,能够有效克服周期跳跃并显著提升反演精度。

    2026年01期 v.50;No.273 35-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 3728K]
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  • 深度学习优化算法在全波形反演中的性能对比

    武国宁;吴春勇;杨晓璇;李金丘;

    传统优化算法在求解全波形反演(FWI)时常面临局部极小值、对初始模型高度敏感以及收敛速度较慢等问题,制约了反演的稳定性与成像精度。针对上述问题,系统分析并比较深度学习领域中常用的多种自适应优化算法,包括随机梯度下降法(SGD)、Adam、Adagrad、RMSProp和Nadam等,并通过二维地震数据对比试验评估其在FWI中的收敛特性与成像效果。结果表明,自适应矩估计算法(如RAdam和NAdam)在收敛速度、稳定性及反演成像质量方面具有明显优势;而Adagrad在反演精度和迭代稳定性上表现较弱。合理选择深度学习优化策略对于提升FWI的反演稳定性和成像分辨率具有重要意义,可为复杂地下结构条件下的全波形反演提供新的方法支持与理论参考。

    2026年01期 v.50;No.273 45-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 4476K]
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  • 弹性波紧致有限差分数值模拟及逆时偏移

    李三福;张健男;胡兵;孙德辉;陈亮;路依霖;

    为提高地震波数值模拟及弹性波逆时偏移(ERTM)的精度,构造求解二维各向同性介质一阶应力-速度弹性波方程的交错网格紧致有限差分(CFD)格式。通过理论推导,明确该格式的差分系数、频散特性及稳定性条件,并与同阶常规有限差分(FD)格式进行对比分析。结果表明,在高波数范围内,CFD格式精度显著高于同阶FD格式,能有效压制数值频散,甚至低阶CFD格式精度可超越高阶FD格式;尽管同阶CFD格式稳定性条件更严格(允许的最大时间步长较小),但在包含低速海水层的海上地震模型中,其对数值频散的压制效果尤为突出,显著提升了反射波等关键波场的模拟精度。基于CFD格式的模拟地震记录频散效应明显减弱,成像结果更接近参考标准。这证明该格式适用于高精度地震波数值模拟及ERTM,可为海上复杂场景高精度地震数据处理提供有效解决方案。

    2026年01期 v.50;No.273 55-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 2578K]
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  • 基于融合降噪先验与多尺度特征聚合的微地震震源定位方法

    黄建平;王秋阳;李媛媛;黎国龙;路依霖;李三福;段文胜;雷刚林;

    随着地震勘探采集数据量的激增,传统微地震定位方法难以满足当前水力压裂实时定位的需求且在采集过程中受环境噪声干扰,导致信噪比较低,影响震源定位精度。为此,提出一种基于深度学习的自监督-监督混合学习方法,首先采用卷积降噪自编码器(CDAE)进行自监督预训练,在去噪的同时学习数据中的波形特征;随后将CDAE的编码器部分作为特征提取模块,与全卷积定位模块级联,构建联合定位模型;最后利用少量标签数据微调网络,实现从含噪的微地震数据到震源空间分布的非线性映射。通过线性模型和Marmousi-2模型进行试验测试并与U-Net等网络进行对比。结果表明,提出的联合定位网络在仅使用少量标签数据训练情况下,仍可实现高精度震源定位效果。

    2026年01期 v.50;No.273 65-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 3715K]
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  • 基于二维经验模态分解的稀疏反演弱信号增强方法

    陈飞旭;李振春;王伟奇;

    西部双复杂地震探区长期存在深层地震信号弱、目的层分辨率不足、构造成像刻画困难等问题,亟需一套适用于西部数据叠前道集的信噪比提升处理技术序列。提出一种基于二维经验模态分解的压缩感知弱信号增强方法。首先,通过对地震数据进行自适应分解,得到基于物理约束的高维本征模态函数(BIMFs),将深层弱信号从强背景噪声中初步分离出来;然后将BIMFs进行分组,并针对不同组别采用不同的稀疏反演参数以压制噪声;最后,通过对数据进行组合重构,获得弱信号增强的处理结果。西部实际地震数据的应用结果验证了所提方法的有效性。结果表明,该方法能够依据地震波的物理传播规律对数据实施自适应分解,有效避免深层弱反射信号因处理参数过大而受损。

    2026年01期 v.50;No.273 76-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 3257K]
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深层油气钻采工程

  • 超深井套管柱力学与控制研究若干进展及展望

    高德利;李宁;黄文君;董雪林;石小磊;

    超深井套管柱,不仅要超长下入井中,而且在高温高压、高地应力、酸性、不稳定性等地质环境中作业,承受轴向拉/压、外挤、内压、弯曲等多种载荷及复杂地层的综合作用,导致其失效风险高、服役寿命短等技术问题突出。为此,聚焦超深井套管柱安全高效作业问题,梳理套管柱力学与控制的研究进展,重点针对套管下入、外挤变形及密封完整性3个关键问题,分析国内外相关研究动态及最新成果,对其研究发展趋势进行展望并提出相关建议。研究结果表明:套管柱下入受力分析已从理想的规则井眼约束扩展到非规则井眼,其下入通过性评估方法也由常规几何法与力学法,逐步发展为数据与机理融合的多指标综合评估方法;井下套管外挤变形受多重因素影响,需结合具体地层与井况开展针对性分析,其中外挤力非均匀性与井眼曲率对套管抗外挤强度退化有显著影响;综合井筒压力分析与漏点检测方法,可有效提高多个泄漏位置的识别精度。研究结论认为:超深井套管柱力学与控制研究,正处于由传统力学分析向多学科交叉耦合研究、从纯机理研究向数据与机理融合驱动的转化阶段,未来需加强多学科交叉、机理与数据融合驱动及井下测控等方面的深入研究,以期推动超深井套管柱力学与控制研究及关键技术方法的创新发展。

    2026年01期 v.50;No.273 84-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 2218K]
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  • 深层缝洞型地层钻井液恶性漏失堵漏技术研究现状及展望

    孙金声;沈子尧;白英睿;刘凡;吕开河;杨景斌;

    缝洞型地层恶性漏失是制约深层油气安全高效钻探的关键瓶颈。对国内外在缝洞型恶性漏失堵漏技术领域的研究进展进行系统梳理,重点围绕井漏风险预测与漏层诊断、堵漏评价方法与装置、堵漏材料体系三大方向展开综述。预测上融合数据驱动与机制模型,构建多源特征融合、可解释、低延迟的智能预警体系;评价装置可模拟一定温压与缝宽条件,但难以复现多尺度动态环境;堵漏材料呈现“骨架-填充-固结”协同设计趋势,涵盖多峰级配桥接材料、高效交联材料、长期承压可固化材料及智能自适应材料。最后从以上三个方面研究展望技术趋势,提出构建一体化堵漏技术体系,为实现超深层恶性漏失从“被动应对”向“主动防控”转型提供理论支撑与技术路径。

    2026年01期 v.50;No.273 99-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 3138K]
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  • 关井求压方法在特深井井控中的适用性

    孙宝江;毕韶琨;高永海;李昊;胡泽彪;张绪亮;

    特深井钻井具有储层高温高压、井筒容积大、裸眼段穿越多个压力体系等特征,导致其关井求压过程中的井口压力演变规律与对地层压力反馈能力较常规井存在显著差异。为评估现有关井求压方法在特深井条件适用性,基于Sundrilling井控模拟软件,以塔里木某特深井为例,模拟分析碎屑岩及碳酸盐岩储层条件下,循环法和憋压法求取关井压力过程中井筒压力响应关系及求压计算精度。结果表明:循环法求取关井立压在特深井中适用性较好,但在侵入流体进入井筒中浅部后可靠性下降;由于大容积井筒存在明显压力传递滞后,憋压法易导致计算的关井立压无法真实反映地层-井筒欠平衡压差;碳酸盐岩储层中,憋压致使钻井液向地层漏失,套压与立压增长不同步,故计算所得关井立压不能有效反映地层压力。针对上述问题,提出两项修正方法:一是建立憋压法流体压缩性修正,通过识别套压滞后阶段与趋势线获取有效套压增长量;二是提出憋压-节流循环联合求压方法,通过测定漏失量并构建漏失修正系数,以修正真实关井立压。利用现场关井求压数据验证,修正后的地层压力为76.66 MPa,符合根据钻柱液柱变化所推测结果。

    2026年01期 v.50;No.273 112-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 3553K]
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  • 特深层小井眼钻井钻柱系统动力学特性

    祝效华;成耀杰;刘伟吉;

    目前基本建立了解决超深井的钻井技术体系,但在特深级万米井方面还处于研究空白。探究特深层小井眼钻进中钻柱的动力学特性是保障钻柱安全以及高效破岩的重要基础。但目前针对特深层小井眼钻柱的动力学研究仍然匮乏。建立特深层钻井的全井钻柱系统动力学数值模型,分析不同细长比钻柱在同一井深下的屈曲变形、动态应力以及振动情况。结果表明:随着钻柱细长比的不断增加,钻柱底部的受压区域长度会不断增加,使钻柱的屈曲变形更加复杂,钻柱所受压应力和剪切应力增大,钻柱的横向振动减小,轴向振动和扭转振动增大,底部钻具组合起到的稳定效果也会减弱;当钻柱细长比增大至1.29×10~5时,由于钻柱尺寸减小而带来的动力学响应会更加剧烈。

    2026年01期 v.50;No.273 125-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 3986K]
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  • 特深层强塑性地层PDC钻头高效破岩数值模拟

    刘伟吉;王勇;祝效华;席传明;党文辉;张楠;

    随着中国油气钻井由深层/超深层向特深层发展,特深层井更深、井底液柱压力更高,井底岩石的压实程度更高、塑性更强,导致传统PDC钻头破岩效率低的问题极为突出。针对该问题,以新疆南缘区块某井8 078 m深度井下岩心为研究对象,选取7种不同几何形状的PDC齿,采用室内试验与数值模拟相结合的方法,深入探讨特深层超高井底压力环境下异形PDC齿的破岩机制。从切削力、机械比能、攻击性等视角入手,分析齿面结构对PDC钻头破岩性能的影响。结果表明:在特深层高围压条件下,破岩难度显著增加,具体表现为切削力和机械比能显著增大,攻击性显著降低;在140 MPa高围压下,从切削力角度来看,平面PDC齿最大,三棱脊PDC齿最小;从机械比能来看,三棱脊PDC齿的表现较优;在攻击性方面,平面PDC齿最小,三棱脊齿PDC齿最大;综合考虑切削力、机械比能与攻击性3个指标,三棱脊齿PDC齿表现较为平衡,适合在特深层高围压强塑形地层进行钻井作业。

    2026年01期 v.50;No.273 135-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 3706K]
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  • 深层与超深层碳酸盐岩油藏打孔筛管完井结构优化与性能调控

    张宝;董长银;李梦茹;

    富满油田作为中国超深海相断控缝洞型碳酸盐岩油藏的典型代表,井壁垮塌问题严重制约其开发效率,现有裸眼完井技术难以兼顾井壁稳定性与开发作业需求。针对该技术瓶颈,提出打孔筛管完井创新方案,通过多物理场耦合分析与多目标优化方法,实现筛管结构的精准设计。首先构建筛管-垮塌区域-地层耦合有限元模型,揭示井壁垮塌工况下筛管应力分布规律;结合湍动能(K)-比耗散率(ω)剪切应力传输(shear stress transport, SST)湍流模型,量化不同孔径(10~20 mm)与孔密(10~20孔/m)对过流能力的影响机制。结果表明:筛管基体最大Mises应力为702 MPa(弹性阶段),孔眼局部塑性区域占比仅8%,不影响服役性能;压裂工况下最大孔眼压差0.058 MPa,满足高压作业要求;通过强度与过流能力的无量纲化交叉优化,确定最优结构为外径127 mm、壁厚11.1 mm、孔径12 mm、孔密12孔/m、相位角90°的螺旋布孔方案。

    2026年01期 v.50;No.273 145-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 3373K]
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  • 超深气井测试井筒多相流动规律与转压井参数设计

    张绪亮;夏天果;何银坤;刘先锋;陈江林;李丛洋;刘雪琪;王志远;

    针对超深气井储层高压、产量大和测试期间井口高压问题,考虑储层-井筒耦合和油嘴节流效应,建立超深气井测试期间储层-井筒耦合的瞬态多相流动模型,分析塔里木油田FDX井的测试流动规律,为避免井口高压情况,提出转压回法压井作业,针对该井进行了压井参数设计。结果表明:与实测数据对比,井口油压的平均误差为7.92%;测试期间油管压力先减小后增大并逐渐趋于稳定,井底压力呈现波动减小的趋势,通过更换油嘴测试制度可使井口油压降低50.35%;压井期间气液界面逐渐下移,油管内压力逐渐降低,地层吃入能力越大,压回所需泵压越小。

    2026年01期 v.50;No.273 154-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 2266K]
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地质能源开采工程

  • 井下油水分离注采开发技术现场区块试验效果及对老油田持续高产的支撑作用

    王德民;王研;王国庆;张蕾蕾;刘金堂;周新喆;

    在调整井钻井潜力逐年降低的情况下,老油田现阶段采取的提高注水压力和压裂措施在保持油田稳产的同时,也使生产成本增加、效益开发难度逐年加大。通过系统分析该技术的原理、功能及在4个典型区块的现场试验效果,全面评价其技术适应性、增产潜力和经济效益,明确其对支撑老油田持续高产稳产的作用。结果表明:以多杯等流相渗分离器为核心的井下油水分离注采开发技术,可以在井下实现原来的大部分集输、注水、油处理及水处理工作,将传统的地面-地下大循环注水开发转换为地下小循环“地下工厂式”注水开发,在不钻新井条件下井网密度增加1倍,有效动用了常规开发手段无法经济动用的含水率超过98%油层,增加了剩余可采储量,同时大幅降低了井口采出液量和生产成本,具有显著的增储、上产、降成本作用及较好的开发效果和经济效益。

    2026年01期 v.50;No.273 163-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 3228K]
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  • 南海超深水裂缝性储层置换式溢漏同存工况井筒多相流动模型

    尹邦堂;冯凯;丁天宝;刘书杰;郭艳利;王志远;朱黎明;

    南海琼东南盆地松南低凸起YL区块水深超过1 500 m、花岗岩裂缝性储层发育,钻遇异常地层压力概率高,易发生置换式溢漏同存复杂工况,井筒多相流动压力预测误差大。为揭示花岗岩裂缝性储层置换式溢漏同存机制,基于平板模型,建立裂缝性储层气液两相溢漏速度模型,创建储层-井筒耦合多相流动模型,考察裂缝条件、钻井液参数、井控参数等对溢漏同存的影响。结果表明:气侵速度预测最大相对误差由37.9%降为24.9%,漏失速度预测最大相对误差由22%降为19%;随着缝宽、缝高的增加,溢流量、漏失量以及井底压力下降幅度增加,井喷风险增加;随着缝长增加,溢流量、漏失量以及井底压力下降幅度减小;随着钻井液密度、排量以及井口回压的增加,溢流量和井底压力下降幅度减小,漏失量增加;而随着钻井液黏度增加,溢流量、漏失量以及井底压力下降幅度均减小;通过施加井口回压可识别置换式溢漏同存复杂工况,通过适当增加钻井液黏度可处置置换式溢漏同存复杂工况。

    2026年01期 v.50;No.273 175-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 3337K]
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  • 耐温聚合物减阻剂的制备及耐温滑溜水的减阻机制

    赵明伟;杨子腾;马振峰;徐忠正;戴彩丽;

    针对常规滑溜水压裂液耐温性不足等问题,通过自由基聚合法合成一种适用于深层页岩储层油气开发的耐温聚合物减阻剂YTRP,利用红外光谱等手段对其结构进行表征,并以YTRP为压裂液主剂构筑耐温滑溜水压裂液体系,对体系的综合性能进行评价,借助流变试验与微观表征揭示YTRP减阻剂减阻机制。结果表明:相较于相同相对分子质量的部分水解聚丙烯酰胺HPAM,耐温滑溜水体系具有更优异的耐温耐剪切性、配伍性,在高温条件下减阻性能优异(120℃时减阻率为72.6%),储层伤害性低(岩心伤害率为11.72%),防膨性能好(CST比值为1.01);相较于HPAM,YTRP分子柔顺性更好,经历高温环境后保留的结构强度更高;通过聚合物减阻剂的黏性与弹性协同增效,聚合物链形成的网络结构在与湍流相互作用的过程中,能够有效实现能量的储存与释放,降低能量损耗,达到高温下更好的减阻效果。

    2026年01期 v.50;No.273 185-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 2370K]
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  • 页岩气藏CO2吞吐提高采收率潜力评价

    刘佳伟;吴建发;胡浩然;张德良;黄山;孙永鹏;戴彩丽;

    注气技术是提升页岩气藏采收率重要手段之一。采用多组分气体竞争吸附试验、注气吞吐物理模拟与单井数值方法研究注气量、注气时机、焖井时间以及吞吐轮次等因素对页岩气采出程度的影响。结果表明:注气介质中CO_2体积分数越高,气体在页岩孔隙表面的吸附量更有优势;当注气介质中CO_2体积分数超过80%、注气量0.2V_P~0.3V_P(V_P为孔隙体积)、注入时机井口压力降低至3.0~5.0 MPa时,注气吞吐效果较优;第一轮吞吐后的采出程度增幅24.21%~47.83%。单井数值模拟表明:相比未注入CO_2的气井,注气井在优选的注气参数下,焖井14 d采出程度增幅可达到19.8%。为川南页岩气藏CO_2吞吐强化提高采收率现场试验提供重要参考。

    2026年01期 v.50;No.273 196-203页 [查看摘要][在线阅读][下载 2056K]
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能源装备与控制工程

  • 基于瞬态仿真与破坏分析的螺纹脂设计理论

    张永强;高德利;王宴滨;杨志刚;刘文红;单雨婷;

    为满足深层、深海及非常规油气开发中极端工况下油套管螺纹密封的长寿命与高可靠性需求,采用计算流体动力学中的离散相模型和混合模型,分析螺纹脂中固体颗粒的冲蚀行为和流体成分的流失过程,系统研究其密封性能及失效机制。结果表明:螺纹脂密封失效是由固体颗粒冲蚀与流体成分流失双重机制驱动的多阶段渐进式破坏过程,传统“高黏度基液+大颗粒填料”设计模式存在显著局限;据此提出“颗粒-基体-界面协同优化”设计理论,通过构建“高黏度高密度基液-高维氏硬度小粒径填料-强界面相容性”三元耦合体系提升密封性能。

    2026年01期 v.50;No.273 204-211页 [查看摘要][在线阅读][下载 2302K]
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  • 井下低熔点合金封堵套管的密封性

    查春青;陶文超;朱治国;李栋;郑建锋;王政国;柳贡慧;汪伟;

    针对井下低熔点金属封堵中Bi基合金与套管之间密封性能,构建合金塞成型试验及气密封试验装置,开展合金塞与套管结合后的承压能力与气密封性能试验,利用光学显微镜分析密封面的微观结构,研究轴向压力及环境温度对合金塞密封性能的影响。结果表明:所形成的合金塞密封性能受环境温度影响较大,随着环境温度升高,合金塞/套管之间结合能力降低,其承压能力下降;在合金塞凝固成型过程中,通过施加轴向压力,有益于提高合金塞承压与气密封能力;当合金塞被推动后,其与套管内壁会发生剪切破坏移动,但其气密封性能不会完全破坏;Bi基合金作为一种井下套管封堵的新型材料,能够通过材料本体的膨胀性来实现套管的封堵。

    2026年01期 v.50;No.273 212-221页 [查看摘要][在线阅读][下载 4548K]
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  • 交叉管道阴保系统相互干扰规律与降干扰措施数值模拟

    吕祥鸿;罗泰星;李洪福;罗小武;时彦杰;肖会会;董亮;王晨;刘艳明;代盼;

    为明确交叉管道阴极保护系统之间的相互干扰规律,采用边界元方法建立具有阴极保护系统的交叉管道模型,模拟分析不同影响因素对交叉管道电位的干扰规律和相应降干扰措施的有效性。结果表明:管道在交叉点因干扰源管道产生的干扰最大,这种正干扰在远离交叉点后会逐渐减弱,并在距离管道交叉点约4~6 km的区域转变为负干扰;所有影响因素中土壤电阻率是影响交叉管道阴极保护系统相互干扰的最主要因素,其次是防腐层破损率、管道直径和阳极地床类型,交叉角对阴极保护系统的相互干扰影响较小,输送温度、阳极位置对其干扰影响可以忽略;针对低土壤电阻率(50Ω·m)和高防腐层破损率(5%)的管道,可以采用均压线措施降低干扰,而在高土壤电阻率(1 000Ω·m)环境中,对于低防腐层破损率(1%)管道,建议在交叉点附近增设浅埋阳极或使用深井阳极与均压线联合达到保护管道的目的。

    2026年01期 v.50;No.273 222-231页 [查看摘要][在线阅读][下载 5735K]
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  • 井下随钻星型压电振动俘能结构输出特性

    郝冠男;李志楠;沈辉;卢立欣;张帅;

    针对井下传感器供电问题设计一种井下随钻的多支梁星型压电振动俘能结构(LWD-PVEH),并建立LWD-PVEH单支梁压电振子的动力学方程,搭建单支梁压电俘能结构的试验台,进行单支梁压电振子的能量俘获试验,分析压电振子的空载电压输出特性,验证LWD-PVEH的可行性和有效性;采用多物理场仿真软件COMSOL建立LWD-PVEH耦合动力学模型,仿真分析LWD-PVEH的模态特性,研究激振频率、支梁结构尺寸和振动作用方向等参数对LWD-PVEH发电能力的影响。结果表明:激励频率与LWD-PVEH低阶固有频率相近,可极大提高装置发电能力,短支梁与长支梁长度比为0.65,支梁夹角为45°时,装置能量收集效率最高,同时可保证有较高的能量密度;LWD-PVEH结构收集钻柱轴向振动能量的能力更强,对于横向振动能量,可通过设计或改变支梁的方位提高LWD-PVEH的综合能量俘获性能。

    2026年01期 v.50;No.273 232-239页 [查看摘要][在线阅读][下载 2576K]
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  • 管道检测器非线性波动摩擦力主动控制策略

    张众超;李一鸣;宋桂秋;

    管道检测器因其功能性强、可不停工检测等优势已成为现阶段最为广泛的管道检测方式。针对检测器工作时普遍存在摩擦力的大范围波动现象进行理论与试验研究,推导检测器的非线性摩擦模型,并在所提出的摩擦模型基础上,采用基于噪声自适应无迹卡尔曼滤波器(UKF)的单神经元自适应PID(SNA-PID)控制算法对波动摩擦力进行控制;开发可实现针对摩擦力进行主动控制的检测器试验样机,对所提出的理论模型及试验样机搭建管道试验平台,进行多组试验验证。结果表明:当速度为0.1~0.3 m/s时,所提出数学模型的误差分别为1.6%、1.3%、0.8%,可较为准确地预测检测器所受摩擦力;与无控制系统相比,SNA-PID控制器可抑制41.5%、49.7%、61.4%的摩擦力波动范围;与其他控制算法相比,所提出控制算法具有更好的鲁棒性和控制精度,验证了所提出控制算法通过控制过盈量抑制检测器摩擦力波动的可行性与有效性。

    2026年01期 v.50;No.273 240-249页 [查看摘要][在线阅读][下载 3476K]
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  • 低维碳纳米流体热物性实验研究

    孟光范;胡胜;王照亮;

    采用共混法制作不同质量分数的纳米碳点、多壁碳纳米管和石墨烯纳米片纳米流体等3种低维碳纳米流体,利用扫描电子显微镜(SEM)进行观察,通过连续激光频域热反射(CW-FDTR)实验,借助双向导热模型测量得到纳米流体热物性和传感层间的界面热阻。结果表明:碳纳米流体的热导率随着质量分数增加而升高,且多壁碳纳米管纳米流体的热导率最大;传感层和碳纳米流体间界面热阻均随质量分数增加而减小,传感层和多壁碳纳米管纳米流体的界面热阻最小;3种碳纳米流体的热导率实验结果均与基于Maxwell模型的预测结果一致,所制备的纳米流体具有良好的分散性与稳定性。

    2026年01期 v.50;No.273 250-258页 [查看摘要][在线阅读][下载 2519K]
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  • 《中国石油大学学报(自然科学版)》征稿简则

    <正>《中国石油大学学报(自然科学版)》创刊于1959年,是教育部主管、中国石油大学(华东)主办、国内外公开发行的综合性学术期刊。《中国石油大学学报(自然科学版)》被美国《工程索引》(EI)收录,是中文核心期刊、中国科技核心期刊和中国科学引文数据库期刊。为了促进学报高质量发展和更好服务中国石油大学(华东)学科建设,自2022年第4期栏目变更为“地质与勘查工程”“地质能源开采工程”“能源装备与控制工程”“能源化学与材料工程”等,欢迎国内外相关油气、煤层气、地热等能源工作者将具有创新性的相关稿件投到本刊。

    2026年01期 v.50;No.273 259页 [查看摘要][在线阅读][下载 676K]
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