- 戴彩丽;邹辰炜;刘逸飞;杨宁;吴一宁;赵光;袁彬;黄永平;
CO_2驱油是碳捕集、利用与封存(CCUS)技术组合中碳利用环节的重要手段，能够显著提高原油采收率，同时也使CO_2大规模埋存成为可能。但油藏普遍非均质，CO_2黏度低、密度小，注入的CO_2极易在流动阻力差异及重力分异作用下，沿优势通道窜流至生产井，造成CO_2动用原油效率降低和埋存效果变差。通过改善储层非均质、缓解气相和液相流动矛盾，抑制CO_2窜流，实现波及体积扩大，是提高CO_2驱替原油效率和地下埋存潜力的重要手段。目前已应用于CO_2驱油窜流控制的方法包括水-CO_2交替注入和化学堵剂等，同时还有部分潜在技术正处于实验室研究阶段。本文中分析目前主流CO_2驱油窜流控制方法的研究进展，指出当前技术面临的核心挑战是水气交替注入的窜流控制效率有待提升，以及化学堵剂存在稳定性不足与有效期短的问题。在此基础上，对未来CO_2驱油窜流控制技术的潜在发展方向进行初步探讨，包括高性能堵剂的研发、复合堵窜工艺的优化以及新技术方法的探索。
2025年06期 v.49;No.272 85-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1725K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 杨景斌;白英睿;孙金声;吕开河;刘凡;朱跃成;
为解决油气钻采过程中恶性漏失地层的钻井液漏失问题，采用胶束共聚法制备一种基于疏水缔合作用的超分子凝胶封堵剂，应用于油气钻采过程中封堵地层中的裂缝和孔隙。该封堵剂由丙烯酰胺、甲基丙烯酸十八烷基酯、十二烷基硫酸钠等单体通过自由基聚合形成。根据油气钻采过程中对封堵材料的要求，对超分子凝胶的成胶时间、流变性、溶胀性、力学性能以及封堵性能等进行室内评价。结果表明：超分子凝胶封堵剂的成胶时间可控，在一定剪切应变和扫描频率范围内具有优异的黏弹性恢复能力，在压缩量接近87%时，压缩应力达到1.43 MPa;超分子凝胶的溶胀性能良好，其溶胀过程为非Fickian扩散型，溶胀过程除水分子扩散外，受凝胶网络及高分子链段弛豫、水分子与高分子网络间及高分子网络基团间相互作用等因素的影响较大；超分子凝胶具有较强的地层黏结能力，封堵性能良好，封堵率大于95%,能有效降低漏失、提高封堵效果，适用于非均质、恶性漏失层的长效封堵。
2025年06期 v.49;No.272 97-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 2914K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 况雨春;陈亚轩;杨高;于东兵;余训星;陈佳同;
针对连续管钻井钻压施加受限、下入深度浅等问题，提出连续管低扭矩破岩PDC钻头，建立PDC切削齿比压理论，对比分析常规齿、宽刃齿和钝角齿齿刃的比压分布规律；开展单齿直线切削破岩试验，研究不同齿径、齿形对于切削齿破岩中所受切削力的影响；建立PDC全尺寸钻头-岩石相互作用模型，研究常规齿、宽刃齿和钝角齿钻头的破岩性能，并通过全尺寸钻头破岩试验进行验证。结果表明：宽刃齿和钝角齿在破岩中具有比常规齿更好的吃入性能，所受切削力明显比常规齿均匀，切削力比常规齿小14.11%～33.59%;所建立的全钻头破岩力学模型仿真结果与试验结果相比，误差小于15%,具有较高的准确性；同转速、钻压条件下，钝角齿PDC钻头降扭效果最好，最高降扭35.35%;钝角齿PDC钻头适用于连续管钻井低扭矩破岩的需求。
2025年06期 v.49;No.272 107-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 2995K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王延永;赵亮洁;徐睿;王晓光;何勇明;董丽瑶;
四川盆地深层页岩气藏蕴含丰富的地热资源，其中3个典型页岩储层的地热资源总量达1.84×10~(13) GJ,可采地热资源量为9.22×10~(11) GJ,折合标准煤3.15×10~(10) t。为探究枯竭页岩气藏地热能高效开采方式，以焦石坝区块志留系龙马溪组泥页岩储层及其开采水平井为基础，构建单水平井同轴与双水平井改造复杂结构井的闭式循环采热模型，结合有限元模拟分析不同系统采热效果，探究井网结构与注采参数的影响规律。结果表明：在水循环速率为1 500 m~3/d、注入温度为20℃、单水平段长度为1 500 m、水泥环热导率为1.5 W/(m·K)条件下，水平井同轴系统运行初期井口水温为60.63℃,采热功率为2 948.91 kW;复杂结构井同期井口水温为65.81℃,采热功率为3 325.64 kW;循环采热10 a后，两类系统井口水温分别降至40.0和49.14℃,采热功率分别降至1 451.40和2 114.77 kW,复杂结构井采热效果更优；此外，水循环速率提升会降低井口水温但提高采热功率，注入温度增加可提高井口水温，但降低采热功率，水平段长度增加则能有效提高井口水温与采热功率。
2025年06期 v.49;No.272 116-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 2717K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 石立华;薛颖;李虹;唐后军;李忠慧;孙欣华;黄海;杜贵超;
注水诱导裂缝的产生与扩展加剧了致密油藏的注采矛盾，降低水驱波及体积，影响了油田开发效果。针对这一问题，设计制作可模拟致密油藏注水诱导裂缝的试验装置，开展注水诱导裂缝开启机制和扩展规律研究，在此基础上通过全直径岩心驱替试验，明确不同裂缝规模下的油水分布规律和驱油效率。结果表明：注入排量越小，越容易形成单一诱导裂缝，注入排量越大，岩样的破裂压力、分形维数和裂缝宽度越大，越容易形成复杂裂缝，注入排量与诱导裂缝的发育呈正相关；钻孔深度越大，诱导裂缝起裂位置越靠下，且更易形成贯穿复杂缝网，裂缝的扩展和延伸受地应力和非均质的影响较大，裂缝沿着最大主应力方向延伸或偏转；裂缝深度、角度、复杂度对驱油效率的影响显著，孔隙度和渗透率对驱油效率的影响降低，裂缝与垂直井筒方向夹角越大，分型维数越大，裂缝深度越大，驱油效率越低。
2025年06期 v.49;No.272 125-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 2216K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李中超;宿亚仙;曾大乾;姜淑霞;郭现红;余启奎;彭松;蒋文才;
PG气田是中国探明储量最大、投产最早、产量最高、累积产量最高的特高含硫气田，随着气田进入开发中后期，稳产形势严峻，增压开采是延长气田稳产期、提高采收率的重要途径。但气田开发受水侵和硫沉积影响严重，产量受地面集输流程各节点相互影响，增压后管网压力降低集输能力下降，常规方法难以准确评价增压潜力、产能与集输能力适应性、论证技术政策及预测开发指标。从长岩心驱替试验和硫沉积渗透率伤害试验着手，构建考虑水侵和硫沉积的废弃压力评价方法，明确增压开采潜力。建立考虑储层硫沉积和液气比的气藏-井筒-地面集输一体化仿真模型。结果表明：开发指标历史拟合符合率超过90%;根据一体化模拟结果可论证合理增压幅度、增压时机、增压模式等技术政策，技术经济安全协同优化增压开采方案，该方案已在PG气田规模应用，预计延长气田稳产期3 a,提高采收率5.9%。
2025年06期 v.49;No.272 133-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 2518K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 樊冬艳;罗飞;孙海;杨灿;姚军;张凯;
为了更准确、高效地预测页岩气井产量，针对页岩气藏多井立体井网结合多段压裂水平井开采现状，在考虑人工裂缝展布及多井干扰的基础上，提出一种新的IMWs(interference of multiple wells)-GCN(graph convolutional neural network)-GRU(gate recurrent unit)耦合的页岩气井产量预测机器学习方法。首先，在综合考虑压裂水平井空间位置、裂缝展布和储层渗透率等因素的基础上，提出页岩气井的邻接矩阵构建方法，解决目前考虑多井干扰仅限于直井注采井网的难题，采用图卷积神经网络(GCN)挖掘页岩气井之间的空间特征；其次，基于门控循环单元(GRU)提取不同时间上产量的变化特征，即时间特征，从而形成考虑时空特征的页岩气井机器学习方法；并与数值模拟的结果进行对比验证。最后，基于实际页岩气井的生产井台，对比不同邻接矩阵的构建方法，同时与传统的机器学习方法(LSTM、GRU和RNN)对比。结果表明：与数值模拟结果对比验证了该方法的准确性；在考虑裂缝展布的基础上结合储层渗透率，进一步提高了预测的精度；存在井间干扰的页岩气井采用本模型的精度更高，可超过90%。
2025年06期 v.49;No.272 141-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 3131K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘峻嵘;何凯宁;刘树阳;孟思炜;张登峰;孙文跃;
为探究致密油藏水力压裂后水锁形成及演化规律，构建焖-排-产一体化物理模拟平台，模拟压裂后焖井、返排、生产全生命周期，利用核磁共振技术表征压裂液在裂缝-基质系统内的运移规律。结果表明：压裂液主要侵入基质中、大孔，在裂缝面形成高含水区；裂缝与基质间毛管力不连续导致的末端效应是水锁形成的主要机制；返排阶段水锁可部分解除，主要分为快速解锁期、缓慢解锁期和稳定水锁期；快速解锁期是生产压差主导的，排驱大孔内压裂液使产油速率部分恢复；缓慢解锁期是由毛管力主导作用，将缝面处压裂液反向运移至基质深部、大孔内压裂液向小孔迁移这两类机制实现水锁解除；焖井会削弱返排期自发解锁能力，加剧稳定水锁伤害；提高生产压差可减弱末端效应，增强自发解锁，改善油相渗流并提升产油速率。
2025年06期 v.49;No.272 152-161页 [查看摘要][在线阅读][下载 3288K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 崔传智;李惊鸿;李安慧;李宗阳;张传宝;李友全;李弘博;
为精准监测CO_2驱油封存过程中的前缘位置，建立两种CO_2驱油封存前缘计算方法。根据CO_2驱油封存三区流度变化特征，结合流度变化在矿场试井曲线不同流动阶段的响应特征，对CO_2驱矿场试井曲线进行流动阶段划分，识别CO_2前缘在试井曲线上的响应时间，通过试井分析得到CO_2驱油封存试井前缘计算式。基于CO_2驱油封存羽流动态运移过程，结合Buckley-Leverett驱油理论，建立并求解CO_2驱油封存非活塞式驱替数学模型，得到CO_2驱油封存非活塞式驱替前缘计算式。将两种计算方法应用于矿场实践，分别得到纯CO_2区与CO_2-原油混合区的前缘位置，并通过数模方法验证两种计算方法的可靠性。结果表明：提出的两种前缘计算方法与数值模拟结果相对误差不超过15%,满足矿场精度要求；研究结果为解决CO_2前缘监测费用高、耗时长等问题提供了新途径。
2025年06期 v.49;No.272 162-171页 [查看摘要][在线阅读][下载 2401K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王健;徐加放;王博闻;王亚华;陈杰;王潇辉;杨晓龙;
以NaCl浓度预测为例，将核主成分分析(KPCA)处理后的温度、压力和气体组分作为输入参数，利用小波神经网络(WNN)对NaCl浓度进行预测，并通过遗传退火算法(GASA)和AdaBoost算法对WNN进行优化，建立AdaBoost-GASA-WNN水合物抑制剂NaCl浓度预测模型。结果表明，经过KPCA处理后模型的均方误差(e_(MSE))降低了3.87,优化后模型的e_(MSE)进一步降低到9.51,与ELM、KNN、RF模型和数据拟合方法相比，e_(MSE)分别低5.8、17.74、2.91和8.81,预测效果最好。
2025年06期 v.49;No.272 172-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 2435K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 王海清;王丹;袁卫华;左鸿谔;
中国燃料电池汽车产业正处于起步阶段，在具有广阔前景的同时也存在着设备可靠度及维修策略研究相对薄弱的问题。提出一种集成改进贝叶斯和最小二乘的协同算法以解决其中高可靠性多重截尾估计问题，能够在统一框架下同时获得点估计和区间估计并通过试验模拟验证其可用性；以FCV供氢系统冷却回路风扇为例进行工程应用。结果表明：量化确定了最优的理论检测维护时间为3 667 h,置信下限估计为2 205 h;相比MLE,提升了19%,通过设置试验模拟和算例分析验证了所提出方法的精确性、稳健性及合理性。
2025年06期 v.49;No.272 191-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 1518K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 马云修;金龙;陈雷;刘刚;
原油储运过程中微量水逐渐析出形成的油水共存环境会导致储运设施中的碳钢材料发生腐蚀。以油气储运系统中常用的Q235碳钢为研究对象，探究其在原油-薄水膜体系中的初期腐蚀行为，设计并搭建一套可精确控制薄水膜和原油层厚度的腐蚀试验装置，并基于此装置开展不同薄水膜厚度(100、300、500和1 000μm)和原油层厚度(1、2、3和4 cm)条件下的腐蚀试验；试验结束后，利用白光干涉仪测定试片的蚀坑数量、蚀坑深度、表面粗糙度及蚀坑体积等腐蚀参数。结果表明：薄水膜厚度和原油层厚度减小均会显著加剧腐蚀；蚀坑深度呈正态分布，且分布均值随薄水膜和原油层厚度的增加而减小；薄水膜主要通过富集腐蚀性物质与强化离子传质来加速腐蚀过程，而原油层则主要通过限制氧气向薄水膜扩散间接抑制腐蚀。
2025年06期 v.49;No.272 197-204页 [查看摘要][在线阅读][下载 2948K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 陈晶华;周良胜;伍启航;罗小明;
为准确预测海底多相混输管道水击压力波动，基于混输环道水击试验系统研究不同关阀工况下海底混输管道水击压力特性。结果表明：相同流速下油水混输管道的水击峰值压力均低于相应输水管道，且油水混合流动对液柱分离现象存在抑制作用；气相流动对水击压力波动存在显著缓冲作用，当气液比超过2.65%时，水击现象可忽略不计；在此基础上构建的油水两相和气液两相的水击压力计算模型，经试验工况验证其具有较高的计算精度。
2025年06期 v.49;No.272 205-214页 [查看摘要][在线阅读][下载 3223K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王新伟;高亚洁;门驰;蒋旭;杨勇;罗聪英;冯海林;贺吉涛;
随着聚合物驱油技术在油田开发中的广泛应用，含聚污水的结垢问题严重影响换热设备的传热效率和运行安全。为解决这一问题，搭建含聚污水结垢特性及超声波防除垢试验平台，研究超声波对板式换热器表面聚合物垢的防除效果及其对换热性能的影响。结果表明：HPAM质量浓度对含聚溶液结垢的影响有拐点，温度升高会加剧含聚污水结垢，而溶液矿化度升高会降低结垢趋势；超声波的应用显著降低换热器的压力损失，提高了换热功率和换热系数，特别是在超声波频率和功率分别达到50 kHz和400 W时，除垢效果和强化传热效果达到最佳。
2025年06期 v.49;No.272 215-223页 [查看摘要][在线阅读][下载 3135K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 丁天聪;杨帅;孙冲;孙建波;林学强;
利用腐蚀模拟试验、水化学模拟、表面分析技术和热力学计算等技术手段，研究超临界CO_2和H_2S环境中N80钢的腐蚀速率、腐蚀形态和腐蚀产物膜特征，并阐述腐蚀形态和腐蚀产物膜的演化机制。结果表明：随腐蚀时间延长，N80钢的腐蚀形态由全面腐蚀转变为局部腐蚀；腐蚀初期，腐蚀产物主要为绒毛状的FeS,形成过程受固相反应控制，腐蚀产物膜整体保护性较差，引起N80钢严重的全面腐蚀；经长周期腐蚀后，腐蚀产物转变为晶体型的FeS和FeCO_3,形成过程受沉积反应控制，腐蚀产物膜整体保护性较好，减缓了N80钢的腐蚀，但FeCO_3和FeS的不均匀沉积诱发了基体的局部腐蚀。
2025年06期 v.49;No.272 224-233页 [查看摘要][在线阅读][下载 4766K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 韩涛;朱丽娜;韩来慧;李宗民;于法鑫;
采用热丝TIG堆焊工艺在30CrMo钢基体上堆焊Inconel 625镍基合金，分析对比不同预热温度对堆焊接头和堆焊层组织及性能的影响，从而确定合理的热丝TIG堆焊工艺。结果表明：Inconel 625镍基合金与30CrMo钢母材界面结合良好，无焊接缺陷；预热温度对堆焊层成型形貌、耐蚀性、接头弯曲性能影响很小，各温度下接头弯曲性能良好，均没有出现开裂现象，但对热影响区的硬度以及堆焊层的熔合比影响显著；各温度堆焊层显微组织均为树枝状奥氏体，由内而外过渡为胞状晶、柱状晶、树枝晶、等轴晶；堆焊后在母材、热影响区和堆焊层3个区域中，Fe、Ni、Cr、Mo、Nb等主要元素呈规律性分布，在枝晶间存在Mo、Nb元素的偏析；从堆焊效率、稀释率、堆焊试样性能考虑，焊前预热200℃最佳。
2025年06期 v.49;No.272 234-240页 [查看摘要][在线阅读][下载 2345K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]