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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03期

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地质与勘查工程 | 塔北地区多期走滑断裂地球物理响应特征及精细识别

地质与勘查工程 | 塔北地区多期走滑断裂地球物理响应特征及精细识别

摘要：通过对野外地质露头考察、无人机扫描、探地雷达探测、岩心观察、成像测井资料综合分析，建立塔北地区走滑断裂地质模式。根据塔北地区不同地层特点，分析多期走滑断裂与不同时期地层组合关系。针对不同的地层岩相背景下的走滑断裂特征，分析对应的地球物理响应特征，为小断距、小位移的走滑断裂识别提供依据。结果表明：加里东中晚期，在挤压应力作用下区域走滑断裂形成，发育X型共轭断裂和单剪切断裂，其中NNE向走滑断裂
地质与勘查工程 | 四川盆地灯影组多类型流体多期次改造作用下孔隙度演化的定量研究

地质与勘查工程 | 四川盆地灯影组多类型流体多期次改造作用下孔隙度演化的定量研究

摘要：选取四川盆地灯影组四段（灯四段）地层，在传统地质研究的基础上，引入多组分、多相态、温度—流体—化学多场耦合的反应溶质运移模拟技术，基于物质平衡和能量守恒原理，深入探究深层碳酸盐岩储层成岩过程中多类型流体与岩石相互作用的机制，分析计算多期次流体对储层孔隙的叠加改造，定量恢复地质时间尺度的孔隙度演化史。结果表明：灯四段地层受到大气淡水、海水、有机酸和热液4种流体多达6期改造影响，控制孔隙度的主要
地质与勘查工程 | 济阳坳陷古近系沙三下—沙四上亚段咸化湖盆证据及页岩油气地质意义

地质与勘查工程 | 济阳坳陷古近系沙三下—沙四上亚段咸化湖盆证据及页岩油气地质意义

摘要：济阳坳陷是渤海湾盆地常规油气最为富集的坳陷之一，也是页岩油获得全面战略性勘探突破的坳陷，古近系沙河街组发育沙三下亚段、沙四上亚段2套主力烃源岩，其沉积环境颇受争议。利用页岩系统取芯井岩石学、元素地球化学、同位素和包裹体等资料对页岩沉积环境进行系统研究。结果表明：古近系沙三下—沙四上亚段页岩为气候控制下的咸化湖盆的产物，主要发育富碳酸盐纹层状岩相，碳酸盐矿物质量分数高，多呈纹层状、透镜状产出，
地质与勘查工程 | 基于染色算法的地震干涉成像技术

地质与勘查工程 | 基于染色算法的地震干涉成像技术

摘要：为了提高基于染色算法的逆时偏移计算效率，提出基于染色算法的地震干涉成像技术（CC-STRTM）。地震干涉技术作为一种炮记录的处理手段可以消去两个炮记录中相同的信号。该技术将观测系统从地表下移到人为选取的地下校准面，将研究区域缩小到校准面下侧。再分析干涉成像结果，选出染色区域。最后完成复数域的逆时偏移处理，输出虚部偏移结果。通过复杂模型对该方法进行测试，对比分析成像结果和计算效率。结果表明，该
地质与勘查工程 | 基于极端梯度提升算法的地震同相轴自动识别

地质与勘查工程 | 基于极端梯度提升算法的地震同相轴自动识别

摘要：在常规地震同相轴识别方法基础上，通过引入极端梯度提升算法（XGBoost）智能化策略，并结合地震数据相邻道相似性特征，发展一种基于极端梯度提升算法的地震同相轴自动识别技术方法。在编程实现方法的基础上，通过简单层状模型和复杂Marmousi模型模拟的记录进行测试，验证方法的正确性。对含噪音数据和实际资料中的同相轴进行识别测试，同时进行单道对比定量分析以及不同信噪比情况下算法预测结果精度对比。结
地质与勘查工程 | 基于三相Biot速度应力波动方程的水合物储层波场数值模拟

地质与勘查工程 | 基于三相Biot速度应力波动方程的水合物储层波场数值模拟

摘要：天然气水合物储层可以看作由骨架、水合物和孔隙水构成的三相孔隙介质。以三相Biot一阶速度应力波动方程作为声波在水合物储层传播的控制方程，用有限差分法（FDTD）进行数值模拟。波场快照可以清楚展现3个纵波和两个横波，与Biot理论相符。根据实测速度优化控制方程参数，使数值速度与实测速度相符。结果表明：孔隙度对水合物剪应力分量影响最显著，对水合物、孔隙水和骨架速度分量的影响次之，所以储层中孔隙度
地质与勘查工程 | 面向深部矿产资源勘探的井中重磁三维交叉梯度联合反演

地质与勘查工程 | 面向深部矿产资源勘探的井中重磁三维交叉梯度联合反演

摘要：单一井中重磁方法解决问题有限，其三维反演具有严重的多解性。开展面向深部矿产资源勘探的井中重磁三维交叉梯度联合反演，采用交叉梯度函数对密度和磁化率进行耦合，综合井中重磁多参数信息进行联合反演，减少反解的多解性，提高深部矿体识别的准确性。通过理论模型和实际资料进行反演分析。结果表明：井中重磁交叉梯度联合反演具有较高的纵向分辨能力，可以显著提高深部矿体识别的准确性，特别是能有效识别深部隐伏矿体。
地质能源开采工程 | 钛合金/钢钻杆复合钻柱动力学特性分析与优化设计

地质能源开采工程 | 钛合金/钢钻杆复合钻柱动力学特性分析与优化设计

摘要：钻井深度的持续增加使钻柱面临的载荷工况越来越严苛。钛合金具有密度小、屈服强度高和弹性模量低等特点，基于井口钻杆抗拉余量设计要求，设计3种钛合金/钢钻杆复合钻柱，即复合钻柱1（Φ101.6 mm钻杆段全段使用钛合金钻杆）、复合钻柱2（Φ101.6 mm钻杆上半段使用钛合金钻杆）和复合钻柱3（Φ101.6 mm钻杆下半段使用钛合金钻杆）。为了探究钛合金/钢钻杆复合钻柱（简称为复合钻柱）的动力学特
地质能源开采工程 | 基于井筒-地层置换效应的页岩油钻井环空流体温度分布

地质能源开采工程 | 基于井筒-地层置换效应的页岩油钻井环空流体温度分布

摘要：为了准确掌握井筒钻井液与地层页岩油置换条件下的环空流体温度分布规律，基于流体流动与传热理论，充分考虑置换后环空混合流体流动方式和热物性参数的变化，建立页岩油钻井环空流体温度分布预测模型，探究置换条件下环空流体温度分布规律，并分析置换位置、置换流体类型、置换速率对环空流体温度的影响规律。结果表明：置换条件下的环空流体温度高于正常循环条件下的温度；置换发生在井底时，环空流体温度分布曲线无明显拐点
地质能源开采工程 | 循环剪切作用下含可燃冰砂土-开采井界面强度弱化细观机制

地质能源开采工程 | 循环剪切作用下含可燃冰砂土-开采井界面强度弱化细观机制

摘要：含可燃冰砂土呈现埋藏浅、未成岩和强度低的特性。波浪循环荷载作用下含可燃冰砂土-开采井界面弱化特征显著，直接影响井口稳定。采用离散元方法，通过设置波浪循环荷载引起的井筒运动，研究含可燃冰砂土-开采井界面循环剪切力学特性，并从细观角度揭示界面宏观弱化机制。结果表明：可燃冰赋存导致含可燃冰砂土-开采井界面呈显著的强度弱化及剪胀体变特征，且可燃冰饱和度越高，弱化及剪胀越显著；原因在于近井区域含可燃冰
地质能源开采工程 | 径向井辅助前置液酸压裂缝扩展数值模拟

地质能源开采工程 | 径向井辅助前置液酸压裂缝扩展数值模拟

摘要：基于扩展有限元及双尺度连续模型理论建立径向井辅助前置液酸压裂缝扩展模型，引入偏离系数作为量化评价指标，分析各因素对裂缝形态的影响，并利用灰色关联分析方法明确主控因素。结果表明：径向井对前置液酸压裂缝扩展具有显著引导作用，裂缝优先沿径向井方向起裂并扩展一定距离，而后逐渐偏向最大水平主应力方向；径向井方位角、水平地应力差和地层弹性模量越小，径向井长度越长，偏离系数越小，径向井引导效果越好，其中水
地质能源开采工程 | 迂曲裂缝内支撑剂运移数值模拟

地质能源开采工程 | 迂曲裂缝内支撑剂运移数值模拟

摘要：水力压裂后，储层形成较多的迂曲裂缝，支撑剂在迂曲裂缝中的运移和铺置规律尚不明确，在稠密颗粒流模型的基础上耦合颗粒物料仿真软件，模拟迂曲角度、支撑剂尺寸、注入速率、携砂液密度和支撑剂密度对迂曲裂缝中支撑剂运移和砂堵的影响。结果表明：大多支撑剂会堆积在裂缝第一转折角处，迂曲角度的变化会显著影响支撑剂的运移和砂堵的发生，迂曲角度大，容易发生砂堵且砂堵程度严重；密度大和粒径小的支撑剂发生砂堵时会形成
地质能源开采工程 | 基于时间序列相似性与机器学习方法的页岩气井产量预测

地质能源开采工程 | 基于时间序列相似性与机器学习方法的页岩气井产量预测

摘要：页岩气井单变量产量预测存在较强的不确定性，而现场生产动态数据同时包括多个相关指标，针对如何选取合理的多变量数据对页岩气井产量进行预测，在保证计算效率的情况下提高预测精度。页岩气井的生产动态数据集包括日产气量、日产水量、套压、油压、油嘴直径、开井时间和温度等，采用欧式距离和动态时间弯曲距离对生产动态数据时间序列进行相似性度量，依据与日产气量的相关度，把数据分为强相关时间序列和弱相关时间序列；其
地质能源开采工程 | 沥青质颗粒在垂直井筒中的运移特征流速

地质能源开采工程 | 沥青质颗粒在垂直井筒中的运移特征流速

摘要：为防止沥青质沉积堵塞油井，需明确垂直井筒内流体携沥青质颗粒运移特性。通过静态沉降试验探究不规则形状沥青质颗粒沉降末速规律，采用垂直井筒液携固流动试验装置研究不同因素对沥青质运移临界流速的影响程度，建立沥青质颗粒沉降末速和运移临界流速计算公式。结果表明：沥青质表面不均匀性增大了沉降阻力，使沉降等效直径小于颗粒实测粒径；运移临界流速与颗粒粒径成正比、与液相黏度成反比，颗粒体积分数对运移临界流速影
地质能源开采工程 | 页岩油注CO2过程中重有机质沉积预测

地质能源开采工程 | 页岩油注CO2过程中重有机质沉积预测

摘要：综合考虑页岩基质纳米孔隙中吸附引发的限域效应、毛管压力作用及极性分子间的缔合作用，建立页岩油重有机质沉积预测模型及求解方法，并选取典型区块页岩油样开展重有机质沉积预测，对比分析页岩油重有机质沉积相边界的变化规律及CO2注入对重有机质沉积相边界的影响。结果表明：缔合作用加剧低温区间的重有机质沉积风险，而高压区间内的重有机质沉积现象受纳米限域效应的影响更加显著；考虑耦合效应时，典型油样在CO2注
能源装备与控制工程 | 坡度X70管线钢全自动外焊接头组织与性能

能源装备与控制工程 | 坡度X70管线钢全自动外焊接头组织与性能

摘要：采用全自动外焊工艺对坡度为25°的X70管线钢进行焊接，利用光学显微镜和背散射电子衍射（EBSD）对焊接接头组织进行观察，并对焊接接头进行拉伸、弯曲、硬度、冲击和裂纹尖端张开位移（CTOD）等试验。结果表明：上下坡口的粗晶区宽度和焊接残余应力不同，上坡口粗晶区宽、残余应力大；焊接位置明显影响内表面熔合线冲击功，平焊和立焊位置内表面熔合线冲击功远低于仰焊位置，是接头的韧性薄弱区；焊缝冲击功较高
能源装备与控制工程 | 自升式平台桩靴周围土体冲刷机制及数值模拟

能源装备与控制工程 | 自升式平台桩靴周围土体冲刷机制及数值模拟

摘要：为了评估自升式平台插桩后桩靴周围土体受波流-海流作用局部冲刷的安全性，基于计算流体动力学通过数值模拟建立波流作用下的桩靴周围土体局部冲刷的三维有限元数值模型，通过求解Navier-Stokes方程，准确模拟桩靴周围流场变化情况；基于现场作业场址参数和实际海况条件下建立适用于自升式平台桩靴周围土体局部冲刷的工程分析方法，将数值结果与试验结果进行对比；讨论自升式平台在不同入泥深度和作业周期下桩靴
能源装备与控制工程 | 基于群体平衡的胶凝原油水力悬浮体系流动特性模拟

能源装备与控制工程 | 基于群体平衡的胶凝原油水力悬浮体系流动特性模拟

摘要：胶凝原油水力悬浮体系流动特性研究是高含水油田实现不加热集输的关键。近年来随着计算流体力学的发展，数值模拟成为复杂流体流动特性研究的有效工具。根据群体平衡模型，引入关键的凝油颗粒碰撞聚并与剪切破碎函数，描述颗粒群间的相互作用，在三维管道模型下求解，通过文献试验数据对模拟结果进行验证。结果表明：随着流速或含水率的增加，凝油颗粒平均粒径减小，粒径呈圆环状分布，油相分布更加均匀，不易产生凝油壁面沉积
能源装备与控制工程 | 基于STL-XGBoost-NBEATSx的小时天然气负荷预测

能源装备与控制工程 | 基于STL-XGBoost-NBEATSx的小时天然气负荷预测

摘要：小时天然气负荷预测受外部特征因素与预测方法的影响，为提高其预测精度并解决其他深度学习类模型或组合模型可解释性差、训练时间过长的问题，在引入“小时影响度”这一新特征因素的同时提出一种基于极端梯度提升树（extreme gradient boosting tress，XGBoost）模型与可解释性神经网络模型NBEATSx组合预测的方法；以 XGBoost模型作为特征筛选器对特征集数据进行筛选，
能源装备与控制工程 | 巡检机器人系统的软硬件协同设计

能源装备与控制工程 | 巡检机器人系统的软硬件协同设计

摘要：针对移动定位和目标感知两大问题，研究软件与硬件协同的巡检机器人系统设计方案。在移动定位方面，设计一种结合激光雷达、单目摄像头、惯性测量单元、GPS等多种传感器的即时定位与地图构建的技术方案，并采用在巡检环境中设置二维码路标辅助视觉定位的方法;在目标感知方面，以表计信息提取任务为例，设计一种基于深度学习的表计检测、定位与文本识别方法。结果表明，通过引入基于5G移动通信及Wi-Fi的网络通信功能
能源装备与控制工程 | 钻井机械能效地层压力监测新方法在南海莺琼盆地的应用

能源装备与控制工程 | 钻井机械能效地层压力监测新方法在南海莺琼盆地的应用

摘要：南海莺琼盆地超压成因复杂，传统的地层压力监测方法现场应用局限性较大。基于此采用基于钻井机械能效的地层压力监测新方法通过破岩效率分析实时反演地层压力。结果表明：MSE数据对加载和卸载型超压均有较好的响应特征，且随钻定量监测结果与实测数据吻合度较高；该区域超压起于莺歌海组二段，黄流组超压显著，存在地层压力“台阶”现象。新方法的经验参数选取方便，可直接通过随钻参数对地层压力进行实时监测，相对于传统
能源化学与材料工程 | β-FeOOH/SiO2复合非均相Fenton催化剂制备及对甲基橙溶液的降解

能源化学与材料工程 | β-FeOOH/SiO2复合非均相Fenton催化剂制备及对甲基橙溶液的降解

摘要：采用简单、环保的方法合成β-FeOOH/SiO2复合非均相Fenton催化剂，采用红外光谱仪（FT-IR）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、透射电子显微镜（TEM）对催化剂进行表征分析，考察质量比、合成温度和合成时间对催化剂催化活性的影响，通过分析催化剂类型、用量及双氧水用量，探究β-FeOOH/SiO2复合催化剂处理染料废水的最佳工艺条件。结果表明：β-FeOOH/S
能源化学与材料工程 | 负载型MoS2基加氢催化剂活性相的限域构建及其加氢脱硫活性

能源化学与材料工程 | 负载型MoS2基加氢催化剂活性相的限域构建及其加氢脱硫活性

摘要：基于对负载型NiMo加氢脱硫催化剂活性相的结构设计，以具有内径10～30 nm直通孔道的天然埃洛石纳米管（HNT）为载体，利用其“孔道空间限域效应”作为MoS2活性相结构的控制基础，以硫代钼酸铵和硝酸镍为金属前驱物，采用等体积浸渍法一次浸渍工艺，通过改变金属负载量、Ni/Mo（原子比）等工艺条件制备系列双金属NiMo/HNT催化剂。通过X射线衍射（XRD）、比表面积（BET）、高分辨透射电子
能源化学与材料工程 | 改性聚丙烯酰胺降低油水界面张力行为的分子动力学模拟

能源化学与材料工程 | 改性聚丙烯酰胺降低油水界面张力行为的分子动力学模拟

摘要：采用分子动力学模拟方法，从原子分子层次考察部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）以及改性HPAM的界面活性。结果表明：HPAM降低油水界面张力能力极其有限，而引入疏水基团后的HPAM具有较好的降低界面张力效果；改性HPAM的疏水基团增强与油相的作用，并在界面处形成致密的聚合物膜，增加油水界面层厚度，隔离油水相接触，从而降低油水接触形成的界面张力；盐离子的存在增加油水界面张力，改性HPAM引入的磺酸基

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