重复冲击下砂岩的动态响应试验研究

高速动能水击压裂可借助聚能水锤效应实现强动载泄入性液压冲击,具有高峰值压力、高加载速率、重复多次渐进扩缝等优势,其中聚能流体贯入性冲击下岩石损伤-破裂的演化机制是该技术优化设计的核心问题。为此,采用岩石动态冲击损伤模拟试验装置,开展高速动能水击压裂破岩试验,分析不同加载速率、冲击次数、冲击组合等对岩石破裂形态的影响规律。结果表明:单次高速动能水击破岩中,随着加载速率的提高,岩石破坏依次呈现出近孔眼破碎损伤(8.5 MPa/ms)、微裂缝聚并串联成宏观裂纹(13.4 MPa/ms)、流体楔入形成脆性崩裂裂缝(15.5 MPa/ms)三种模式;在小峰值压力、低加载速率重复冲击下,岩石损伤破坏呈现近孔眼损伤(1~2次)-裂缝起裂扩展(3~5次)-应力挤压破碎(6~10次)三个阶段,随着冲击次数的增加,孔眼周围损伤加剧,形成3~40 mm(贯穿岩样)不等长的裂缝;“先低后高”组合加载速率冲击方式下,前期重复低速率冲击可在孔眼周围形成微裂纹损伤而又不会产生破碎压实,随后借助单次高加载速率聚能冲击,实现大体积高压流体在微裂纹内的快速楔入,激发多条径向深穿透裂缝,同时该组合冲击方法还可实现主裂缝两侧基质扩容增渗和相交分支缝网,实现改造效果的最大化。

考虑微观界面力学效应的低矿化度水驱渗流特征模型

为更好地描述低矿化度水驱的渗流特征,首先通过岩心驱替实验,验证了低矿化度水驱提高采收率的潜力。在此基础上,建立不同离子类型与矿物间微观界面作用的毛管束数学模型来模拟低矿化度水驱过程,通过岩心驱替实验进行模型验证,在相渗曲线拟合成功后,使用模型分析特征管径、离子价态与浓度对渗流的影响。结果表明:随着特征管径的减小,界面作用对采出程度的影响增加,当特征管径从20μm减小到5μm时,采出程度从2.9%扩大到30.5%,当毛管阻力较大时,常规水驱提高采收率效果有限,孔隙中存在大量残余油;低矿化度水驱可有效提高采收率,且离子价态是影响低矿化度水驱效果的主控因素,使用Na+的低矿化度水驱采出程度提高7.85百分点,而Ca2+则为4.83百分点。建立的毛管束模型可模拟不同离子类型与矿物间的低矿化度水驱效果,为油田现场的低矿化度水驱开发提供更好的理论指导。

油气开采课程群的课程思政教学探索与思考

课程思政旨在将“立德树人”的教育功能融入专业课程教学的各个环节,实现思政教育与专业教育的有机统一。文章介绍了中国石油大学(华东)油气开采课程群开展课程思政教学体系建设的思路、具体措施以及改进建议。课程群从提升教师开展课程思政的意识和能力入手,打造多专业协同的育人共同体,围绕社会主义核心价值观明确每一门课程的思政教学指标点,将思政教育隐形融入专业课程教学过程,有效提升了学生的专业素养和家国情怀,达到了价值引领、能力培养和知识传授的教学目标。

DRGs付费对高龄股骨转子间骨折患者行人工股骨置换术中医疗行为的影响研究

目的评价DRGs付费对高龄股骨转子间骨折患者行人工股骨头置换术中医疗行为的影响。方法回顾性分析2016年1月至2021年10月在我院收治的高龄股骨转子间骨折行人工股骨头置换术患者,根据DRGs应用前后将其分为对照组与观察组,分析住院费用、住院时间及反映医生医疗行为相关指标。结果对照组纳入82例,观察组纳入98例,两组患者年龄、性别、受伤原因、骨折分型及手术时间等基本资料差异无统计学意义(P>0.05)。DRGs背景下,高龄股骨转子间骨折患者术前等待时间缩短至(4.23±2.03)d,术中出血量、输液量、输血率均较前下降(P<0.05);术后尿管及引流管留置率降低,抗生素使用时间缩短,实现早期下床活动,平均住院日缩短至(15.33±3.93)d,差异均有统计学意义(P<0.05)。住院费用(除去材料费)下降为(25184.71±4223.37)元,降幅为7.86%(P<0.05),其中手术费、麻醉费、治疗费、护理费较前增加,检查费、输血费、其他费用、药品费、床位费、检验费较前降低(P<0.05)。DRGs实施后,在不增加术后并发症发生率和90 d再入院率的基础上,改善术后患髋疼痛及髋关节功能评分,提高患者满意度,差异均具有统计学意义(P<0.05)。结论DRGs付费制度在高龄股骨转子间骨折行人工股骨头置换术患者中的应用可促进医护人员主动学习新理念、新技术,通过强化术前宣教,优化饮食管理、血液管理、疼痛管理、管道管理、体温管理,早期功能锻炼等快速康复理念的应用,在缩短住院时间、降低住院费用的基础上规范了医疗服务提供者的诊疗及收费行为,保障医疗质量的同时提高医疗服务效率,增加患者满意度。

低渗稠油高压降黏驱高黏阻滞带形成机制与主控因素——以胜利油田王152油藏为例

化学降黏剂驱已在胜利油田深层低渗稠油中开展了初步先导试验,但试验表明井间存在高黏阻滞带,降低了地层渗流能力。因此,借助降黏剂驱岩心流动实验,结合必要的测试分析,剖析低渗稠油降黏驱高黏阻滞带形成机制与主控因素。结果表明,大排量高压注入降黏剂会在驱替前缘形成高黏阻滞带,影响驱替压力传导、降低驱油效果。该高黏阻滞带形成核心机制在于:(1)高压注入增加低孔压区域有效应力,地层孔喉受到挤压损害渗流能力;(2)高压快速降黏剂驱时,轻质组分优先流出,重质组分滞留、堆积、压实从而堵塞细小孔隙,形成高黏稠油沉聚的高饱和度油墙;(3)高压注入降黏剂会加剧其指进窜流,驱替前缘易形成W/O乳状液,增大混合流体的黏度。由此,对于低渗稠油油藏降黏驱开发,应采取多轮次温和注入降黏剂的开发模式,渐进式建立注采井间稠油整体驱动,进而有效规避稠油高黏阻滞带的形成,提高降黏剂驱油效果。

甲烷燃爆压裂冲击下页岩动态破裂响应规律实验研究

甲烷原位燃爆压裂是通过地面投放的助燃剂与地层产出的甲烷气,在页岩气井筒内目标层段原位燃爆,实现强化压裂储层的新技术。其中明确甲烷爆燃压裂中储层岩石动态破坏规律,是确保压裂效果和井身安全工艺设计的基础。基于此,为明确甲烷原位燃爆压裂过程中,聚能流体泄入性冲击破岩规律及其主控因素敏感性,借助岩石动态冲击损伤模拟实验装置,针对龙马溪组海相页岩露头,开展拟三轴、真三轴条件下的冲击压裂破岩实验共24组,通过对冲击破岩过程中模拟井眼压力的高频跟踪、压后岩样破裂形态及裂缝面特征观测,分别考察了120~285 MPa理论峰值压力、20.9~131.7 MPa/ms理论加载速率、储层应力与层理方位等对冲击破岩的影响,用铜箔对模拟井眼孔壁密封考察了应力冲击与泄入冲击对岩样破坏形态的影响。结果显示:聚能流体泄入性冲击可形成楔裂效应,降低页岩动态破裂强度,页岩动态强度与升压速率的正相关性弱于纯应力冲击;平行层理页岩、较低的地应力水平,均可减小页岩动态破裂强度;纯应力冲击更易形成复杂缝网,裂缝表面凹凸性强;聚能流体泄入冲击致裂后的裂缝走向平直,且随着升压速率增大,其裂缝条数及复杂程度增加、裂缝面剥离碎裂现象增强;模拟井眼轴线与页岩层理面平行时,压后裂缝面平整、粗糙度小、起伏小;模拟井眼轴线与页岩层理面垂直时,压后裂缝走向曲折、表面起伏大、裂缝网更复杂;页岩水平挤压应力较小,压后裂缝面粗糙,伴随有大量脱落物;随着岩样挤压应力增大,流体楔入基质实现二次冲击的阈值升高,压后页岩脱落物粒径逐渐减小。基于不同参数组合下页岩冲击破坏模式的对比分析表明:甲烷原位燃爆冲击过程是应力冲击与流体泄入性冲击的复合作用,随着冲击升压速率的提升,聚能流体泄入性冲击作用程度逐步加大,压后页岩逐步呈现出应力致裂-流体协同扩缝(27 MPa/ms)、应力致裂-流体冲刷破坏(52 MPa/ms)以及纯应力致裂-流体二次冲击破缝(116 MPa/ms)3种破坏模式;基于实验结果建立的3种破坏模式与加载速率、储层应力的关系图版,用于不同应力条件下甲烷原位燃爆冲击参数的优化设计。

低流度稠油油藏启动机制及主控因素实验研究

借助低流度稠油启动过程中沿驱动方向的压力跟踪测试,分析了启动的物理过程,评价各种测试方法的适应性,研究了温度、流度、驱动速度等对启动压力的影响规律,并回归检验了低流度稠油启动压力的算法模型。结果表明:稠油的启动是一个“压力传递—稠油部分流动—逐步扩大流动范围—整体稳态流动”的过程;对于低流度稠油油藏,传统启动压力测试方法会存在启动压力梯度值放大情况,通过测试岩心内部压差变化,可以规避端部效应对其影响,使得启动压力梯度测试更加精准;整体上启动压力梯度会随着驱动排量增大、流度减小、温度降低而呈现增大趋势,各因素影响敏感性上三者依次变弱;大流度、高温度下,启动压力梯度与驱动排量呈线性增大规律,在小流度、低温度下,启动压力梯度随着排量的增加存在明显拐点,其后启动压力梯度快速增大。低流度稠油开发过程中不宜采用大排量高压式注入方式,应当温和渐进式的驱替方式进行高效合理的开发。所回归的启动压力计算模型可综合考虑流度和排量的影响,可为低流度稠油油藏水驱开发方案设计提供借鉴。

高碳工具钢75Cr全流程夹杂物的演变规律

通过全流程取样,研究了75Cr工具钢全流程夹杂物的演变规律以及钢水的全氧和氮含量;利用自动扫描电镜对非金属夹杂物的组分、尺寸、数密度等变化特征进行了分析;制作了2类典型非金属夹杂物Al_(2)O_(3)-MgO-CaO和SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-MgO-CaO的三元相图,并分析了夹杂物的熔点。结果表明,钢中非金属夹杂物的数密度在全流程中整体呈降低趋势,从LF进站到热轧品夹杂物去除效果显著,成品中夹杂物数量密度为5.1个/mm^(2)。非金属夹杂物尺寸均值变化不大,范围为4.5~6.5μm;全流程分析共发现4种类型的夹杂物,其中两种主要夹杂物为Al_(2)O_(3)-MgO-CaO型、SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-MgO-CaO型。与上述夹杂物复合的MnS只在铸坯和热轧卷中被检测出,并与之形成两种新的夹杂物。同时计算了Al_(2)O_(3)-MgO-CaO型夹杂物的熔点,熔点大于1600℃,属于高熔点夹杂物;SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-MgO-CaO型夹杂物基本位于低熔点区域,熔点小于1400℃。

页岩气产能预测方法的优选与评价

合理的页岩气产能预测方法是动态储量评估和提高开发效益的关键。基于常用的6种产量递减方法,结合页岩气流动状态划分和某区块页岩气井实际生产数据,建立了页岩气井后期生产数据获取方法及产能预测方法优选规律。研究结果表明:对进入拟稳态阶段的生产井,前期流动状态参数对后期产能预测影响较大;前期流动状态参数在-0.40~-0.04时,产能预测选用改进延伸指数递减法或改进Duong递减法;前期流动状态参数在-0.50~-0.40时,产能预测选用双曲递减法或改进延伸指数递减法。对未进入拟稳态阶段的生产井,前期流动状态参数在-0.40~-0.04时,选用0.5×改进Duong递减法+0.5×改进延伸指数递减法获取后期生产数据;前期流动状态参数在-0.50~-0.40时,选用0.5×改进延伸指数递减法+0.5×双曲递减法获取后期生产数据;基于获取的后期生产数据,利用优选方法进行产能预测。选取实际生产数据,对进入拟稳态阶段的生产井进行分析,预测产量的误差平均为4.51%,证明了产能预测方法优选规律的可靠性。

多级脉冲爆燃压裂作用过程耦合模拟

针对多级脉冲爆燃压裂作用过程瞬态性、多场耦合复杂性,建立多级脉冲爆燃压裂过程耦合求解方法,并进行模拟计算和矿场应用分析。将多级脉冲爆燃压裂作用过程分解为火药爆燃加载、压挡液柱运动、射孔孔眼泄流、裂缝起裂和裂缝延伸5个子系统,基于给定的基本假设建立各子系统的动力学模型,并借助节点系统分析方法得出多级脉冲爆燃压裂过程耦合求解方法,既可定量计算合理装药量,又可对爆燃压力、裂缝形态进行定量动态预测。通过模拟计算分析了多级脉冲爆燃压裂过程中爆燃压力、压挡液气液界面位移、裂缝长度的变化规律,并将全过程按时间分为5个阶段。矿场应用结果表明:基于该方法开展的多级脉冲爆燃压裂在设计药量下可成功压裂油层并降低破裂压力,确保后期措施顺利进行。

燃爆冲击作用下岩石初始破坏区形成机制与主控因素

为揭示燃爆冲击作用下井周岩石破坏区的形成机制,并分析影响初始破坏区（破碎区和初始裂隙区）的主控因素,开展了两种岩样在不同加载速率下的冲击破坏实验,分析了岩石冲击破坏模式及岩石对加载速率的响应,借助基于Von Mise准则建立的岩石冲击破坏的破碎区和初始裂隙区计算模型可知：加载速率低于190GPa/s时,可依据冲击峰值压力引导的应力分布确定破碎区和初始裂隙区作用范围;燃爆压裂在近井地带主要产生破碎区和裂隙区,破碎区直径为井眼直径的1-3倍,初始裂隙区直径为井眼直径的5-7倍;冲击载荷作用下,初始破坏区与加载速率、脆性指数呈正相关,且受脆性指数影响更显著。研究结果可提高对燃爆压裂过程中岩石的破坏模式及其主控因素的认识深度,为燃爆压裂冲击条件设计提供指导。

高能气体压裂合理装药量的设计与应用

难以定量确定既能压开油层又不破坏套管的合理装药量,是制约高能气体压裂全面推广的关键因素之一。针对高能气体冲击破岩的瞬态性、复杂性,及难以用理论精确描述的问题,利用岩石动态损伤模拟实验装置直接对小井眼进行冲击破岩动态模拟实验,得出油井岩石破裂压力与加载速率的定量关系;通过分析套管井井周应力分布,得出了确保套管安全的极限峰压;同时建立了火药爆燃的压力-时间变化模型。最后综合运用上述理论,建立了既能压开油层又能确保套管安全的合理装药量计算模型。应用实例表明,该设计方法安全可靠,可为高能气体压裂的施工设计提供指导。

燃爆诱导酸化压裂在川西气井中的先导试验

针对在川西深层致密气藏压裂过程中出现的破裂压力异常高、措施效果不明显、有效期短等问题,提出了燃爆诱导酸化压裂技术。为确定燃爆压裂合理火药量,通过理论分析建立了燃爆压裂设计中高加压速率下岩层破坏强度分析模型和非均匀地应力条件下套管极限抗内压计算模型,并对川高561井进行了燃爆诱导酸化压裂的方案设计和现场试验。结果表明:燃爆诱导压裂可有效降低地层破裂压力,酸预处理可进一步改善近井地带渗流通道;燃爆诱导酸化压裂复合技术可有效解决深层致密气藏无法压裂投产的问题,并能大幅度提高此类气藏的单井产能。

非均匀地应力场中套管井井周应力分布及影响因素研究

用解析方法对非均匀地应力场中的套管-水泥环-地层应力分布进行了分析,并编制相应计算程序,来分析套管井周围径向、周向应力的分布规律,并依此研究了套管内径、套管壁厚、水泥环壁厚、水泥环弹性模量对套管所受径向、周向应力的影响规律。研究结果表明套管-水泥环-地层系统中各界面上的周向、径向应力均呈椭圆图形分布,且各界面周向应力以及套管与水泥环接触面径向应力的长轴均指向最小主压应力方向;套管外壁周向应力随着水泥环弹性模量的减小、套管内径的增大、套管壁厚的减小、水泥环壁厚的减小而逐渐增大;套管径向应力,随着水泥环弹性模量的减小、水泥环壁厚的减小、套管内径的减小、套管壁厚的增大而逐渐增大;影响套管周向应力的主要因素是水泥环的弹性模量和套管内径,影响套管径向应力的主要因素是水泥环的弹性模量和套管壁厚。分析认为适当提高水泥环的弹性模量、减小套管内径、增加套管壁厚,可减小套管应力,提高套管井抗挤强度。研究成果对优化套管完井设计、避免套管变形损坏、指导套管井的各种井下作业措施均具有重要的指导意义。

燃爆强加载条件下油井破裂压力试验研究

针对燃爆压裂设计中难以定量确定强动载条件下破裂压力的问题,利用"岩石动态损伤模拟试验装置"对3种抗拉强度岩心进行5种加载速率下的19组岩石冲击开裂试验;经试验验证该装置可模拟定压供给边界条件下中心一裸眼井的油藏条件,并直接对小型岩心试样中模拟井孔进行水压冲击破岩试验,且可形成153.17MPa/ms以内的加载速率,完全可以模拟燃爆压裂的实际情况。经过对试验数据回归分析,发现动/静破裂压力差值与加载速率呈现很好的对数关系,经验证该回归模型计算误差为0.95%,具有较高精度;该研究成果可为燃爆压裂设计中的最低峰值压力确定提供指导,对提高该增产措施的普适性和成功率具有一定指导意义。

加速康复外科理念在全髋关节置换术围术期的应用

目的探讨加速康复外科理念在全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)围术期的应用效果。方法选择2017年5月至2019年5月在四川省攀枝花市中心医院接受THA治疗的583例患者,采用随机数字表法分为观察组(291例)和对照组(292例)。对照组围术期采用常规干预模式,观察组则采用加速康复外科的理念进行围术期管理。比较两组的治疗总有效率、疼痛视觉模拟量表(visual analogue scale,VAS)评分、Harris髋关节功能评分、手术相关资料和术后并发症发生情况。结果术后1个月时,观察组的治疗总有效率是97.3%,明显高于对照组的86.6%,差异有显著性(P<0.05)。两组术后6h、1d、3d、7d时的VAS评分均明显低于术前,且观察组明显低于对照组,差异有显著性(P<0.05)。两组术后2周、4周时的Harris髋关节功能评分均明显高于术前,且观察组明显高于对照组,差异有显著性(P<0.05)。观察组的手术时间、术中出血量、下床活动时间、住院时间、住院费用均低于对照组,差异有显著性(P<0.05)。观察组术后恶心呕吐、泌尿系感染精神障碍及总体并发症发生率均低于对照组,差异有显著性(P<0.05),而肺部感染、下肢深静脉血栓、关节脱位、假体松动的发生率与对照组比较差异无显著性(P>0.05)。结论在THA围术期应用加速康复外科理念能够有效缓解患者的疼痛,改善关节功能,减少术后并发症,缩短住院时间,值得临床应用。

燃爆压裂中压挡液柱运动规律的动力学模型

针对燃爆压裂过程中压挡液柱受冲击运动机理的复杂性,假设火药燃气与压挡液柱存在完全气液接触界面,采用拉格朗日的微元分析方法,建立了由连续性方程、动量守恒方程、能量守恒方程组成的压挡液柱运动规律动力学模型,并给出了该模型与火药燃爆模型的耦合数值解法。经程序编制和实例计算表明,在综合考虑火药燃气对液柱的宏观推动作用、冲击压缩作用、液柱自身的动能分布及管壁对其摩擦阻力的影响后,火药燃烧过程中气液界面上升高度有限(实例计算不足0.1m),可起到很好的持压作用;但全过程中最高液柱位移较大(18.9m),水力振荡增效作用明显。研究成果对提高燃爆压裂的数值模拟精度具有一定促进作用。

高能气体压裂中压挡液柱运动解析模型研究

针对目前在高能气体压裂设计中,不能定量描述压挡液柱运动规律的问题,通过对高能药爆燃瞬间高压作用液柱物理过程进行分析,分别建立了在应力波传到液面前和传到液面后的液柱底面运动规律解析模型,该模型不仅考虑了爆燃应力对液柱的宏观作用,也考虑了爆燃瞬间内的应力波对液柱的冲击压缩作用,可定量描述不同液柱高度、不同性质液体在不同加载条件下的运动规律,且计算简单,对提高高能气体压裂设计的精确性和成功率具有指导意义。

壳聚糖对超氧自由基的清除作用

文中通过观察在加有壳聚糖(CS)的超氧自由基中红细胞表面形貌的改变程度来表明CS对超氧自由基的清除效果。由荧光实验中荧光强度的改变来说明不同浓度和不同分子量的CS清除羟基自由基的效率。两种测量手段分别定性地和定量地说明了CS对超氧自由基的清除作用,一致表明CS能有效清除自由基,而且清除效率随着CS浓度的增大而升高,随着CS分子量的增大而降低。

组合脉冲压裂加载过程耦合模拟及火药配比影响敏感性分析

基于组合脉冲压裂物理过程,以三种燃速火药柱串联、中心管同步点燃方式,结合火药爆燃加载、压挡液柱运动、射孔孔眼泄流、裂缝起裂、高压气体裂缝内流动及裂缝扩展等子模型,组建多级爆燃压裂耦合模拟模型。并据此分析不同配比火药组合爆燃压裂时,井底压力变化及裂缝延伸情况。结果表明:不同燃速火药串联组合可实现一级火药快速爆燃,瞬间达到多方向射孔孔眼起裂压力,二、三级火药持续长时间燃烧维持高压以充分延伸裂缝的目的;在确定一级快速火药和总火药用量后,井底爆燃压力加载速率和各方向破裂压力均随第三级燃速火药质量比重的增加而呈现降低趋势,但变化不明显;而不同方向裂缝最终延伸长度对二、三级燃速火药的配比具有较强敏感性;在以多方向裂缝安全起裂为目标、设定一级燃速火药后,合理配比三种火药比单一配比高-中速、高-低速火药,可更有效地延长爆燃压裂过程的井底有效持压时间,从而可大幅扩展火药用量上限,提高爆燃压裂裂缝延伸规模。