二氧化碳在致密储层基质中的作用距离研究

致密油衰竭开采过程中压力、产量下降较快,补充地层能量是提高原油采收率的必要措施。CO_(2)是常用补能介质之一(CO_(2)吞吐、前置蓄能),CO_(2)增产效果与其在储层中的作用距离息息相关,针对该问题从实验和数值模拟两方面开展了CO_(2)在致密储层基质中的作用距离研究。CO_(2)传质包括对流和扩散两种方式,首先采用高温高压反应釜和致密储层岩心进行CO_(2)扩散实验,结合Fick径向扩散模型,测得了CO_(2)在致密岩心中的扩散系数;然后采用CMG软件进行CO_(2)对流、扩散建模,基于模型进行广泛的数值模拟,分析渗透率、扩散系数、驱替时间对CO_(2)作用距离的影响。研究表明,扩散系数与渗透率有关,在目标储层岩心渗透率级别下,扩散系数在10^(-10)~10^(-8)m^(2)/s范围;CO_(2)作用距离取决于对流和扩散作用,扩散作用对CO_(2)作用距离影响明显,渗透率越低,扩散作用影响越明显,渗透率越高,对流作用越主导;渗透率是CO_(2)在基质中作用距离的决定性因素;CO_(2)在致密储层基质中的作用距离较小,60d的作用距离不到10m。

基于时钟循环神经网络的光伏故障诊断

光伏电站大多地处恶劣环境,遭受风沙雨雪腐蚀,电池板容易出现多类型故障,如何对故障进行有效识别与定位尤为重要。为此,提出了一种基于时钟循环神经网络(clockwork-recurrent neural network,CW-RNN)的光伏故障诊断策略。首先,建立了光伏阵列系统仿真模型,分析了光伏发电故障的成因,模拟了不同故障下的光伏阵列输出特征;其次,采用CW-RNN方法建立了故障诊断模型,对光伏阵列故障进行识别与定位;最后,基于实时数据库系统搭建了光伏发电故障分析平台,对所提出的故障诊断模型性能进行验证,结果表明其有效性和准确性,对光伏电站高效地进行故障准确识别与定位具有一定参考意义。

页岩水平井多簇喷砂射孔暂堵转向压裂裂缝扩展规律

采用真三轴压裂模拟系统开展了页岩水平井多簇喷砂射孔暂堵转向压裂模拟实验,研究了暂堵剂粒径、暂堵剂浓度、单簇射孔数和簇数对封堵提压、多裂缝转向规律及暂堵剂分布的影响。结果表明:缝内小粒径组合+段内大粒径组合暂堵剂有利于提高封堵压力并促进裂缝多期性转向,添加纤维的组合可快速憋压至超高,但易产生沿着井筒扩展的纵向缝;暂堵峰值压力随暂堵剂浓度的增加而提升,但暂堵剂浓度达到一定值后,进一步增加暂堵剂浓度并不能显著提高暂堵峰值压力;岩样破裂压力和暂堵峰值压力随单簇射孔数增加呈下降趋势,较少的单簇射孔数有利于提高破裂压力及暂堵峰值压力,对多簇裂缝扩展的控制作用更显著;较少的簇数不利于人工裂缝总数及复杂程度的提升,较多的簇数难以实现有效封堵。缝内暂堵时暂堵剂主要分布在复杂裂缝区域,特别是多裂缝相交处,而段内暂堵时暂堵剂优先分布于形成复杂缝的射孔簇孔眼附近。

高含黏土页岩气储层闷井返排数值模拟

建立了高含黏土页岩气储层水力压裂后闷井返排数学模型,基于复兴地区侏罗系东岳庙段高含黏土页岩凝析气藏生产数据验证了模型准确性。考虑黏土水化膨胀的影响,模拟了压后闷井及返排阶段的液体分布、有效孔隙度减小量及渗透率的水化伤害程度。结果表明:页岩基质内压裂液水化伤害程度随闷井时间增加而增强,闷井100 d时因黏土水化膨胀而导致储层有效孔隙度减小幅度为7.0%~17.6%,渗透率的水化伤害程度为13~31%。返排过程中黏土水化伤害程度小于3.2%,对比不考虑黏土水化膨胀伤害,预测初期产气量减少11.8%。

复兴地区高含黏土页岩凝析气藏渗吸排驱及液体渗流特征研究

复兴地区凉高山组为高含黏土页岩凝析气藏,体积压裂改造后闷井和返排期间易出现反凝析和液锁现象,影响开采效果。为准确了解高含黏土页岩凝析气藏的渗吸排驱和液体渗流特征,优化闷井转排驱时机,选取储层岩心,开展了气水渗吸排驱试验和三相渗吸排驱试验,采用核磁共振、恒压驱替相结合的方式,量化了渗吸排驱过程中压裂液的水锁伤害特征及凝析油的可流动特征;建立了液锁伤害表征方法,并模拟了矿场尺度闷井过程中的水锁特征。研究结果表明:该页岩储层压裂渗吸阶段岩心的渗吸采收率在50.22%~57.14%;渗吸液矿化度越低,返排率越低,水锁伤害率越高;油锁伤害率低于水锁伤害率;存在束缚水时,凝析油的临界可流动饱和度约可降低20%;若以闷井后解除近裂缝水锁伤害为目标,闷井时间以20~30 d为宜。研究结果为复兴地区高含黏土页岩凝析气藏高效开发提供了理论依据。

大牛地气田复杂岩性储层酸蚀裂缝导流能力规律研究

大牛地马家沟组碳酸盐岩储层灰岩、白云岩和含膏云岩较为发育,矿物的酸岩反应速率不同,而目前复杂岩性储层导流能力研究较少,导流能力规律不明确。文中结合储层多种矿物特点,进行了矿物成分测试和酸蚀裂缝导流能力测试,研究了不同酸蚀时间和闭合应力对导流能力的影响,建立了适合马家沟储层的酸蚀裂缝导流能力模型。结果表明:含膏云岩在低闭合应力下导流能力比白云岩低,但在高闭合应力下与白云岩相当;在闭合应力一定时,酸蚀时间越长,岩样表面越粗糙,导流能力增长越明显。基于导流能力模型,模拟研究了不同排量和注入方式下的导流能力变化规律,将酸蚀时间和泵注方式应用到现场井,产量提升了40%。该研究成果对大牛地马家沟储层酸压改造工艺设计提供了依据和借鉴。

玛湖非均质砂砾岩储层酸岩反应数值模拟及工程设计建议

致密砂砾岩油藏水平井分段射孔压裂过程中,地层破裂压力高、压开难度大,借助酸液预处理工艺降低泵压又出现泡酸耗时长的问题,显著降低了压裂时效。通过明确不同酸处理参数条件下的矿物溶蚀规律有助于酸处理方案优选,从而有效降低地层破裂压力。基于半变差函数模型和向量差积法,建立了考虑玛湖非均质储层矿物组分特征的酸化模型,量化分析酸液预处理过程中的矿物溶蚀程度及规律。研究表明,玛湖油藏长石含量较高,碳酸盐岩含量较低,土酸具有更好的溶蚀效果,以及通过土酸在现场的成功应用充分证明了其降低玛湖储层破裂压力的可行性;随着酸浓度的降低,酸蚀作用减弱,不利于降低破裂压力;酸岩作用时间存在拐点,单纯地增加泡酸时间并不能提升酸处理效果。建议现场通过合理优选酸液体系、适当增加用酸浓度等方法,提高酸液预处理效率。文章研究成果对玛湖现场酸液预处理方案制定具有一定的指导意义。

冲击压裂技术促进页岩油储层缝高扩展的可行性

应用吉木萨尔芦草沟组储集层露头制备层状试样开展水平井压裂物理模拟试验。通过恒速注入和快速释放累积高压获得2种增压状态,分别对应于常规和压力冲击条件。结果表明:恒速注入条件下露头破裂压力小于15 MPa,倾向于形成近井筒纹层缝,裂缝高度受限;在压力冲击条件下,井底压力远超岩石常规破裂压力,所形成裂缝高度大幅提高;冲击压力对裂缝高度影响显著,冲击压力32 MPa条件下裂缝平均高度较恒速注入压裂增长41.2%,冲击压力55 MPa条件下裂缝高度较恒速注入压裂增长1.28倍;冲击次数的提高一定程度上可增加裂缝高度,3次冲击压裂较1次冲击压裂裂缝高度增长50%。

复杂岩性碳酸盐岩裂缝型储层酸化压裂数值模拟

鄂尔多斯盆地大牛地气田马家沟组碳酸盐岩储层岩性复杂,不同矿物成分的酸岩反应速率差异造成的非均匀溶蚀直接影响酸压效果。综合考虑多种矿物的酸岩反应,建立复杂岩性储层酸压模型,模拟分析了矿物含量、矿物分布、天然裂缝及储层温度等因素对酸压效果的影响。结果表明:由纯灰岩至复杂岩性储层,随着灰岩比例的减少,酸作用距离增加了23 m;岩矿分布对酸蚀缝长有较小影响,当酸液沿着矿物分布方向流动时酸作用距离最大;天然裂缝的发育加剧了酸液的滤失,裂缝密度相差0.2条/m时,酸作用距离减小约20 m;复杂岩性储层中温度影响最大,从60℃升至120℃时,白云岩酸岩反应速率接近灰岩,酸作用距离减小约72 m。研究成果为复杂岩性碳酸盐岩储层酸压改造提供了新方法,丰富了碳酸盐岩储层改造理论。

基于分布式光纤传感与U-Net网络的复合材料分层损伤定量识别方法

结构健康监测(SHM)是确保飞行器复合材料结构安全性和完整性的重要手段。基于背向瑞利散射的分布式光纤传感器可以通过测量高密度的应变分布为复合材料损伤监测提供数据支持。然而,结构应变分布特征和损伤的映射关系较为复杂,无法直接根据应变分布准确判定损伤的定量信息。另外,分布式光纤传感器数据量大,通过人为分析应变数据识别损伤较为耗时且准确性偏低。为了应对这一挑战,提出了一种基于分布式光纤传感数据与U-Net神经网络的智能损伤识别方法,旨在自动精确识别复合材料中常见的分层损伤。首先,通过有限元仿真构建U-Net神经网络的训练集与验证集;随后进行含分层损伤复合材料板的悬臂加载试验,通过分布式光纤传感器采集结构应变分布数据作为测试集。损伤识别结果表明,U-Net神经网络可以对分层损伤的位置、尺寸与形状进行较为精确的定量识别。

射孔参数对砂砾岩储层压裂的影响

砂砾岩油藏具有应力差大、破裂压力高的特点,导致造缝难度大,如何降低破裂压力是安全压开储层的关键。将水泥与石英砂按3∶1混合并随机混入不同直径的鹅卵石和细碎石粒,制作边长300 mm的人造砾岩,使用水力喷砂射孔枪进行射孔,通过改变角度0~90°、深度1.5~6 cm模拟现场不同射孔方位角和炮眼深度,根据现场数据设置实验三向应力分别为9.4、19.3、24.8 MPa,排量为50 mL/min,压裂液黏度为45 mPa·s,开展室内水力压裂实验,分析射孔角度和射孔深度对裂缝起裂及破裂压力的影响。研究结果表明,射孔方向与最大水平主应力夹角为0°时破裂压力最低,为11.9 MPa,减小射孔方位角能够降低破裂压力3.55 MPa;射孔深度由1.5 cm增加至6.1 cm,破裂压力降低了4.63 MPa;当射孔孔眼附近存在砾石,破裂压力异常增高约10 MPa。建议通过合理优化射孔方位角,适当增加射孔深度,同时遴选砾石粒径较小且分选性较好的层段进行施工,提高压裂改造成功率。研究成果为制定玛湖射孔方案提供了参数优选的依据。

用于光交换的硅基二氧化硅AWGR的设计与研究(特邀)

【目的】以N×N矩阵形式构成的阵列波导光栅路由器(AWGR)具有光学并行和波长路由能力,能在不同信道上同时传输N路信号,具有扩展性好、延时低和频带宽等优势,结合可调谐光源能实现快速光交换,是下一代光交换数据中心网络的潜在技术方案之一。为了解决现有AWGR在实际应用中存在的串扰大、有额外耦合损耗、偏振敏感和损耗非均匀性大等问题,进一步扩大数据中心规模和提升数据交换速度,文章分别对4×4和12×12通道的AWGR进行了研究。【方法】文章通过仿真软件进行基本设计参数的计算,分析研究了AWGR设计流程,并采用光束传播法(BPM)进行了仿真模拟。同时,采用在平板波导和条形波导连接处加入锥形波导taper结构和增大输入、输出波导间距等方法进行了性能优化。【结果】仿真结果得到良好的性能参数:4×4 AWGR插入损耗为-0.714 dB,串扰为-35.556 dB,损耗非均匀性为1.907 dB;12×12 AWGR插入损耗为-0.294 dB,串扰为-36.019 dB,损耗非均匀性为3.428 dB。文章制作设计器件流片并进行了性能测试,结果表明:4×4 AWGR插入损耗为-2.586 dB,串扰为-29.473 dB,损耗非均匀性为1.921 dB;12×12 AWGR插入损耗为-3.692 dB,串扰为-23.874 dB,损耗非均匀性为3.873 dB。【结论】文章的研究在串扰和损耗非均匀性等方面进行了性能优化,为后续设计迭代和进一步提升性能参数积累了经验。

水热炭与共基质对苯酚厌氧降解的影响

厌氧消化(Anaerobic Digestion, AD)是一种可持续的生物技术,目前已应用于有机废物的处理。难降解的酚类化合物是厌氧消化过程中存在的主要毒性物质之一。本研究探究了水热炭与共基质(葡萄糖)同时添加对苯酚厌氧降解的影响。结果表明,水热炭和共基质的添加缩短了苯酚厌氧消化的延滞期,使其从对照组的77.5 d缩短到了24.6~59.3 d。同时添加水热炭和共基质时,最高产甲烷速率R_(m)从3.53 mL/d提高到了4.86~6.80 mL/d,当只添加共基质且共基质浓度过高时,R_(m)下降。最适的葡萄糖共基质添加浓度为1.0~2.0 g/L,高浓度葡萄糖环境可能富集了其它竞争性微生物,使得苯甲酸降解菌和耗乙酸产甲烷菌受到一定抑制。水热炭也有利于富集苯甲酸降解菌,但葡萄糖共基质浓度对群落组成的影响在水热炭存在下会被减弱。本研究利用水热炭和共基质强化苯酚厌氧降解,为苯酚厌氧消化效能提升提供了新思路。

基于U^(2)-Net的高精度多套层位追踪方法及应用

层位追踪是地震资料解释中一项基础且重要的工作,常规智能层位追踪方法的精度难以满足实际生产需求。为此,提出了一种基于U^(2)-Net的高精度多套层位追踪方法。首先,设计一种充填标签的制作方法,遍历地震数据每个像素点,判断当前像素点所在位置并为其划分一个层位区域;对于穿过断层的层位,则自动搜寻相邻层位,实现非全区层位、断层等复杂条件下的地震反射层位及不整合面的充填标签的制作;然后,利用充填标签,采用U^(2)-Net网络模型对F3数据体和M工区地震资料进行训练。与U-Net+PPM网络模型相比,U^(2)-Net网络模型的预测精度更高,稳定性更好,泛化性更强,训练时间更短,且预测复杂地区的地震反射层位的准确率和平均交并比都大于95%。该方法可以较好地适应低信噪比地震资料的层位追踪。

页岩油体积压裂后合理焖井时间模拟研究

针对页岩油藏压裂开发过程中,焖井效果井间差异大、焖井有效性和时效性不明确等问题,建立了考虑裂缝闭合、油水渗吸置换以及压裂液滞留多效应协同的压裂—焖井—生产一体化数值模型,并验证了模型的可靠性,探究了页岩油井压后焖井期间地层油水运移规律以及合理焖井时间。研究结果表明:①焖井期间地层油水运移特征在时间上呈现阶段性变化,依次可分为裂缝闭合、渗吸置换和能量平衡3个主控阶段,同时也在空间上与水力裂缝的复杂程度密切相关;②在毛管渗吸作用下,适当延长焖井时间有利于压裂井初期见产,但压裂液在基质中的滞留量增多也会加剧油相相渗伤害,结合累增油量变化规律,明确了合理焖井时间宜在30~45 d;③考虑真实工况对焖井作用的影响,提出了以“压裂+焖井时间”作为焖井优化的指标,提高时间效益的同时可以减少井间差异。研究提出了体积压裂水平井焖井作用评价方法和模拟流程,其结果对页岩油压裂后合理焖井时间优化具有指导作用。

预熟杂粮加工方法及风险控制

随着人们生活水平及保健意识的提高,近年来杂粮逐渐成为了人们餐桌上高频率出现的食物。杂粮所富含的营养物质与功能成分对膳食健康具有重要意义,同时杂粮对于预防及改善各种慢性疾病也具有一定的疗效。由于杂粮质地较为坚硬,难以煮熟,所以杂粮预熟化处理为当下快节奏的生活提供了便利。近年来,预熟杂粮被广泛研究,预熟化的加工方法也呈多元化发展,但预熟杂粮在生产过程中易受到物理、化学、生物等方面的影响,对风险因子进行有效控制是预防食品安全问题的关键。本文介绍了杂粮预熟化的不同加工方法,针对加工过程各环节可能存在的潜在危害进行风险分析,讨论风险因子的控制措施,为进一步研究预熟杂粮的理化特性及预熟杂粮深加工的研制提供理论参考。

植物多糖对胃肠道疾病的治疗作用研究进展

植物多糖是一种来自于植物中的天然高分子化合物,药理活性十分显著,在疾病治疗、医药研发等领域有着广阔的应用前景。植物多糖分子量大,结构复杂,口服不易吸收,生物利用度较低。胃肠道中含有大量酶和微生物菌群,可以将多糖降解为短链脂肪酸,促进肠道菌群多样性,保护胃肠道黏膜,修复胃肠道损伤。主要将植物多糖对常见胃肠道疾病治疗作用的研究进展进行归纳汇总,以期为今后胃肠道疾病的治疗提供理论参考。

基于网络药理学探究灯盏花素联用三七总皂苷治疗脑梗死的潜在作用机制

基于网络药理学方法探究灯盏花素联用三七总皂苷治疗脑梗死(cerebral infarction,CI)的潜在作用机制。运用PubChem以及Swiss Target Prediction数据库获取灯盏花素(breviscapine)和三七总皂苷(panax notoginseng saponins,PNS)的主要活性成分以及相关靶点。利用GeneCards、DisGeNET、Drugbank和PharmGkb数据库收集的相关疾病靶点,与成分靶点取交集绘制维恩图。在STRING平台获取蛋白-蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络,采用Cytoscape3.7.2软件CytoNCA插件构建网络图并进行可视化处理。采用DAVID数据库进行基因本体论(Gene Ontology,GO)生物过程和京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析。有效成分6种,共检测到42个有效成分靶点,CI相关靶点960个,取交集后得到灯盏花素和三七总皂苷治疗CI的潜在靶点15个。对交集靶点富集,GO富集分析共涉及生物过程111个,细胞组分19个,分子功能20个,KEGG通路富集得到55条通路,结合蛋白-蛋白相互作用网络分析与富集分析最终得到TNF、AKT1、EGFR、PTGS2、STAT3共5个核心靶点。本研究初步探索了灯盏花素联用三七总皂苷治疗脑梗死的作用机制为后续研究提供基础。

Fracture propagation law of temporary plugging and diversion fracturing in shale reservoirs under completion experiments of horizontal well with multi-cluster sand jetting perforation

This study conducted temporary plugging and diversion fracturing(TPDF)experiments using a true triaxial fracturing simulation system within a laboratory setting that replicated a lab-based horizontal well completion with multi-cluster sand jetting perforation.The effects of temporary plugging agent(TPA)particle size,TPA concentration,single-cluster perforation number and cluster number on plugging pressure,multi-fracture diversion pattern and distribution of TPAs were investigated.A combination of TPAs with small particle sizes within the fracture and large particle sizes within the segment is conducive to increasing the plugging pressure and promoting the diversion of multi-fractures.The addition of fibers can quickly achieve ultra-high pressure,but it may lead to longitudinal fractures extending along the wellbore.The temporary plugging peak pressure increases with an increase in the concentration of the TPA,reaching a peak at a certain concentration,and further increases do not significantly improve the temporary plugging peak pressure.The breaking pressure and temporary plugging peak pressure show a decreasing trend with an increase in single-cluster perforation number.A lower number of single-cluster perforations is beneficial for increasing the breaking pressure and temporary plugging peak pressure,and it has a more significant control on the propagation of multi-cluster fractures.A lower number of clusters is not conducive to increasing the total number and complexity of artificial fractures,while a higher number of clusters makes it difficult to achieve effective plugging.The TPAs within the fracture is mainly concentrated in the complex fracture areas,especially at the intersections of fractures.Meanwhile,the TPAs within the segment are primarily distributed near the perforation cluster apertures which initiated complex fractures.

偏向性用地政策如何强化了“隐性担保”预期——来自城投债市场的证据

针对我国地方债务超常规增长的现象,本文捕捉到导致“隐性担保”的更外生的制度性因素。2003年以来,中央将大量建设用地指标向中西部省份倾斜,而逐步收缩东部地区土地供应。本文从理论上说明偏向性用地政策强化了东部地区的“救助能力”以及中西部地区的“救助预期”,从而干扰了债券市场的定价机制。基于2009—2020年省级面板数据,利用固定效应估计发现:东部地区土地供给偏向程度每减少1单位,城投债发行信用利差下降1.03单位;中西部地区土地供给偏向程度每增加1单位,城投债发行信用利差下降0.63单位。偏向性用地指标稳定性每增加1个单位,偏向性用地政策对区域间城投债融资成本的干扰程度提高约4~5倍。研究结论表明中央政府更应注重政策间的协调配合,更加符合人口规模的用地指标调整可能间接提高债券市场资源配置效率,将中国地方债的违约风险治理研究从传统的财政金融视角拓展到土地要素空间配置之间的相互作用,可能是防范和化解地方隐性债务风险的有效途径。