超临界CO_(2)热冲击破岩技术:致裂原理与振动安全研究

新型超临界CO_(2)热冲击破岩技术与传统钻爆法相比振动弱、能量可控,适合城市公共区域等复杂敏感地区破岩工作。目前超临界CO_(2)热冲击破岩技术的致裂原理尚不清楚,现场试验中振动安全评价没有标准。为了研究超临界CO_(2)热冲击破岩技术致裂原理和振动安全,同时进行了真三轴CO_(2)热冲击致裂试验和破岩现场振动监测试验。试验结果表明:(1)CO_(2)热冲击破岩诱发振动速度在6m时即降到了30mm/s左右,满足爆破振动安全允许标准要求;(2)CO_(2)热冲击破岩引发振动频率主要分布于1~100Hz,随着震源距的增加,破岩诱发振动波形频谱主要成分分布也逐渐变宽;(3)传统CO_(2)相变致裂能量计算公式同样适用于CO_(2)热冲击破岩技术,致裂能量的TNT当量适用于萨道夫斯基公式;(4)CO_(2)热冲击破岩是冲击波和高能气体共同作用致裂岩石,可以分为3个阶段,其中高能气体的气楔作用在岩体损伤中占主导作用。

基于改进Faster RCNN的岩石热红外图像张剪裂纹检测

区分岩石破裂模式对矿山灾害防治具有重要意义,为了能够有效识别岩石破裂模式、监测破坏过程,提出了一种基于改进Faster RCNN的岩石热红外图像张剪裂纹检测算法。首先开展花岗岩单轴压缩试验,使用红外热像仪获取岩石破裂过程中的热红外图像,制作岩石红外裂隙数据集;然后对Faster RCNN网络模型进行改进,通过引入注意力引导的上下文特征金字塔网络对特征提取方法进行优化,采用级联结构提升检测框回归准确度,同时使用岩石红外裂隙数据集对模型进行训练及验证;最后对实测岩石红外图像进行张剪裂纹识别。试验结果表明:该算法检测精度达到了94.15%,每秒检测帧数为19.27 fps,综合性能得到显著提升,研究结果可为预测岩石破裂位置及破裂模式提供一种思路。

扶余油田二次开发体系实施效果

扶余油田1970年全面开发,至2000年进行过2次全面调整,年产油量曾多年保持在100×104t以上。到2002年年产油量仅为65×104t,采出程度达25%,综合含水率高达89%,2003年年产油量仅为60.9×104t。针对油田存在的井况差、分注率低、井网不适应和地面集输系统老化等问题,进行了第三次油田综合调整。形成和完善了油田二次开发体系,即重构地下地质体系、重建井网结构、重组地面工艺流程、重用配套工艺技术和重变开发方式。为了适应扶余油田二次开发体系,进行了10余种配套技术研究:复杂地面、浅层三维地震采集与处理技术;储层沉积微相研究;剩余油量化与性质研究;水平井及定向井应用;优化固井体系与实施;常温不加热集输;浅层定向井、水平井举升配套技术;携砂液高砂比造宽短缝压裂;窜流通道识别与调剖;蒸汽吞吐热采技术。在该油田实施配套技术系列后,新增石油地质储量达6 000×104t以上,已累计新建产能95×104t。该油田由年产原油量60.9×104t,又重新上升到100×104t以上,取得了良好的经济效益和社会效益。

海域天然气水合物开采增产理论与技术体系展望

从量级尺度大幅度提高产能是实现天然气水合物(以下简称水合物)产业化开采的关键,而水合物开采能否产业化又取决于原地可采储量能否支撑产业化开采所需要的基本开采周期,以及开采产能能否达到当前产业化开采的标准。为了给水合物开发技术研究提供参考,从海域水合物增产理论与技术学科体系建设的角度,结合国内外水合物实验模拟和数值模拟研究成果,分析了潜在的水合物增产技术,提出了水合物开采增产的基本原理、评价方法及目前存在的技术瓶颈。研究结果表明:①复杂结构井、多井井网、新型开采方法、储层改造是实现天然气水合物增产的主要途径,其增产机理可归纳为扩大泄流面积、提高分解效率、改善渗流条件等三个方面;②复杂结构井和井网是提高水合物产能的根本,基于复杂结构井和井网系统辅助加热或进行储层改造,能从量级尺度提高水合物的产能;③制样技术、储层监测技术和力学场耦合技术是目前水合物增产基础研究的主要技术瓶颈,建议“十四五”期间国家水合物应用基础研究的重点应关注上述技术瓶颈。结论认为,以水平井或多分支井为代表的复杂结构井、以多井簇群井开采为代表的井网开采模式、以降压辅助热激发为主的开采新方法、以水力造缝为代表的储层改造技术的联合应用等,是实现水合物产能量级提升的关键。

基于Landsat 8 OLI__TIRS数据的找地下水靶区预测研究

遥感技术因为它独特的优点(宏观性、综合性、动态性、快速性)而广泛利用于地下水资源调查[1],能更准确掌握调查区域地下水形成、贮存,运动特征、水质、水量的变化规律,节省野外勘察费的大量人力、物力,为地下水资源的规划、开发和合理利用提供充足的水文地质依据[2]。以Landsat 8 OLI__TIRS的多光谱数据和热红外数据为信息源,通过各种遥感图像增强处理和波段运算,获取了与地下水富集带有关的两个重要水文要素信息——线性构造特征和地表温度信息,最终在综合分析这些信息基础上圈定出找地下水靶区,并对圈定结果与区域水文地质图进行对比验证,结果证明,利用遥感技术在缺水区进行地下水勘查,能够为快速、有效地寻找地下水资源提供技术依据,减少地下水勘查中物力和人力的大量耗费,为实际地面调查和物探工作提供依据。

长庆油田环西-彭阳探区长8油层自生热压裂工艺研究与应用

长庆油田环西-彭阳探区长8层常规压裂改造效果差,室内研究发现关键原因是原油“冷伤害”。自生热压裂工艺是解决该问题的有效手段。对比分析目前几种自生热压裂工艺的优缺点,提出了一种改进的自生热压裂液体系,该体系的关键是稠化剂——超支化聚合物,该聚合物可以在高矿化度盐水和酸性条件下形成胶体。经实验评价,该体系可使压裂液升温幅度达55.2℃,最高携砂砂比35%,破胶性能良好,破胶液对支撑裂缝及地层基质伤害率较低,具有良好的耐温耐剪切性能,对管柱腐蚀较弱,体系反应释放出的气体可明显提高地层压力,提高返排率。2020年自生热压裂工艺在长庆油田环西-彭阳探区已实施6井次,与常规压裂工艺相比,试油产量由平均3.5 t/d上升至13.27 t/d,产液量由平均20.44 t/d上升至21.86 t/d,试油成功率由21.7%上升至50%,效果显著,为长庆油田环西-彭阳探区长8层的进一步开发提供了有力的技术支撑。

AZ31B镁合金热变形开裂准则的研究

以铸态AZ31B镁合金为研究对象,时效处理(400℃/12 h)后,在Gleeble-3800热模拟机上进行了变形温度为250 450℃、应变速率为0.01~10 s^-1的热模拟压缩试验,通过高速摄影技术确定了合金热压缩过程中的临界开裂应变,结合有限元模拟确定了热压缩临界开裂损伤值。结果发现,经典Freudenthal准则能够很好地反映高速摄影技术和热模拟压缩试验观察到的试样表面裂纹萌生以及扩展的现象,结果与金相观察一致。因此,基于Freudenthal准则,通过引入Zener-Hollomon因子来表征镁合金热变形过程的临界开裂损伤值随变形温度和应变速率的变化,建立了适用于铸态AZ31B镁合金的热变形开裂准则。该准则很好地揭示了镁合金热变形的临界开裂损伤值与应力状态、应变、变形温度和应变速率等变形参数之间的关系,为铸态AZ31B镁合金热变形开裂预测提供了理论支撑,为该合金热加工参数的优化奠定了技术基础。