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期刊信息/Journal information
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）

陈淑娴

双月刊

1673-5005

Journal@upc.edu.cn

0546-8392495 86983262

257061

山东省东营市北二路271号

中国石油大学学报（自然科学版）/Journal Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science)CSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是以石油工业学科为办刊特色的自然科学综合性学术期刊，主要报道中国石油大学教师和其他石油科技工作者的学术研究成果。
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    径向井辅助前置液酸压裂缝扩展数值模拟

    齐宁甘俊冲章泽辉刘毅龙...
    101-110页
    查看更多>>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,其中水平地应力差为主控因素;当径向井方位角为 15°时,前置液酸压裂缝沿着径向井方向扩展 14.32 m后偏向最大水平主应力方向,径向井的引导效果最好,偏离系数为 0.005.

    径向井前置液酸压裂缝扩展扩展有限元双尺度模型

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    迂曲裂缝内支撑剂运移数值模拟

    胡晓东张鹏天周福建李昕桐...
    111-118页
    查看更多>>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致密的支撑剂堆积,加剧砂堵程度;注入速率大,支撑剂在裂缝中运移距离较远,但注入速度和携砂液密度的增加,会加剧砂堵程度.

    迂曲裂缝支撑剂运移砂堵预测数值模拟

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    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

    樊冬艳杨灿孙海姚军...
    119-126页
    查看更多>>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;其次,基于卷积神经网络、循环神经网络、长短期记忆网络和门控神经网络分别对全时间序列、强相关序列、弱相关序列和单变量序列进行页岩气井产量预测;最后,以平均绝对误差、均方根误差和决定系数作为评价指标,得到不同序列的误差由小到大排序为强相关序列、全时间序列、弱相关序列、单变量序列,优选的机器学习方法为门控神经网络和长短期记忆网络.结果表明,采用机器学习方法结合页岩气井强相关性序列(日产气量、套压、油压、日产水量)能有效降低预测误差,提高页岩气井产量预测效果.

    页岩气井机器学习相似性时间序列产量预测

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    沥青质颗粒在垂直井筒中的运移特征流速

    罗荣乔星亚杨小辉熊瑞颖...
    127-133页
    查看更多>>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响较小;相同条件下流体携沥青质运移临界流速为沉降末速的 1.182 倍.

    垂直井筒沉降等效直径沉降末速临界流速沥青质颗粒

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    页岩油注CO2过程中重有机质沉积预测

    赵凤兰王鹏黄世军
    134-144页
    查看更多>>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 注入量(摩尔分数)仅为 5%时的重有机质沉积压力上限可达 26.57 MPa,相比于未注气的情况下提高 3 MPa;页岩油注CO2 过程中的重有机质沉积风险最大,控制CO2 注入量和避免地层压力降低过快是潜在的规避重有机质沉积风险的有效手段.

    页岩油CO2注入重有机质沉积预测方法

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    坡度X70管线钢全自动外焊接头组织与性能

    韩彬高建章周聪贾彦杰...
    145-153页
    查看更多>>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;焊缝冲击功较高而CTOD值较低,建议评定焊接接头韧性应同时考虑冲击功和CTOD值;根焊区是焊接接头的危险区,易引起环焊缝失效,建议采用等强或高强匹配,焊接工艺评定应区分山区和平原地区,对山区条件下接头进行焊接工艺评定时一定要重点关注根焊区.

    大坡度X70管线钢全自动焊显微组织韧性

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    自升式平台桩靴周围土体冲刷机制及数值模拟

    殷启帅龙洋马永奇薛倩玲...
    154-161页
    查看更多>>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周围土体局部冲刷问题.结果表明:波流共同作用下自升式平台桩靴入泥深度对桩靴周围土体局部冲刷深度具有较大影响,当桩靴入泥深度越小时,桩靴周围越容易发生局部冲刷;基于桩靴不同入泥深度工况针对性地制定冲刷防护措施,降低桩靴周围土体局部冲刷深度,有效降低工程作业风险.

    数值模拟自升式平台插桩冲刷机制

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    基于群体平衡的胶凝原油水力悬浮体系流动特性模拟

    孙省身侯磊杨琨刘珈铨...
    162-169页
    查看更多>>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;在高含水阶段,流速增大对流动压降增大的影响占主导地位,含水率的影响不明显,颗粒粒径减小或凝油沉积也会导致流动压降增大.

    胶凝原油群体平衡模型碰撞聚并剪切破碎流动特性

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    基于STL-XGBoost-NBEATSx的小时天然气负荷预测

    邵必林任萌田宁
    170-179页
    查看更多>>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,再将筛选降维后的数据集输入到NBEATSx中训练,提高NBEATSx的训练速度与预测精度;将负荷数据与特征数据经STL(seasonal and trend decomposition using Loess)算法分解为趋势分量、季节分量与残差分量,再分别输入到XGBoost中进行预测,减弱原始数据中的噪音影响;将优化后的NBEATSx与XGBoost模型通过方差倒数法进行组合,得出STL-XGBoost-NBEATSx组合模型的预测结果.结果表明:"小时影响度"这一新特征是小时负荷预测的重要影响因素,STL-XGBoost-NBEATSx模型训练速度有所提高,具有良好的可解释性与更高的预测准确性,模型预测结果的平均绝对百分比误差、均方误差、平均绝对误差分别比其余单一模型平均降低 54.20%、63.97%、49.72%,比其余组合模型平均降低24.85%、34.39%、23.41%,模型的决定系数为 0.935,能够很好地拟合观测数据.

    天然气负荷预测小时影响因素极端梯度提升树可解释性NBEATSx组合模型

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    巡检机器人系统的软硬件协同设计

    毕逢东周淦张晨光姬少英...
    180-187页
    查看更多>>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的网络通信功能实现了具有网络管理平台的巡检机器人系统,系统达到实际应用要求,有效提升了巡检的自动化和智能化水平.

    巡检机器人移动定位目标感知深度学习文本识别

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