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期刊信息/Journal information
石油科学通报
中国石油大学（北京）、清华大学出版社有限公司
石油科学通报

中国石油大学（北京）、清华大学出版社有限公司

季刊

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石油科学通报/Journal Petroleum Science BulletinCSTPCD
查看更多>>《石油科学通报》由国家新闻出版广电总局批准创刊，国内连续出版物号为CN10-1405/TE，中文，季刊，大16开，公开发行，主管单位为教育部，主办单位为中国石油大学（北京）、清华大学出版社有限公司，其中中国石油大学（北京）为主要主办单位，出版单位为清华大学出版社有限公司。主要发表石油地质、石油地球物理、石油工程、石油机械、石油化工、石油经济等领域新思想、新成果，综合反映石油自然科学与社会科学多学科交叉基础研究进展，为石油科学研究者提供高水平的学术交流平台。
正式出版
收录年代

    旋转磨料射流破碎碳酸盐岩参数影响规律及机理研究

    李欢黄中伟李敬彬程康...
    991-1004页
    查看更多>>摘要：旋转磨料射流喷射钻进径向水平井是经济高效开发碳酸盐岩油藏的潜在有效手段.基于旋转磨料射流破碎灰岩室内实验,证实了其碳酸盐岩储层喷射钻进可行性、揭示了关键参数对破岩效果的影响规律、优选了最优作业参数组合,并探析了岩石破碎机理.研究表明:旋转磨料射流冲击灰岩形成一个规则光滑、底部存在凸起的圆形孔眼,孔眼剖面为"W"型,孔眼直径大于入井管串的最大外径,且凸起可被后续射流剥蚀而不影响管线连续送进,证实了其碳酸盐岩储层喷射钻进可行性;成孔直径随喷射压力、喷射距离、喷射时间的增加而增加,随磨料质量浓度的增加先增加后减小;成孔深度和体积随喷射压力、喷射时间的增加而增加,随喷射距离的增加而减小,随磨料质量浓度的增加先增加后减小;本文实验条件下的最优作业参数组合为射流压力 30 MPa、喷射距离 0、磨料质量浓度 9.0%～10.0%、喷射时间 60 s;在旋转磨料射流破碎碳酸盐岩过程中,其不单以磨料颗粒大角度冲击下产生的拉伸作用破岩,同时还伴以磨料颗粒小角度冲击下产生的剪切作用破岩,由于岩石抗拉、抗剪强度远低于其抗压强度,从而使得旋转磨料射流具有较高的破岩能力和破岩效率.研究结果可望为旋转磨料射流喷射钻进径向水平井开发碳酸盐岩油藏提供理论依据和实验基础.

    旋转射流磨料射流岩石破碎径向水平井碳酸盐岩油藏

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    基于改进DFM-NM的页岩油多井干扰三维数值模型及应用

    周彪陈志明赵辉韩佳鹏...
    1005-1022页
    查看更多>>摘要：矿场实践表明,立体井网开发技术可有效挖掘页岩油气资源未动用储量.然而,随着立体井网的加密部署,导致平面及纵向井间干扰现象愈发严重,限制了页岩油气资源的高效开发,准确评价井间干扰程度及其影响因素是目前亟需解决的关键问题.为此,基于改进的离散裂缝数值试井模型,采用非结构四面体网格建立考虑纵向干扰的立体开发页岩油多井干扰三维数值模型,采用Newton-Raphson迭代对模型进行了求解.验证了数值模型的准确性,并定义井间干扰程度系数,分析不同井距与裂缝参数下的井间干扰程度.结果表明随着水平井距的增大,井间干扰程度迅速减小;随着纵向井距的增大,井间干扰程度先增大后减小;与纵向井距的影响相比,水平井距对井间干扰程度的影响更显著;干扰程度随着邻井开采强度、压裂裂缝数目、压裂裂缝长度和压裂裂缝导流能力的增大而增大;天然裂缝会加剧井间干扰程度.对鄂尔多斯盆地两口压裂水平井进行实例应用,结合灰色关联度分析方法,计算了井间干扰程度与各参数间的关联度,确定了影响其井间干扰程度的主控因素为沿裂缝方向水平井距、压裂裂缝长度和压裂裂缝数目.同时发现,纵向井距对井间干扰程度有显著影响,立体开发下的纵向干扰不容忽视,合理的纵向井距能够有效降低井间干扰程度.研究结果可为立体井间干扰评价及页岩油开发参数优化提供理论依据.

    井间干扰纵向干扰关联度分析立体开发页岩油

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    亚麻籽胶羧甲基化改性及其钻井液性能评价

    赵雄虎贾相如冀忠伦
    1023-1033页
    查看更多>>摘要：纤维素、淀粉等天然多糖高分子改性材料已广泛应用于钻井液中,但常规改性方法对其抗温、抗盐、流变等性能的提升空间有限.本文对亚麻籽胶(FM)采用溶媒法进行羧甲基化改性,制备了一种具备多功能处理剂——羧甲基亚麻籽胶(CMFM).通过红外光谱测试和取代度测定,证实CMFM成功合成,其EC50 值为4.68×104 mg/L,无毒且环保性能好.对FM和CMFM进行抑制性、流变性、抗温抗盐性能评价,实验结果表明膨润土在FM和CMFM水溶液中的膨胀率分别为 28.05%和 27.52%,页岩回收率均大于 80%.0.5wt%CMFM钻井液在 120℃老化 16 h后,表观黏度、塑性黏度和动切力分别达到14.5 mPa·s、8 mPa·s和 7.2 Pa,API滤失量为 10.7 mL,具备良好的抗高温性能.与磺化沥青FT-1、两性离子聚合物降滤失剂JT888、两性离子聚合物包被降滤失剂FA367、聚季铵盐(大阳离子)和乙烯基单体多元共聚物 PAC-141 相比,CMFM可以增加钻井液的黏度,保持更好的剪切稀释性能,维持良好的携岩能力.CMFM分子中在范德华力、静电作用、疏水缔合作用、氢键等作用力的驱动下形成自组装空间结构,吸附包裹在黏土颗粒上,改变了原有的网架结构和强度,从而增加了钻井液的屈服应力,增强了黏土颗粒和聚合物分子形成的网状结构,有利于悬浮岩屑和加重材料.此外,在 20wt%NaCl 污染后,添加CMFM的基浆API滤失量为 18.8 mL,这表明CMFM比FM具备更强的降滤失能力和抗盐能力.与含 FM处理剂的钻井液相比,用 4wt%膨润土+0.5wt%SK-2+1%SMP-1+1%磺化沥青配制的钻井液体系在添加 CMFM 后滤失量更低,耐盐性和耐高温性更好.CMFM可以作为一类多功能处理剂,具有良好的抗温、抑制、增黏、降滤失性能.

    亚麻籽胶羧甲基化抑制剂增黏剂降滤失剂

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    一种自适应纳米封堵剂的研制在水基钻井液体系中的应用研究

    贾永红吴家乐张蔚叶安臣...
    1034-1043页
    查看更多>>摘要：新疆玛湖井区纳微孔隙裂缝地层发育,多次出现塌漏同层现象,导致井壁失稳严重,严重影响钻井进程.本文采用水溶液聚合方法,以KH570 改性纳米二氧化硅为"核",通过加成反应将 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、聚乙烯吡咯烷酮、二甲基二烯丙基氯化铵接枝在mSiO2 表面,制备了一种抗高温的自适应强封堵剂.实验结果表明,XZ-APA的形态为球形,尺寸在 40～135 nm之间;XZ-APA粒径随温度、浓度变化而自适应膨胀,温度从25℃升高至 65℃时,D50 从 124.2 nm膨胀为 805.5 nm.浓度从 0.1 g/L增加至 10 g/L时,D50 从 105 nm膨胀至3.2 μm,达到微米级别,可实现纳微孔隙裂缝地层的多级封堵.砂床实验中,3%XZ-APA使40～60 目、60～80 目砂床的漏失量从119 mL、128 mL减少至 29 mL、25 mL.压力传递实验中,3%XZ-APA对玛湖井区的岩心(岩心特征)也具有良好的封堵效果,压力传递速率降低率达 72%以上.在钻井液体系中加入 2%XZ-APA,可将 40～60目砂床的漏失量从3.2 mL降低至 1.2 mL,可承压6 MPa以上,使 20～40 目砂床的漏失量从全漏(300 mL)降低至44 mL,承压能力从 1 MPa升至 6 MPa以上,表明XZ-APA在WBDFs中可以有效封堵,提高承压能力.同时,其封堵效果优于常规封堵材料(如沥青等),且可与常规封堵材料复合使用,封堵效果更好.本文以XZ-APA为核心处理剂,形成了一套适用于玛湖井区的抗高温自适应强封堵水基钻井液体系,有助于解决玛湖井区滤液侵入导致的井壁失稳问题.

    钻井液自适应封堵剂纳米材料水基钻井液体系

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    原油管道高厚度蜡层冬季首次清管方案研究

    张雨黄启玉曾宪伟黑树楠...
    1044-1057页
    查看更多>>摘要：在寒冷的冬季,含蜡原油在管道输送过程中呈现出诸多棘手状况.原油的粘性显著增强,蜡层的厚度也急剧攀升,这无疑使得管道运行时所需的动力消耗大幅增加,给原油的高效、平稳运输带来了严峻挑战.机械清管向来是应对原油管道蜡沉积难题的有力举措,然而,因相关理论指导的缺失,冬季初次清管方案的规划往往只能倚仗传统经验,而泡沫清管器便成为了较为常见的选择.为有效攻克冬季高厚度蜡层的清管难关,一系列结蜡清管实验得以开展,涵盖清管实验以及针对清管器前端沉积物的掺混实验等.在此过程中,深入探究了直板清管器、皮碗清管器以及全涂层泡沫清管器对蜡层的剥离特性,细致对比了皮碗清管器和泡沫清管器所产生的前端产物给管道运行造成的不同影响.实验结果清晰地显示,尽管直板清管器在清蜡效率方面表现突出,但对于冬季高厚度蜡层的管道首次清管作业而言,却并非理想之选.皮碗清管器和全涂层泡沫清管器的清蜡效率颇为相近,不过,得益于泄流孔结构所产生的冲刷作用,皮碗清管器前端不易形成蜡塞,而且其前方油蜡浆液的凝点和粘度等物理性质变化能够契合运行规范,在运移过程中遭遇的阻力也更小.因而,皮碗清管器在冬季针对高厚度蜡层的首次清管作业中更具优势.就有着高厚度蜡层的 KS 原油管道而言,其冬季首次清管作业选用了泄流皮碗清管器,并收获了理想的清管成效,这无疑为高厚度蜡层管道在冬季的清管方案规划提供了极具价值的参考范例,为后续相关作业的开展提供了可靠的实践依据与思路借鉴.

    高厚度蜡层皮碗清管器泡沫清管器清蜡效率蜡塞运移油蜡浆液

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    原油直接催化裂解制化学品工艺流程智能建模与代理模型多目标优化

    张智博周鑫闫昊赵辉...
    1058-1068页
    查看更多>>摘要：原油直接制化学品技术涉及将原油通过催化裂解直接转化为化学原料.这一创新工艺绕过了传统的常压蒸馏装置、真空蒸馏装置和加氢装置,直接降低了设备投资和能耗.因此,这不仅降低了生产成本,还带来了显著的经济效益.直接转化方法不仅简化了生产流程,还减少了对复杂基础设施的需求,使其成为传统方法的一种更高效的替代方案.随着国家双碳目标——即二氧化碳排放达峰和碳中和——的不断推进,加速开发原油直接催化裂解制化学品的技术变得至关重要.这项技术有望显著降低过程能耗,并为减少碳排放做出贡献.通过优化裂解过程,可以实现更高产率的目标化学品,同时最小化焦炭等副产品的形成,这些副产品价值较低且会增加排放.随着对原油直接制化学品技术的建模研究不断深入,建立智能模型以指导生产过程变得越来越重要.这些模型可以通过实时微调参数来优化操作,从而实现经济效益和环境可持续性之间的平衡.智能模型利用数据驱动的见解预测结果,并动态调整变量,确保生产过程保持高效并符合经济和环境目标.本研究在Aspen HYSYS中建立了一个基于工业试验数据的稳健过程模拟模型,对 4 个关键工艺参数进行详细案例分析和单因素分析:预热温度、反应温度、再生温度和催化剂平衡活性.每个参数在决定裂解过程的效率和产率方面都起着至关重要的作用.通过系统地变化这些因素,研究人员可以确定最佳条件,以最大限度地提高关键化学品(如乙烯和丙烯)的生产,同时最小化不需要的副产品(如焦炭).为了增强模型的预测能力,使用Python编程实现了一个神经网络.这个神经网络模型是在从过程模拟中得出的综合数据集上进行训练的.该模型在不同操作条件下预测产品分布的能力经过了严格的测试和验证.此外,多目标优化算法NSGA-II被集成到深度学习框架中.该算法专注于最大化低碳烯烃的产量,同时最小化焦炭的产生,为整体过程优化提供了平衡的方法.与传统优化方法相比,所建立的代理模型具有更高的计算效率和更短的优化解决方案时间.它使多个操作变量的解耦成为可能,从而允许对过程进行更精确的控制.这种实时优化能力在动态生产环境中特别有益,其中条件可能会迅速变化.优化结果显示了显著的改进:焦炭产量减少了 0.23%,而乙烯和丙烯的产量增加了 1%.总之,本研究中开发的智能代理模型不仅提高了解决方案效率和预测准确性,还为指导生产过程提供了宝贵的见解.其应用可能带来更可持续和经济有效的化学品制造过程,符合经济和环境目标.

    原油催化裂解流程模拟多目标优化神经网络

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