2018年, 第3卷, 第4期　
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  2017年度中国石油科学十佳论文发布

  . 2018, 3(4): 0-0.

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  2017年度中国石油科学十佳论文获奖名单

  . 2018, 3(4): 0-0.

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  2017年度中国石油科学十佳论文提名奖名单

  . 2018, 3(4): 0-0.

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  征稿启事

  . 2018, 3(4): 0-0.

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石油地质
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  塔里木盆地油气资源潜力及勘探方向

  康玉柱

  . 2018, 3(4): 369-375.

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  塔里木盆地经过50多年勘探,证明该盆地油气资源十分丰富,其中,石油资源量120.65×108 t,天然气14.7×1012 m3.目前共发现油气田30多个,其中大型油气田12个,累计探明油气地质储量约23×108 t,天然气储量2×108 m3,油气产量年产3400×104 t油当量,塔里木盆地已成为我国第一大天然气区和油气储产量快速增长的地区.本文论述了塔里木盆地近期油气勘探重大进展、油气分布规律、油气资源潜力及下步勘探方向,对当前和今后油气勘探和科学研究有重要指导作用.
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  冀中坳陷下古生界热液白云岩的识别和形成机制

  闫伟;金振奎;姚梦竹;赵文龙

  . 2018, 3(4): 376-389.

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  冀中坳陷下古生界发育多种类型的白云岩,其中热液白云岩大量发育.本文通过对白云岩的岩性、空间分布和地球化学特征的分析,识别出了热液白云岩.热液白云岩多呈中—粗晶结构,晶粒大小在0.2～2 mm之间,晶体呈半自形或它形,晶体间呈镶嵌结构.内部可见缝合线和残余构造.阴极发光微弱,呈暗褐色.白云石的有序度在0.73～0.95之间,平均为0.75;CaCO3摩尔含量在49.667％～52.667％之间,平均为50.3337％.δ13C分布范围为-4.669‰ ～0.366‰(PDB),平均值为-1.734‰(PDB).δ18O分布范围为-9.289‰ ～-6.538‰(PDB),平均值为-7.798‰(PDB).CaO-MgO含量呈线性负相关,且具有低的Sr含量和高的MgO含量.白云石中多赋存气—液两相流体包裹体,均一化温度在90℃ ～330℃之间.热液白云岩在空间上呈块状分布,且多靠近伸展断层、走滑断层和古近纪的岩浆岩.这些特征表明,热液白云化作用发生在古近纪;白云化流体为喜马拉雅运动早期的构造热液;热液在构造运动的驱动下,沿着构造断裂进入具有渗透性的石灰岩或白云岩地层中,发生白云化作用.热液白云岩可以形成储集层,好的储集层位于基底深大断裂附近,并且靠近古近纪岩浆岩.
石油地球物理
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  双重有效应力再认识及其综合作用

  毛小龙;刘月田;冯月丽;郑文宽;刘思平

  . 2018, 3(4): 390-398.

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  Terzaghi有效应力原理只考虑了土体结构变形,为了适应更一般的情况,李传亮提出了多孔介质的双重有效应力:本体有效应力和结构有效应力.双重有效应力概念简洁易懂,被广泛引用,然而两个有效应力表达式及其导出的孔隙压缩系数和应力敏感理论却与测试结果相矛盾.本文在多孔介质的应力应变分析基础上,推导出了新的双重有效应力表达式,分析其综合作用并得到了总有效应力表达式,与Laughton等实验以及Hall图版对比,论证了其适用性,并给出了应用实例.研究表明:旧双重有效应力表达式与Biot、Bishop早期提出的两个有效应力表达式相同,与Laughton等高压实验结果相矛盾;新双重有效应力首次提出了颗粒形状变形及其对岩石总体积应变的影响,而未能考虑颗粒间变形和颗粒形状变形是旧孔隙压缩系数理论计算值远小于实验测试值的根本原因;新双重有效应力与Skempton有效应力内涵相同,其综合作用得到的总有效应力方程与Skempton有效应力方程一致;新双重有效应力很好地解释了Laughton等经典实验测试结果,其导出的孔隙压缩系数与Hall图版认识一致,从应变机理上论证了岩石孔隙压缩系数与孔隙度负相关、低渗透油藏应力敏感程度更强的实验认识.
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  螺绕环式随钻电阻率成像测井仪发射技术研究

  贾将;柯式镇;张冰;康正明;陈士昌;梁超伟

  . 2018, 3(4): 399-409.

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  螺绕环式激励是一种相较于电极型和线圈型聚焦激励更适合随钻电阻率成像测井的激励方式,本文针对螺绕环式激励发射技术做出了一系列探究.设计实验对螺绕环式激励的电气特性进行了探究,结果表明螺绕环式激励装置可以等效为一种多匝对单匝的非理想变压器,其初次级电压比等于匝数比,但初次级电流比和功率比具有非线性且存在输出功率上限.从电磁理论出发,对螺绕环进行了参数优化,最终选取截面积为1 cm2的铁基纳米晶材料作为磁芯,用漆包铜线密绕100匝制成螺绕环发射装置,设定激励频率为1 kHz.基于数字信号处理器DSP和直接数字频率合成器DDS设计了信号发射电路,产生频率和幅度可调的交变信号用以驱动螺绕环发射装置.以无磁钢筒代替钻铤,设计带螺绕环的纽扣电极作接收装置,用电阻器件代替地层和钻井液泥浆进行物理模拟实验,实验结果表明测量的视地层电阻和真实电阻之间具有很高的相关性,所设计的信号发射电路配合螺绕环发射装置适用于随钻电阻率成像测井仪,相应成果对于螺绕环式随钻电阻率成像仪器的研发具有较强的参考价值.
石油工程
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  复杂管路油水两相流动的统一机理模型

  赵麟;汪志明;曾泉树

  . 2018, 3(4): 410-421.

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  石油行业中的复杂管路通常由各种不同的管道和管件通过串联或并联组合而成,油水两相混合流动是其中最常见的流动形式.目前对复杂管路的研究主要局限于单一恒径管道.本文基于管路串并联理论、流型转变准则、双流体模型和均相流模型,建立了复杂管路油水两相流动的统一机理模型,通过实例对该模型进行了验证,并与数值模拟结果进行了比较.研究结果表明,该模型对油水两相在复杂管路中的分流情况和压降均表现出了良好的预测性,在体积含水率为0％～100％条件下,模型预测的绝对平均偏差最高为14.4％,总体平均偏差为9.8％.
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  缝洞型油藏三维可视化模型底水驱油水界面特征研究

  屈鸣;侯吉瑞;李军;谭涛;郭臣;石媛丽

  . 2018, 3(4): 422-433.

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  缝洞型碳酸盐岩油藏以溶洞和裂缝为主要储集空间,具有较强的非均质性.为了真实反映缝洞型油藏底水驱过程中油水界面特征,以塔河油田S48缝洞单元为基础,设计并制作缝洞型油藏三维可视化物理模型进行底水驱室内实验,对缝洞单元宏观油水界面特征、缝洞组合油水界面特征、底水锥进油水界面特征、填充物对油水界面特征的影响等进行定性和定量分析.研究结果表明:缝洞单元内,宏观油水界面高度差加剧了油藏内部流场的不均匀分布.水体垂直进入上部溶洞时,实际水体凸起高度大于静止状态下的水体凸起高度,我们将这种现象定义为"泉眼效应".缝洞组合中,缝洞油水界面受润湿性、弯曲液面附加压力、连通性的影响,存在高度差,油水界面无因次高度差与裂缝采收率之间存在负相关性;盲端洞中油水界面呈凸液面,底水可抬升油水液面高度和油水凸液面凸起高度.溶洞井和裂缝井底部发生底水锥进时,油水界面特征不同,裂缝井井底锥进现象比溶洞井井底锥进现象更为明显.受填充物润湿性影响,油水界面在填充区域上升较快,易形成窜流通道,局部没有统一的油水界面,填充物所在区域流体呈现渗流特征.室内研究结果可为缝洞型碳酸盐岩油藏矿场底水驱开发方案设计及剩余油挖潜提供参考.
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  致密油储集层CO2吞吐效果及影响因素分析——以新疆吉木萨尔凹陷芦草沟组为例

  马铨峥;杨胜来;陈浩;王璐;钱坤;孟展;雷浩;王智林

  . 2018, 3(4): 434-445.

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  新疆致密油储集层衰竭式开发采收率低、剩余油含量高,储集层具有中等偏强的水敏性,注水难度大,增产效果差.为了提高衰竭开采后储集层采收率,开展了室内CO2吞吐物理模拟实验,研究了吞吐周期、生产压力、渗透率等因素对吞吐效果的影响,同时通过核磁共振测试分析了出油孔径范围.结果表明:随吞吐周期增加,周期采收率和累计采收率增速降低,吞吐效果变差;生产压力越低,累计采收率越高;渗透率越高,生产气油比越低、周期采收率越高、吞吐效果越好.经过8个吞吐周期,累计采收率增加16％～34％,约为弹性采收率的5～8倍,其中前5周期起主要贡献,占累计提高采收率的83.0％～91.7％.大孔道中的原油较小孔道先采出,第1吞吐周期,大于50 ms对应的孔道产油量占总产出的49.00％～73.66％.随吞吐周期增加,10～50 ms、1～10 ms对应的孔道产油量逐渐占据主导地位.研究认为,该致密油储集层衰竭开采后,采用CO2吞吐能显著提高采收率,但吞吐周期应控制在5个以内.
石油机械
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  语义相似度计算在内检测数据参数匹配中的应用

  张河苇;金剑;董绍华;张来斌;李宁

  . 2018, 3(4): 446-451.

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  内检测数据对齐有助于提高内检测数据的利用率,目前国内外学者已初步建立内检测对齐流程.然而针对管道大数据背景下需匹配字段繁杂、中文字段描述多样等问题仍缺乏解决方案.本文采用中文语义相似度计算方法,计算各类字段与模板字段的相似度,确定其匹配度,可以从大量字段中选取匹配字段,实现不同来源内检测数据的对齐.本文在原有的基于同义词词林计算方法的基础上进行改进,并使用内检测报告中的实际字段进行计算,通过比对发现,本文改进的方法能够区分内检测报告中的不同字段,对多来源内检测数据对齐有较好的适用性.
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  深海油田电潜泵长距离变频驱动系统分数阶建模及起动电压降分析

  夏鹏程;梁志珊;左信

  . 2018, 3(4): 452-465.

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  基于Caputo-Fabrizio分数阶微积分建立了变频器—长电缆—电潜泵系统分数阶模型,该模型不含奇异核,统一了分数阶电容电感参数与整数阶的物理量纲,厘定了分数阶模型与整数阶模型计算对比平台,比传统模型能更加准确地描述深海长电缆电力传输特性.研究了起动电压频率、电缆长度、电缆分布电阻、电缆分布电感、电缆分布电容参数、负载特性阻抗和分数阶阶次等因素对电潜泵起动的影响.发现了电缆分布电感参数对电缆电压降的反常影响.分数阶模型与整数阶模型的计算结果相对偏差绝对值变化范围是0.10％～30.35％.值得注意的是,当电缆长度和电缆分布电阻参数变化时,模型的相对偏差呈先减后增的V形分段.升压变压器补偿电压需要比传统设计的高三分之一.基于分数阶模型计算结果,认为在实际应用时电潜泵变频驱动电缆距离可以超过40 km.
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  基于正交试验设计的压裂管线冲蚀磨损参数效应分析

  胡瑾秋;李思洋;张来斌

  . 2018, 3(4): 466-474.

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  冲蚀磨损是水力压裂过程中管道、设备损坏的重要原因之一.目前仿真模拟的冲蚀研究多是探讨特定因素对冲蚀结果的影响,缺乏各因素间作用效果的横向分析比较.本文基于正交试验设计方法研究了多种因素与管线冲蚀磨损结果之间的显著性关系,比较得出各因素对冲蚀磨损结果的影响力排序,为工程管线抗冲蚀磨损方案设计中各控制因素、操作步骤的优先级设置提供依据.案例分析选取了压裂过程影响管线冲蚀磨损结果的具有代表性的试验因素(管径、弯头圆角半径、支撑剂粒径、入口流速),以及可用于衡量管线冲蚀磨损严重度的试验指标(径向流速、切向流速、管壁总压力、管壁最大冲蚀磨损率)进行四因素四水平正交试验分析,基于均值主效应分析和方差分析结果探究了各参数与冲蚀磨损结果的显著性关系.针对本文案例选定的四项试验指标研究表明,入口流速因素均值主效应排序均为第1,且与各试验指标存在显著性关系,最大置信度为95％,影响力最显著;弯头圆角半径因素均值主效应排序三项第2,且与三项试验指标存在显著性关系,最大置信度为95％,则影响力其次;支撑剂粒径影响力最不显著.工程设计时可优先考虑控制流速和管线弯头形态,以提升管线的抗冲蚀磨损性能.
石油化学
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  内循环回流比和碳源投加量对两段进水A/O工艺去除重油加工污水氮污染物的影响

  李长刚;阎光绪;郭绍辉

  . 2018, 3(4): 475-482.

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  为了提高传统重油加工污水处理厂氮污染物的去除效率,实现碳、氮污染物的协同脱除,本文结合现场生化装置运行参数和前期研究成果,构建了两段进水A/O工艺中试实验装置和运行参数.侧线实验在一个重油加工污水处理厂开展,以水解酸化单元出水为处理对象.控制工艺条件:分段进水比例为7:3、外循环回流比1、溶解氧浓度(缺氧区0.1～0.4 mg/L,好氧区3.5～4.5 mg/L),重点考察第1段A/O内循环回流比R值、第2段A/O反硝化段外加碳源(葡萄糖)量对装置氮污染物去除效果的影响.研究结果表明,适当增加内循环回流比和碳源投加量,可以明显提高两段A/O工艺的总氮去除能力,并且不会降低有机污染物的去除效果.研究确定,最佳内循环回流比R值为0.5,碳源投加量为30 mg/L.在此条件下,总氮去除率可达84.7％,出水总氮质量浓度可以控制在10 mg/L以下,实现了重油加工污水深度脱氮.