摘要：地层纵横向非均质性强,工区间数据分布存在差异.这导致基于已有工区数据构建的机器学习储层参数预测模型,推广到新工区会存在较大预测误差.常规地质方法是在岩心与测井响应特征分析基础上建模,利用测井资料计算储层参数,流程复杂.该方法需要岩心校准模型,同样难以快速推广到新的工区.考虑地层纵横向非均质性,本文设计了一种深度Transformer迁移学习网络,通过已有工区的测井与岩心资料构建预测模型,实现未取心新工区储层参数快速准确预测.首先利用无监督学习算法-孤立森林剔除测井数据中存在的异常噪声数据.然后设计Transformer特征提取网络,提高网络特征提取能力,以此深入挖掘测井数据与储层参数的内在联系.最后设计深度迁移学习网络,构建网络损失函数,利用随机梯度下降算法优化网络参数,实现储层参数准确预测.本方案应用于四川南部地区五峰组—龙马溪组页岩储层参数孔隙度、总有机碳含量和总含气量预测.实验结果与工区校正后计算结果、主流机器学习模型预测结果对比,本方案结果与岩心数据具有更高的一致性.应用结果表明:本文方案具有实用性、有效性和可推广性.

摘要：页岩气井水力压裂施工会使套管产生剪切和挤压变形从而失效,严重影响页岩气的开采,造成巨大的经济损失。因此基于abaqus软件,建立水力压力作用下的地层-裂缝-水泥环-套管有限元模型。通过研究水力压裂过程中天然裂缝滑移与套管变形情况,分析页岩气开采过程中套管失效的原因。研究表明:水力压裂会导致天然裂缝发生滑移,从而使套管产生剪切变形,变形位置多位于套管与裂缝的相交处,且套管变形程度随裂缝滑移量的增加而增大;水平最小主应力越大,对套管变形影响越大;施工排量越大,套管变形量越大;天然裂缝与套管夹角越小,套管越容易发生变形,当天然裂缝的角度小于45°时,套管极易产生变形。本研究可为防止天然裂缝滑移引起的套管剪切变形提供参考。

摘要：氢能具有来源丰富、应用广泛、燃烧热值高、清洁绿色等特点,是目前最有潜力替代传统化石能源的“未来”能源之一。在国家政策的大力支持下,中国氢能产业发展正步入快车道。为聚焦中国氢能产业发展现状和未来发展方向,研究了近年来各国政府制定的氢能相关政策和战略发展目标,从产业发展和科研成果角度分析了中国氢能产业的发展现状,并对未来的发展方向进行了分析。研究结果表明:①世界主要发达国家都在积极制定政策,推动氢燃料电池和汽车的发展,实现能源绿色化;②中国氢能产业发展迅速,相关产业方兴未艾,但其发展能否达到预期尚需观望;③中国绿色制氢技术科研成果数量世界第一,氢燃料电池销量呈指数型增长,但仍需以安全经济为核心,从政策上大力扶持,从技术上纵向挖深,从资金上加强监管。最后,指出了中国氢能产业下一步的发展方向:①降低绿色制氢成本,促进氢能由“灰”转“蓝”转“绿”;②与CCUS技术协同发展,积极建设中国的P2X系统;③克服“短板效应”,加强顶层设计与产业配套,以消费促生产,全面发展氢能相关产业;④加强国际交流与合作,打造氢能出口大国;⑤发挥传统能源公司优势,推动天然气掺氢商业化。

摘要：聚晶金刚石复合片(PDC)钻头在非均质、研磨性强的复杂地层存在破岩效率低、使用寿命短的问题,现有研究普遍孤立看待PDC齿的寿命和破岩效率。为此,根据PDC齿的攻击性能、受力状态及破岩效率间的关系,以2种花岗岩为研究对象,建立了非均质花岗岩的有限元模型,然后对3种PDC齿(锥形齿、鞍形齿和圆形齿)切削破碎非均质花岗岩的破岩效率的影响因素进行了研究,最后对3种齿的破岩性能进行了评价,对切削倾角进行了优选,最终提出一种评价PDC齿破岩性能的新方法。研究结果表明:①岩石细观矿物成分、强度、尺寸和含量会影响破岩效率,岩石的细观平均强度和岩石矿物泊松比的增加均会降低破岩效率;②围压的增加会降低齿的破岩性能,3种齿形的破岩性能从大到小排序为锥形齿、鞍形齿和圆形齿,且不受围压与切削倾角的影响;③当切削深度为1 mm,且仅考虑切削作用时,鞍形齿最优切削倾角范围为10°~15°,锥形齿的切削倾角优选范围为5°~10°,圆形齿的推荐切削倾角范围为0°~5°。结论认为,破岩性能评价新方法综合考虑了PDC齿的破岩效率、几何形状及其受力状态,能充分体现PDC齿的能耗经济性、寿命经济性及其切削参数的攻击特性差异,可为PDC齿形设计和参数优化提供新思路和新依据。

摘要：压裂液与页岩气储层接触后,诱发自吸、水化损伤及离子扩散等水岩反应,导致压裂液返排率低、矿化度高,对压裂改造效果与页岩气产出均有显著影响。目前对上述水岩反应已经开展了针对性研究,但自吸、水化损伤及离子扩散同步产生,对三者之间相关性的研究较缺乏,难以准确认识压裂液与页岩的相互作用,不利于压裂优化设计。为此,立足于室内试验手段,明确了不同条件下的页岩自吸、水化损伤及离子扩散规律及影响因素,系统分析了页岩自吸、水化损伤及离子扩散之间的定量相关性以及相互作用机制。研究结果显示:自吸、水化损伤及离子扩散具有同步响应特征,均在自吸前期发展显著,后续逐渐趋于稳定;自吸与水化损伤相互促进,使页岩吸水量增大;随页岩吸水量增大,离子扩散程度加剧,更多盐离子扩散进入压裂液,使压裂液活度降低,减弱页岩自吸与水化程度。研究成果深化了对压裂液与页岩相互作用的认识,为实现页岩气储层高效水力压裂改造提供了理论支撑。

摘要：我国高含硫天然气资源丰富,但普遍具有高温高压和高含腐蚀性气体的特点,在开采过程中容易发生气侵、井涌、管材腐蚀等安全隐患,其安全高效钻完井对保障我国高含硫天然气稳产、增产目标具有重要意义。为此,开展了高含硫天然气气井钻井过程的流体相态特征及井筒压力分析,从井筒压力控制的角度,总结分析了近年来国内外高含硫气井在钻井工艺、钻井液技术以及井筒完整性等方面取得的关键技术突破和新进展,并展望了万米特深井钻完井技术的发展趋势。研究结果表明:①气体溶解度对井筒流动压力影响较大,高含硫气井钻井过程中必须考虑酸性气体溶解特性对井筒多相流动的影响;②精细控压钻井及控压固井技术能精确控制井筒压力在安全密度窗口内,防止钻井过程酸性气体侵入井筒,实现了固井过程压稳不漏;③适用于H2S地层的钻井液技术不但可以稳定井壁、保护储层,还能提高钻井速度;④从井下管柱结构优化设计开始,研究完整性风险定量评价方法和低成本防腐技术,可以实现全生命周期井筒完整性,降低高含硫气井钻完井安全生产风险。结论认为,高含硫气井钻完井技术新进展的系统梳理不仅对推动高含硫天然气藏的安全高效开发具有重要的现实意义,同时也为高含硫气藏深井超深井安全高效钻完井技术发展提供了研究思路和攻关方向。

摘要：迁移学习能以相关领域中的标注数据为基础,提升目标领域的学习效果。当领域间的数据分布差异很大时,会导致严重的负迁移问题。如何充分捕获源域和目标域之间的相似性,进一步挖掘更多有效信息,最终提高目标域的预测精度,是一个值得探索的问题。该文从细粒度主动迁移的视角,提出一种深度子领域迁移学习(Deep subdomain transfer learning,DSTL)算法,能迭代优化源域和目标域之间的相似性,提升模型预测性能。该文首先提出一种伪标签生成策略,对所有样本进行子领域的划分;制定中心+边缘的主动查询策略,获得关键代表性实例的真实标签;设计一种迭代分布优化策略,实现源域和目标域的子领域对齐,避免负迁移。将DSTL算法与传统迁移学习算法以及当前最新的深度迁移学习算法在主流的基准数据集上进行了测试。统计分析的结果表明,该文所提算法能实现性能的有效提升,扩大模型在实际应用中的适用范围。

摘要：四川盆地天然气“气大庆”建设过程中气井面临高温高压、H_(2)S/CO_(2)强腐蚀环境、管柱强度衰减等诸多技术挑战,管柱腐蚀穿孔、开裂等井下管柱完整性失效事件时有发生。为此,针对现有管柱腐蚀速率测试方法在井下精细流动模拟以及腐蚀环境设计上的不足,使用自研高温高压多相流动态循环腐蚀实验装置,综合考虑多种腐蚀介质下的酸性环境设计方法,还原了井下管柱的服役环境,对比了不同生产阶段腐蚀速率;并基于DCB实验,提出了高温高压强腐蚀环境下管柱断裂韧性的测试方法及管柱强度校核模型;最后,以四川盆地X井为例,得到了管材剩余服役年限与优化建议。研究结果表明:①对腐蚀环境与井下流动的精细化模拟,还原了不同服役阶段的腐蚀速率与特征,保证了腐蚀速率测定的准确性;②气井生产后期积水阶段管材平均腐蚀速率远大于生产初期携水阶段,且积水阶段点蚀现象极为严重,易造成管柱腐蚀穿孔甚至开裂;③C110管材的断裂韧性衰减严重,平均衰减比例达41.37%,必须针对应力腐蚀开裂现象开展管材DCB实验及强度校核;④在管柱服役寿命预测时,需综合考虑均匀腐蚀、点蚀及磨损对管柱强度的衰减作用,校核结果应满足安全服役的要求。结论认为,四川盆地超深高含硫气田是盆地天然气稳产、上产的主要对象,保障其安全高效开发对于四川盆地天然气“气大庆”建设具有重要现实意义,提出的井下管柱完整性设计理念及方法可为超深高含硫气田井下管柱完整性设计提供参考和借鉴。

摘要：受页岩储层非均质性和多簇裂缝间的强干扰作用,分段多簇压裂裂缝难以同时起裂扩展,导致部分裂缝难以达到设计的有效尺度,严重制约了水平井压裂增产效果,为此,多簇裂缝非均匀扩展调控成为提高页岩气开发的关键。考虑分簇裂缝间的干扰效应,应用暂堵球封堵射孔孔眼后各簇裂缝流量的动态计算方法,建立了页岩气水平井段内多簇暂堵转向压裂裂缝动态扩展模型,实现了对暂堵前后分簇裂缝扩展形态的动态模拟。实例计算分析结果表明缝口暂堵转向工艺可实现多簇裂缝均匀延伸的目标。通过井下分布式光纤监测,暂堵前现场监测与模型计算结果的平均相对误差为14%,暂堵后的平均相对误差为13%,二者具有良好的一致性,证实了该模型的准确性,为暂堵压裂设计提供技术支撑。

摘要：为了分析水平井完井管柱的振动机理,研究不同气体产量对完井管柱振动的影响,开展了不同气体产量下完井管柱振动试验研究。应用应变片测试技术采集不同气体产量下完井管柱在水平和重力两个方向的振动应变数据,采用模态分析法处理试验数据,得出管柱振动响应。结果表明:在气井开启初期,由于水锤效应,管柱容易产生较大振动,随着进气量的稳定,管柱振动逐渐减弱;完井管柱弯曲段流速不均匀,其振动较大;由于作用于管柱水平方向和重力方向的力不同,管柱水平方向的振动比重力方向的振动剧烈;完井管柱的振动位移、振动频率和位移标准差均随着气体产量的增大而增大,但在试验工况下,其在不同产量下的模态阶次相同。因此,适当减少气井开关次数、减小造斜处的井斜角以及气体产量有利于减小完井管柱与套管之间的碰撞和磨损,增强管柱的安全性。研究结果可为生产实际中减弱完井管柱的振动提供参考。