摘要：神经网络是一种重要的机器学习算法,在地球物理学等领域的应用得到了迅速发展,这主要得益于其在数据建模、信号处理和图像识别等方面的强大能力.然而,神经网络的数学基础和物理解释仍然十分不足,模型内部复杂性使得难以解释其决策过程,限制了神经网络的进一步发展.利用数学和物理方法解释神经网络的行为仍然是一个具有挑战性的任务.本文目标是从声波偏微分方程和有限差分方法出发设计一个声波神经网络结构,该方法将一阶声波方程转化为基于有限差分的离散化声波方程,声波方程有限差分格式与神经网络传播函数具有近似的数学表达形式,可以构建一种基于声波传播物理模型的神经网络.声波神经网络的主要特点是:(1)具有压力-速度耦合结构和层间跳跃连接的神经网络;(2)主变量-伴随变量双流网络结构改善了训练中的梯度消失问题.从声波偏微分方程和有限差分算法出发建立的声波神经网络具有良好数学基础和清晰的物理解释,为在数学和物理方法框架内提高网络性能提供了可行性.数值计算结果表明,声波神经网络在CIFAR-10和CIFAR-100数据集的图像分类任务中性能有明显提升,优于传统残差神经网络.偏微分方程神经网络建模方法可以应用于许多其他类型的数学物理方程,并为深度神经网络算法提供数学和物理解释.

摘要：针对中石油海外复杂合同模式及经营环境多变情况下如何实现产量、投资、效益、风险等多个目标优化配置的问题,本文建立了考虑时间维度及风险因子的非线性多目标优化数学模型,表征了海外不同合同模式涉及的复杂商业规则和约束条件,提出了一种全新的求解多目标优化模型的混合优化方法.该方法先通过排队过滤法生成满足目标和约束条件的投资组合解;然后以该解的特征参数作为约束条件进行线性优化,求出投资组合局部最优解;最后以该最优解作为初始投资组合通过遗传算法求解得到一系列投资组合可行解.通过利用该方法对海外油气项目开展多目标投资组合优化,验证了该方法对于海外项目多目标优化的适用性,为海外项目规划方案设计提供了科学适用的思路和方法.

摘要：为了实现裂缝—孔隙型有水气藏的高效开发,需要掌握水侵的动态变化规律。为此,基于π定理,引入了反映水侵动态变化特征的无量纲参数进行水侵动态物理模拟实验方案设计;选取四川盆地川中地区某裂缝—孔隙型有水气藏储层全直径岩心开展水侵动态物理模拟实验,然后通过数值反演将实验结果转换为有水气藏水侵动态评价参数,进而研究裂缝—孔隙型有水气藏水侵动态变化规律,并建立水侵动态评价关键参数及水体体积的计算方法;在此基础上,以四川盆地中坝气田上三叠统须家河组二段气藏为例,进行水侵动态分析及水体规模评价。研究结果表明:①裂缝—孔隙型边、底水气藏水侵与产气同步发生,无水采气期井底压力与天然气采出程度呈线性关系,气藏产出地层水后水侵速度加快、水气比快速上升,最后趋于稳定的较高水气比;②无水采气期井底压降速率与稳定水气比主要受水体体积的影响,而单位压降气采出程度和稳定水气比又可用来评价水体体积;③建立了裂缝—孔隙型边、底水气藏无水采气期稳定单位压降气采出程度、稳定水气比与水体规模互相解释评价方法。结论认为:①气藏水侵生产动态曲线与岩心模拟水侵动态实验结果具有很好的一致性,根据已知的水体体积,可以预测无水采气期单位压降气采出程度、稳定水气比;依据稳定水气比,可以预测气藏水体体积,预测结果与生产动态具有很好的一致性;②该研究成果可以为裂缝—孔隙型有水气藏水侵动态预测和整体治水提供理论支撑。

摘要：采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,四乙氧基硅烷(正硅酸乙酯,TEOS)为硅源,硝酸为催化剂来制备介孔SiO2,并采用后嫁接法对介孔SiO2进行氨基化改性。利用红外光谱(IR),X射线粉末衍射(XRD),差热-热重分析(DTA-TG),扫描电镜(SEM),元素分析,微电泳法及N2吸附-脱附方法对改性前后的产物进行表征。结果表明氨基已成功嫁接到介孔SiO2孔道中,改性后的介孔SiO2有序度有所下降,但仍为介孔材料;改性之后介孔材料的孔径、比表面积、孔体积均变小。等电点由原来的2.74变为4.75。本文还以氨基修饰的介孔SiO2为载体,通过交联剂戊二醛固定诺维信(Novozymes)工业级漆酶,并采用正交设计法对固定化条件进行了优化。研究表明漆酶经固定化后,其操作稳定性比游离酶高。

摘要：天然气绕三角翼产生旋流,使天然气中的游离水滴甩出,附着在管道内壁上,在气流的牵引下沿管道内壁向下游流动,实现了气水分离的目的。通过水洞实验,利用染色液流动显示技术,探讨了流体绕三角翼后产生旋流的可行性。同时,基于均匀设计思想对三角翼的前缘后掠角、后缘后掠角和迎角等几何参数分别做了5个水平的实验研究,均证实了天然气绕三角翼后产生旋流的可靠性,为该技术的应用奠定了基础。

摘要：为评价非常规储层体积压裂后人工裂缝的复杂化程度,基于储层基质与压裂液存在离子交换现象,分析返排液中盐浓度差异的表示方法,建立了体积改造后返排液中盐浓度的饱和度分布数学模型,分析了不同返排液中盐浓度与裂缝复杂化特征关系。结果表明:压后返排液中盐浓度变化主要表现出"平稳型"和"升高-平稳型",返排液初期流体主要以人工裂缝内的单相流为主,返排液中盐的浓度随着返排量的增加而增加,达到一定返排率后,出现2种特征:一是平缓型特征,即返排液中盐的浓度逐渐趋于平稳,表明储层改造后的人工裂缝与储层基质中的离子交换较少,人工裂缝趋向于单一裂缝为主的特征;二是升高-平稳型特征,即返排液中盐的浓度仍存在增加趋势,表明改造后人工裂缝与储层基质产生大量离子交换,并且交换的体积较大,盐浓度随返排液量增大而增加的时间越长,表明人工裂缝的复杂化程度越高。经现场应用并结合微地震等试验手段验证表明,该方法可判别非常规油气井压后人工裂缝的复杂化程度,为进一步优化体积压裂设计提供参考。

摘要：海陆过渡相富有机质泥页岩已在国内多个区块取得重要突破,以西昌盆地上三叠统白果湾组富有机质泥页岩为研究对象,基于岩性特征,运用铸体薄片观察、厚度对比、有机地化、全岩X射线衍射、孔隙度、渗透率、扫描电镜、高压压汞、低温N2吸附等技术手段,综合分析西昌盆地上三叠统泥页岩储层特征及其主控因素。结果表明:西昌盆地上三叠统白果湾组富有机质泥页岩有机碳含量介于0.3%~2.21%,平均为1.02%,有机质类型为Ⅱ2型和Ⅲ型;有机质成熟度介于1.02%~3.87%。富有机质泥页岩的厚度介于30~110 m,脆性矿物含量较高,为11%~77%,平均为40.5%。孔隙度介于1.28%~9.02%,平均为4.03%,渗透率在(0.001 7~0.146)×10^(-3)μm^(2)之间,平均为0.03×10^(-3)μm^(2)。比表面积介于6.25~13.7 m^(2)/g,平均为10.17 m^(2)/g,平均孔径为6.66~9.79 nm。有机碳含量与孔隙度具正相关性,研究区内泥页岩有机质演化程度分布不均,孔隙度与有机质成熟度之间具有正相关性,脆性矿物含量与孔隙度之间具微弱的正相关性,黏土矿物含量与孔隙度之间具有微弱的负相关性。总体而言,西昌盆地上三叠统白果湾组富有机质泥页岩储层具有良好的页岩气基础地质条件,具有较大的勘探与开发潜力。

摘要：针对密相/超临界CO_(2)管道止裂韧性预测是研究的热点和难点,且已有的止裂韧性预测模型尚不能准确预测密相/超临界CO_(2)管道的止裂韧性等问题,对现有模型进行对比分析。介绍了目前常用的BTC修正、DNV F104-2021以及ISO 27913—2016方法,同时采用此3种方法分别计算了外径323.9 mm密相/超临界CO_(2)管道止裂韧性,并对比分析计算结果。结果表明,现有的模型和计算方法都存在着数据不足、精准度较低的缺点,目前无法推荐特定的分析模型来评估密相/超临界CO_(2)管道中的延性裂纹扩展。DNV F104方法基于现有全部CO_(2)管道全尺寸爆破试验数据,其计算结果相对较为保守,对后续开展全尺寸试验的指导性更强。研究结果可为小口径密相/超临界CO_(2)管道的全尺寸爆破试验设计提供理论依据。

摘要：针对水平层理发育、地应力差值大或天然裂缝不发育的非常规储层,常规水力压裂技术实现复杂裂缝的难度大,改造效果不理想,探索一种新型动力学脉冲致裂岩石的改造技术。首先建立脉冲致裂试验装置,实现对三向就地应力场的独立加载,以及脉冲致裂和水力压裂模拟技术的结合。利用龙马溪组页岩露头开展大尺度(762mm×762 mm×914 mm)试验,直观揭示脉冲致裂裂缝形态及延伸规律;在试验数据基础上,建立更优化的数值模型,并对影响裂纹延伸距离的因素进行量化分析。结果表明:脉冲冲击波能够在页岩储层形成多方向复杂致裂裂纹,同时不会对井筒产生破坏;提高冲击能量可明显提高页岩储层致裂效果,但冲击次数存在合理的设计区间;与常规压裂模式相比,脉冲致裂与水力压裂复合的改造新模式更易形成复杂水力裂缝形态,有利于提高储层垂向和平面动用程度,在非常规储层开发中具有良好应用前景。

摘要：为有效开发伊拉克H油田特低渗透油藏Sadi油藏,针对该油藏的特征和鱼骨井钻井条件,综合考虑地质、油藏及工程因素,进行了鱼骨井井眼布置方案优选方法研究,以获得既能满足开发要求又能在极限钻井条件下顺利钻井的鱼骨井井眼最优布置方案。以Sadi油藏地质条件和常规定向井钻井能力为基础,确定了鱼骨井主井眼及分支井眼的极限钻井深度;以累计产油量为目标,分析了鱼骨井主要参数(分支井眼数量、分支井眼长度、相邻分支井眼的间距、分支井眼与主井眼夹角)及不同鱼骨井井眼布置方案对累计产油量的影响,确定出累计产油量较高的井眼布置方案;以鱼骨井不同井段井眼轨道的钻井难度,建立相应模型评价了鱼骨井井眼不同布置方案的钻井风险,确定出钻井成本较低的井眼布置方案,最后优选出4分支井眼、分支井眼长730.00 m和3分支井眼、分支井眼长800.00 m的最优井眼布置方案。采用优化的井眼布置方案,累计产油量较高,钻井风险可控,钻井成本低。提出的鱼骨井井眼布置方案优选方法将钻井工程和地质油藏工程紧密结合,为油藏工程师优选鱼骨井井眼布置方案提供了思路,并为其他相似油藏进行鱼骨井井眼布置方案设计提供了借鉴。