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：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：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：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。

摘要：分层注水工具是分层注水系统中的核心部件,对分层注水开发具有十分重要的意义。为研究不同管道粗糙度、不同流量对分层注水工具过桥短节摩阻压耗的影响,利用Fluent软件进行模拟分析。结果表明,分层注水工具过桥短节流量为500~2000 m^(3)/d工况下,外管压耗为1.90×10^(4)~6.16×10^(5)Pa,内管压耗为3.61×10^(5)~4.03×10^(6)Pa;当粗糙度不变时,液体流量越大,引起的局部阻力越大,引起的分层注水工具摩阻压耗越大,管道粗糙度对摩阻压耗的影响较小,可以忽略不计。以上研究结果为新分层注水管道设计及参数的选择提供了依据。

摘要：为改善常规乳液高温易破乳、增黏能力弱、转向能力差的问题,以柴油为油相,以油酸二乙醇酰胺(ODEA)、聚异丁烯丁二酰亚胺(T154)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,按油水比3∶7制得稳定的耐温耐盐油包水乳状液,评价了乳状液的性能。结果表明,配方为2%ODEA、0.8%T154和0.3%SDBS的油包水乳状液150℃老化12 h的乳化率在85%以上;乳状液粒径在20~50μm之间;乳状液的稳定性和耐温耐盐性较好,在95℃、170 s^-1的条件下乳状液的黏度为295.6 mPa·s;按体积比10∶5与20×10^4mg/L高矿化度水混合后乳状液黏度为7090.2 mPa·s,与柴油混合后其黏度低于50 mPa·s;高浓度酸液可使乳液增黏效果降低,在注酸前应注入水相隔离段塞。该乳状液可有效封堵基质高渗区域与裂缝,实现酸液连续多级转向,可用于高温高矿化度碳酸盐岩油藏。

摘要：为了研究密相/超临界CO_(2)输送管道的止裂性能,以密相/超临界CO_(2)长输管道断裂控制为研究目标,针对实际工况,基于GERG-2008状态方程、BTC双曲线模型和X65管道,计算分析了燃烧后捕获、燃烧前捕获和富氧燃烧捕获三种捕获方式下CO_(2)气质组分、初始温度、初始压力、管径和设计系数等对压力温度(P-T)状态、减压波曲线、止裂韧性的影响。结果发现,杂质组分的增加以及提高初始温度、增大管径、增大设计系数会导致密相/超临界CO_(2)输送管道止裂韧性增加;而提高初始压力会导致密相/超临界CO_(2)输送管道止裂韧性降低;燃烧后捕获产生的CO_(2)混合物输送管道所需的止裂韧性最小,富氧燃烧捕获产生的CO_(2)混合物输送管道所需的止裂韧性最高。该结果可为CO_(2)管道设计和工程应用提供理论依据。

摘要：为确定支撑剂铺置模式对水力裂缝导流能力的影响规律,通过对加砂和返排过程中支撑剂颗粒的定性受力分析,研究了支撑剂在水力裂缝内的铺置模式,在此基础上建立了支撑剂颗粒数目以及裂缝导流能力的理论计算模型,定量地把支撑剂铺置模式和裂缝导流能力关联起来。结果表明:支撑剂在裂缝内的铺置过程为通过受迫流动形成的两阶段非自然堆积过程,包括支撑剂颗粒被高黏度携砂液高速携带进裂缝内部的无序随机渐次堆积以及在工作液反向携带和裂缝有效闭合压力共同作用下的有序紧密压实堆积。根据最大填充率能量原理和颗粒堆积稳定性原理,经过两阶段的非自然堆积过程后,支撑剂颗粒的配位数会越来越大,颗粒体系的填充率会越来越大,颗粒之间的孔隙体积会越来越小,直至达到最稳定的六方密堆积或立方密堆积或二者的混合模式。六方密堆积模式和立方密堆积模式所对应的裂缝导流能力基本相当,但远低于正方体堆积模式。在实际压裂施工过程中,即便支撑剂颗粒体系可能达不到也会趋近这两种紧密堆积模式,最终的裂缝导流能力仍然会远小于立方体堆积模式。本文的理论模型以及研究结论可为水力压裂设计提供分析工具和理论依据。

摘要：密相/超临界CO_(2)管道止裂韧性预测是世界范围内研究的热点和难点问题,目前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。超临界CO_(2)管道全尺寸爆破试验是确定超临界CO_(2)管道止裂韧性的最佳方法,目前全球范围内仅有11次超临界CO_(2)管道全尺寸爆破试验,国内尚属空白。从基本情况、试验工况和参数、试验目的和结果等几个主要方向细致分析、总结和对比现有CO_(2)管道全尺寸爆破试验,为后续国内CO_(2)管道全尺寸爆破试验的开展提供理论指导和数据支撑,为CO_(2)管道设计和工程应用提供有力的参考依据。

摘要：针对风城超稠油在蒸汽吞吐生产中后期低温条件下开采效果较差的现状,引入了活性大分子降黏剂辅助蒸汽吞吐开采技术。以风城超稠油胶质、沥青质含量等主要物化性能为依据,设计制备了具有强亲油弱亲水特征的活性大分子降黏剂。模拟蒸汽吞吐工艺,室内评价显示降黏剂用量0.2%、油水质量比10∶3时,所形成O/W降黏体系初始表观黏度小于300m Pa·s,降黏体系静态稳定,降黏剂耐温高达300℃,与正相破乳剂TA1031配伍。现场试验显示开采温度低于60℃时,试验轮产油量比上一轮产量增加40.38 t,是上一轮产油量的2.27倍。研究结果表明活性大分子降黏剂可大幅降低风城超稠油表观黏度,特别是改善超稠油在低温条件下的流动性,有效延长蒸汽吞吐的低温开采时间,提升周期产油量,应用前景广阔。