Microchannels have attracted significant attention in the thermal management of integrated circuits due to their small size and high heat transfer efficiency.Motivated by further improving the thermal management capacity of microchan-nels in multi-core chips with a lower pressure drop penalty,a comparative investigation on four different configurations was conducted through numerical simulation for the Reynolds number(Re)ranging from 200 to 800 to analyze the comprehensive effects of filling mode and rib arrangement on the flow and heat transfer characteristics,including microchannel completely filled with aligned ribs(MCFAR),microchannel incompletely filled with aligned ribs(MIFAR),microchannel completely filled with staggered ribs(MCFSR)and microchannel incompletely filled with staggered ribs(MIFSR).Moreover,the en-tropy generation rate was used to estimate the irreversibility of flow and heat transfer based on the second law of thermodynam-ics.The performance evaluation criteria(PEC)was adopted to estimate the overall performance.The results show that the flow patterns in the MIFAR and the MIFSR are different from those in the MCFAR and the MCFSR due to the incomplete fill-ing mode,which could induce more dramatic disturbance and further break the downstream boundary layer,thus the heat transfer could be enhanced under a lower pressure drop penalty.The entropy generated by heat transfer contributes the major-ity of the total entropy generation,thus enhancing the heat transfer is a more important and effective approach in reducing the irreversibility.Among the four configurations,the microchannel MIFAR shows the best overall performance(PEC=1.76)when Re=400.
为减小水击波动,保障机场加油系统安全平稳运行,基于实际机场加油管线路由图,考虑油库并联泵机组建立机场加油系统水力仿真模型;采用节点压力法进行稳态计算,用特征线法进行瞬态计算,并在波速调整法的基础上引入惯性元件,以线程池的形式进行多线程计算,并与商业软件SPS对比.结果表明:稳态工况下节点压力偏差小于 10 kPa,瞬态工况下最大水击压力偏差小于50 kPa,验证了计算的准确性;克服了大量短管造成的计算缓慢问题,进一步提高了管网水力模拟的计算速度,能够应用于管线设计、操作培训、离线仿真等多方面,保障机场加油系统安全运行.
电场改性是一种新兴的含蜡原油改性方法,带电胶粒(胶质、沥青质)在电场作用下聚集于蜡晶表面是其主要机制.为明确带电胶粒与蜡晶的作用机制,选取电场降黏效果差异显著的两种含蜡原油,测试并分析电场作用前后油样的表观黏度、阻抗以及蜡晶晶胞参数.结果表明:电场作用后降黏效果显著的 1#原油阻抗上升,但作用温度下蜡晶晶胞参数不变,再降温至 2℃后,蜡晶晶胞参数变化显著;对于无降黏效果的 2#原油,电场作用后其阻抗不变,降温后的蜡晶晶胞参数也没有变化;电场作用下含蜡原油中的带电胶粒吸附于蜡晶表面,是电场发挥降黏效果的必要条件;部分含蜡原油中带电胶粒自缔合从而无法在电场作用下吸附于蜡晶表面,是该类原油不具有电场降黏效果的原因.
An accurate and efficient prediction of the oil ring volume in condensate gas reservoirs with high CO 2 content is very important for the development of the reservoir. However, it is difficult to detect the oil ring volume for offshore deep-water condensate gas reservoirs through large-scale drilling, and the extraction effect of CO 2 can make the oil ring volume more complex. In this study, in order to establish a machine learning model to predict the oil ring volume, the reservoir forming process of high CO 2 condensate gas reservoirs was firstly simulated through CO 2 filling experiments, and data fusion processing was conducted based on the numerical simulation results to establish a sample database, and optimize its main controlling factors through correlation analysis. The variation of oil ring volume under different formation conditions and gas cap composition was then clarified. Finally, the oil ring volume prediction training was carried out based on a support vector machine learning method, and the prediction model of the oil ring volume was established with formation conditions and main gas cap compositions as the main input and control parameters. The prediction results show that the errors between the machine learning model using a cubic kernel function with numerical simulation, experiment and actual oil ring volume are 3.43%, 5.10% and 7.21%, respectively.
渤海湾盆地胜利油区经过 60 多年开发,整装、断块油藏已处于特高含水开发阶段,含水率超过 90%,稠油油藏进入高轮次吞吐开发阶段,整体采出程度不到 40%,仍有大幅度提高采收率的潜力,需要攻关进一步提高采收率技术.针对整装油藏特高含水后期高耗水层带发育、低效水循环严重,断块油藏剩余油分布差异大、有效动用难度大,深层、薄层超稠油注汽难、热损失大,有碱复合驱油体系结垢严重,聚合物驱后油藏动态非均质性更强、剩余油更加分散以及特高含水后期套损井多、出砂加剧、精细分层注采要求高等难题,明确地质及剩余油分布特征,深化驱油机制认识,围绕整装油藏经济有效开发、断块油藏高效均衡开发、稠油油藏转方式开发、高温高盐油藏化学驱开发开展技术攻关,形成整装油藏精细流场调控技术、复杂断块油藏立体开发技术、稠油油藏热复合驱提高采收率技术、高温高盐油藏化学驱技术、特高含水期主导采油工程技术等特高含水油田提高采收率技术系列,开辟先导试验区,取得显著开发效果,实现工业化应用,支撑胜利油区持续稳产.
钻井液是保障钻井安全与井壁稳定的关键,但在天然气水合物钻探过程中存在钻井液侵入水合物储层,发生传质传热导致水合物储层升温失稳,因此深入了解此过程中温度场扰动对天然气水合物相态的影响规律,对天然气水合物资源钻井安全意义重大.基于分子模拟探究温度场对水合物相态的影响规律,阐明含热力学抑制剂体系在变温过程中的水合物生成与分解机制.结果表明:在压力一定的条件下,水合物不但具有强温度敏感性,而且水合物的稳定性还具有时间相关性;在低温区持续时间越长,水合物二次生成风险越大,在高温区持续时间越长,水合物分解量越大;尽管热力学抑制剂可以显著减小水合物二次生成量,但也会显著加快储层水合物的分解;合理控制钻井液体系的热力学抑制剂量及钻井液注入温度,对维持储层水合物相态稳定及防止水合物二次生成至关重要,为天然气水合物高性能钻井液体系构建提供了理论支撑.
中国陆相页岩油资源丰富,2022 年产量达到 340×104 t,初步实现页岩油工业开发的起步.与北美海相页岩油相比,中国陆相页岩油类型更多、埋藏更深、微纳米尺度孔隙更为发育、物性条件差、开发机制与规律更为复杂,人工改造难度更大、成本更高等,使其有效规模开发面临更大的挑战.通过较为系统地总结近年来中国不同类型陆相页岩油开发理论、主体技术方面取得的重要进展,阐述各类页岩油主要开采机制、初步形成的技术体系/开发方式和实践效果,深入分析规模有效开发特别是提高采收率方面存在的问题和挑战,提出大幅提高陆相页岩油开采规模与效益的思路对策.建议通过对中国页岩油资源的分类分级评价,明确各页岩油藏经人工改造所能形成的可采储量潜力规模、接替途径及可持续性;深入揭示不同类型页岩油储层结构、岩性特征、赋存状态和流动机制,攻关创建更高质量的"人造油藏"及规模开发关键技术,特别是研发和优化储层改造方式提高有效缝网波及体积、追求储量动用/可采程度最大化;加快平台/区块立体开发工业性试验,升级形成可规模推广的效益开采模式和配套技术体系,建立块间接替、整体优化动用的规模开发方式;加快早期补充地层能量攻关试验、形成多介质大幅度提高页岩油采收率技术并尽早应用;推进全生命周期、地质-工程一体化、工程市场化等管理模式创新和智能化技术应用,大幅提高开采效益,推动实现页岩油大规模效益开发和高质量发展.
以苯-环己烷为模型体系,基于COSMO-RS模型研究多种离子液体阴、阳离子对分离性能的影响,以萃取性能指数作为评价指标优选出 1-丁基-3-甲基咪唑四氯化铁([Bmim][FeCl4])萃取剂,并对[Bmim][FeCl4]与苯、环己烷的弱相互作用进行探究.合成[Bmim][FeCl4]离子液体,并用于苯-环己烷体系的萃取分离,证实该离子液体对石脑油中的芳烃具有良好的萃取分离效果,采用NRTL模型对[Bmim][FeCl4]-苯-环己烷体系的二元交互作用参数进行拟合.结果表明:离子液体[Bmim][FeCl4]选择性萃取分离芳烃主要依靠咪唑阳离子与芳烃之间的π-π相互作用;相较于环丁砜,该离子液体对于苯-环己烷体系具有更大的两相区,易于苯-环己烷体系的分离;针对芳烃质量分数为 0.1 的原料,其芳烃分配系数、萃取选择性、萃取性能指数分别可达 0.770、19.73 和 15.19;NRTL模型对该三元体系预测效果较好,均方根偏差为 1.14%.
针对油田高含水期地质条件复杂、地层物性变化多样导致产量预测正确率低的问题,提出一种基于多变量时间序列模型即多变量长短期记忆神经网络(LSTM)的产量预测方法.在基于极限梯度提升算法(XGBoost)筛选产量主控因素的基础上,建立综合考虑产量与地质、开发等影响因素之间相关性特征,并兼顾产量自身的时序性变化特征的产量预测模型;实验选取中国某中高渗透砂岩区块油田生产历史数据进行高含水期产量预测模型的训练和测试,并与单变量长短时记忆模型以及其他全连接网络模型结果进行比较.结果表明:该方法具有较好的预测性能,新模型克服了传统全连接神经网络无法描述产量时序数据相关性,以及单变量LSTM无法表征高含水期产量变化受多因素影响的问题,有效地提高了油田高含水期产量预测的准确性.
以PR状态方程和CH4 分子与孔隙壁面作用势能为基础,通过引入局部密度函数理论,表征纳米孔隙中CH4分布特征,进一步耦合页岩有机质和无机质的孔径分布特征及与CH4 相互作用的差异性,建立考虑页岩非均质性的CH4 吸附评价模型,并将模型预测结果与实验测试结果进行对比.结果表明:模型预测结果与实验测试结果具有很好的一致性;有机质孔的吸附能力强于无机质孔,两类孔隙中吸附相的比例以及差异随孔隙尺度的增大而减小;在孔径为 2 nm的孔隙中,有机质孔和无机质孔中吸附气占比分别为 80%和 62%;在孔径为 20 nm的孔隙中,比例分别降至 13%和 10%;此外,有机质和无机质对吸附气的贡献不仅受孔隙表面性质的影响,而且受孔径分布特征特别是小孔隙(孔径小于 20 nm)发育程度的约束.
自 20 世纪 20 年代以来,为解决钻井过程中遇到的各种复杂问题,在钻井液体系优化和新材料研发的基础上,对油基钻井液技术进行不断完善和改进,目前已形成包括抗高温、低固相、无土相、可逆乳化及恒流变等多种高性能油基钻井液体系和技术,并得到广泛应用.近年来,随着陆上易开采油气资源逐渐枯竭,世界范围内油气勘探开发逐步向页岩气、超深层、超深水等非常规油气、复杂油气资源迈进,对钻井液性能要求越发严苛.在水基钻井液无法满足要求的情况下,油基钻井液因固有的抗温性、页岩抑制性、水合物抑制性、润滑性和储层保护性等优势已逐渐成为钻探高温深井、大斜度定向井、页岩气水平井、海洋深水等各种复杂地层的主体钻井液技术,不仅给油基钻井液的发展带来了机会,也使油基钻井液面临前所未有的挑战.梳理并阐述油基钻井液的发展历程和目前技术现状、难点以及未来发展趋势;提出研发适合油基钻井液的"固壁剂"、油基钻井液配套的系列防漏堵漏材料、Gemini型油溶性聚合物等具特殊分子结构的絮凝剂、油基钻井液携屑剂、抗极高温度的乳化剂等,并开展生物质合成基液和绿色油基钻井液处理剂应用研究,以及采取光催化和微生物协同降解原理的废弃油基钻井液无害化处理研究.
科技发展源于创新、基于实干.创新与实干均涉及理念和方法两部分,其理念可谓之"治学之道",其方法可谓之"治学之术".笔者结合自己的科研经历和对科技研究的深入思考,阐述对"治学之道与治学之术"的感悟:作为科技工作者要有大胆创新、严谨求实、深入求精的科研作风,要有锲而不舍、不怕吃苦、甘于奉献的科研精神,以"五用"的素质标准不断审视自己,努力达到"学、研、悟"治学三境界,登高望远、眼观全局,践行"科研三字经".
为进一步高效推进高耗能行业节能增效、降碳减排和可持续发展,基于新能源与石化、钢铁、煤炭等单一行业的融合一体化发展基础,通过建立绿色高效的科技体系,搭建互联互通的能源耦合互联网,打造高效协同的能源耦合体管控体系,构建面向多行业的、以"促进系统能效提升、实现工业清洁生产、确保经济可靠和引领低碳发展"为核心目标的多能互补清洁低碳能源耦合体.结合"煤炭-石化-新能源"的案例研究表明,行业间能源耦合体的构建能整体提升能源利用效率和资源利用价值,降碳效果明显.建议加快推进多能互补的清洁低碳能源耦合体构建和示范应用,同时在产业政策、技术开发等方面给予大力支持,鼓励行业(企业)之间积极探索多能耦合的可行性路径,建设能源内外循环体系,推进新旧能源转换,促进行业能效提升和绿色低碳转型.
救援井磁导向钻井技术是近几十年发展起来的高新技术,是保障救援井与事故井精准连通的核心技术之一.回顾救援井磁导向钻井技术在国外发展起来的简要历程,重点介绍中国在救援井磁测距工具研发、与事故井相对位置不确定性分析、探测定位方案设计等方面的最新研究进展,以及存在的一些问题等,并提出未来需要加强研究的重点内容,以期为中国救援井磁导向钻井技术创新发展提供有益参考.分析认为:今后应针对救援井磁导向钻井关键技术难题加强多学科交叉研究,自主建立一套相应的先进技术体系;应破除已有测距技术的桎梏,加强救援井导向钻井随钻磁测距技术创新研究.
首次将电阻增大率-含油(气)饱和度方程一般形式的不同截短方式形成的矩阵视为一种"周期表".通过研究纯砂岩、泥质砂岩及典型火山岩、碳酸盐岩储层饱和度方程在矩阵中的分布发现特定的周期变化规律,即当储层导电呈并联模式时其饱和度模型最优截短方式沿周期表的横向作规律性变化;当储层导电呈串联模式时其饱和度模型最优截短方式沿周期表的纵向作规律性变化;当储层导电呈串并联混合模式时其饱和度模型最优截短方式沿周期表的对角线方向作规律性变化.这一周期表可以用来预测不同储层饱和度方程最优截短形式,尤其是对复杂储层饱和度模型的准确确定意义重大,现已在各类复杂储层评价中实际应用.本文中仅以电性受多种因素影响的缝洞型碳酸盐岩和天然气水合物这两类典型储层饱和度模型的确定为例予以说明.
通过剖析"双碳"约束下的全球油气行业发展趋势及中国油气行业面临的形势和挑战,建立油气开发技术系统动力学方法,对面向 2035 年的油气开发前沿工程技术进行研究,揭示油气开发技术发展规律和发展方向.结果表明:面对能源转型大趋势、油气开发新领域,要加快构建新一代油气开发工程技术体系;重点攻关特高含水期中高渗砂岩大幅提高采收率技术、稠油油藏绿色低成本有效开发技术、陆相致密油气有效动用与提高采收率技术、页岩油气大幅度提高单井EUR技术、深层油气安全有效开发技术、新型钻完井技术及油气绿色低碳技术,推动油气开发工程技术的迭代升级,支撑"稳油、增气、降本和绿色智能"目标;要加强分子采油、纳米智能驱油、生物工程、地下原位转化及智能化等基础理论和技术研究,实现油气规模化、效益化、绿色化开发.
中国已在深层—超深层油气勘探取得巨大进展,成为陆上深层—超深层油气勘探生产大国.目前中国油气勘探已全面进入"深层、深水、非常规"的历史阶段,深层—超深层油气资源具有巨大潜力,是中国今后石油工业发展的重要领域.需要深刻认识含油气盆地深层—超深层油气勘探开发的科学技术问题.本文中回顾了中国深层—超深层勘探成果,从地质科学与工程技术两个方面提出研究方向.地质科学问题:深层—超深层储层特征与形成机制;深层—超深层勘探目标的地质类型;深层—超深层油气成藏机制与油气藏类型;深层—超深层构造变形与地质力学、岩石力学机制;超深层流体特征与流-固作用机制;超深层油气资源的特点与评价方法.工程技术问题:万米钻机的大规模工业化推广;6～12 km深度物探装备研发;高温高压测井技术研发;深层—超深层压裂技术装备研发.
咸化湖盆主要发育混积型页岩,长英质、碳酸盐矿物含量高,黏土矿物含量低,有机质形成液态烃时间偏早,但有机质丰度变化较大,且页岩油密度、黏度较高,流动性总体偏差.分析中国典型咸化湖盆页岩岩石组构、页岩油物性与流动性特征,总结提出"甜点"评价关键要素.有机质丰度较高(总有机碳TOC>1.5%或者2.0%)且单层集中段厚度较大(10～15 m或更大)的咸化湖盆页岩,在中低熟阶段(镜质体反射率Ro<0.8%)就可形成较多滞留烃,且纵向上具良好的源储组合,有利于页岩油近源微运移,形成富集段;混积型页岩黏土含量较低,对液态烃吸附总量较小,且页岩具有较好脆性,可保证地下可动烃数量较多,人工改造也可形成较好导流效果;页岩油主要赋存于黏土层微纳米孔隙和碳酸质与长英质层超压成因的微裂缝和构造缝中,非均质性极强,但多组分烃和非烃通过混相可改善重质烃和非烃组分的流动性,支撑中低熟液态烃有较高的流动量.此外,良好封闭性是形成异常高压的重要条件;足够高的现今地层温度(最好大于 120℃)可提高中低熟页岩油地下流动性,合理的生产制度可保障多组分烃和非烃最佳混相从而形成最大流动量.具备上述条件的咸化湖盆中低熟页岩油称为"甜点"靶体,可用水平井和体积改造等非原位转化技术进行开发,并与需原位转化的淡水湖盆中低熟页岩油并列,构成中国中低熟页岩油两种主要类型,都具有良好的开发潜力,是陆相页岩油革命得于发生的重要资源基础.
混油是成品油管道顺序输送无法回避的问题.针对管道顺序输送过程中混油成因、混油发展控制方法、混油检测方法、混油计算模型以及油品质量管理等方向开展综述,归纳陈述各方向的发展现状与既有成果,并在此基础上分析未来发展趋势.分析认为:需建立特殊场景混油的数学表征,进一步研发与SCADA系统实时交互的混油仿真软件,发展机制-数据融合混油模型、"软硬"协同混油检测设备,研发有效减少沿程混油的新型隔离材料,开展"管道-储罐"一体化智能化管理油品质量,关注甲醇、液氨与成品油的顺序输送工艺及其中的液体混合与处理问题.
提出用铁的俘获伽马射线标记中子自屏蔽校正因子并组合氯氢比确定含油饱和度的方法.利用蒙特卡罗方法建立井筒-地层模型,模拟不同孔隙度和地层水矿化度条件下的俘获伽马能谱,研究中子自屏蔽因子及含油饱和度测井响应,并通过模拟实例来验证该方法.结果表明:铁标记中子自屏蔽校正后的氯氢比随孔隙度增加而增大,孔隙度相同时与含水饱和度呈线性变化关系,相对灵敏度可提高到 1 倍以上,能够解决常规氯氢比确定含油饱和度灵敏度下降的问题;计算含油饱和度误差降低,为高矿化度水地层脉冲中子俘获测井定量评价含油饱和度提供一种新方法.
