东北石油大学学报(大庆石油学院学报)

JOURNAL OF NORTHEAST PETROLEUM UNIVERSITY

院士论坛

  • 深井采油技术研究现状及发展趋势

    刘合;刘伟;卢秋羽;王素玲;

    深井、超深井采油是实现原油产量接替的重要保障,采用传统的机械采油方式进行深井采油具有一定的局限性和低效性。一方面改进传统机械采油方式,设计采油配套工具,以满足深井采油技术条件;另一方面采用有杆与无杆采油装置的优选组合方式,设计复合举升工艺,提高举升效率。未来深井采油将向无杆化采油方式发展,融入压力场、温度场、流场的多场耦合设计,建立深井采油系统设计方法,加强高温、高压、高气条件下采油装置适应性,提高设备运行可靠性,形成从设计、运行到管理的深井采油技术。

    2020年04期 v.44;No.224 1-6+29+149页 [查看摘要][在线阅读][下载 1124K]
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石油与天然气工程

  • 大型油气网络系统最优化理论方法研究及“AI+”展望

    刘扬;陈双庆;付晓飞;魏立新;成庆林;刘晓燕;王志华;赵健;任福深;殷代印;

    油气田中承担油气集输的各类地面站场、管道、井筒等形成庞大的遍及地上地下的油气网络系统,油气田生产建设的最优设计问题本质上可以归结为大型油气网络的条件极值优化问题。从油气网络系统最优化设计的角度,梳理油气田生产建设决策优化理论方法研究进展,在优化模型构建和求解方法方面分析大型油气网络系统的优化难点,总结油气集输网络、注水网络、配套地面工程网络系统,以及地面地下一体化超大型油气网络系统最优化理论方法。大型油气网络系统优化能够在多网络属性优化决策模型建立、高效高维优化算法开发、多生产网络系统协同优化、地面地下一体化优化等方面进行创新,可以在"人工智能+油气网络系统优化"的前沿研究领域进行攻关突破。

    2020年04期 v.44;No.224 7-14+55+5-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 2004K]
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  • 中国智能化钻井技术研究发展

    闫铁;许瑞;刘维凯;孙文峰;侯兆凯;邵阳;

    基于智能钻井技术基础理论和发展进程,分析随钻测量技术、智能导向钻井技术、智能钻机、智能钻头、智能钻杆、智能控压钻井技术、远程智能钻井决策控制系统等钻井关键技术。中国智能钻井技术存在地面智能化钻井设备研制不足、井下智能化控制核心技术未突破、钻井信息传输控制技术与国外先进水平差距较大等问题。实现中国钻井技术由自动化向智能化升级,将钻井技术与认知智能、深度学习、云计算、计算机视觉、人机交互、虚拟与现实等前沿技术深度融合,是中国多维度、复合式钻井技术智能化发展需要。

    2020年04期 v.44;No.224 15-21+6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1141K]
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  • PDC钻头单齿切削天然裂缝地层断裂机理

    李思琪;田胜雷;闫铁;李玮;赵欢;陈卓;

    为研究PDC钻头作用下地层断裂机理,以单齿切削含有天然裂缝地层为研究对象,基于弹性力学理论,建立单齿切削下地层应力分布模型,作为裂缝的远场应力;结合切削齿作用力角度和旋转极角,确定作用于裂缝表面的正应力和裂缝倾角,以Ⅱ型起裂方式为断裂模式,给出在两种裂缝表面正应力条件下裂缝尖端的应力强度因子和起裂角模型;通过扩展有限元数值模拟,分析单齿切削下裂缝尖端的起裂特征。结果表明:作用于裂缝的远场应力比例因数随作用力角度和旋转极角之和呈抛物线形式变化;当切削齿作用力方向与地层裂缝方向一致时,裂缝尖端的应力强度因子最大;裂缝尖端的起裂角也随旋转极角变化呈抛物线形式变化。数值模拟结果与理论计算结果有较好的一致性。

    2020年04期 v.44;No.224 22-29+6-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 4151K]
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  • 地层类型对水泥环的力学作用及影响

    张景富;公海峰;靳建州;徐明;王建成;李勇;黄昭;

    地层类型制约地应力对固井水泥环的力学作用方式,明确地层类型对水泥环应力和结构完整性的影响特征,是建立井筒完整性保障技术的基础。以蠕变、弹性、刚性地层为研究对象,建立套管—水泥环—地层固结体有限元力学模型,分析地层类型、施工项目等对水泥环界面应力的影响。结果表明:蠕变地层中,地应力增加,界面接触压力增大;弹性、刚性地层中,地应力对界面应力无影响。蠕变、弹性地层中,地层弹性模量对界面应力的影响与地层、应力类型有关;刚性地层中,地层弹性模量对界面应力无影响。弹性地层中,加载时,水泥环易发生周向拉伸破坏,危险部位为窄间隙内界面。套管试压施工时,存在水泥环拉伸破坏的危险,危险井段为井口及深部弹性地层井段;储气库井注气施工时,存在的主要危险为加载过程中弹性地层井段水泥环本体拉裂破坏。

    2020年04期 v.44;No.224 30-39+7页 [查看摘要][在线阅读][下载 6043K]
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  • 低渗特低渗油层富气—氮气复合驱

    陈涛平;毕佳琪;孙文;赵斌;

    为提高低渗、特低渗油层富气—氮气复合驱采收率,以YS油田的特低渗油层为背景,采用CMG油藏数值模拟软件建立细管理想模型,研究富气组分对最小混相压力的影响及富气—氮气在油气相中的分布;利用条状均质和非均质模型,研究油层长厚比、渗透率、渗透率级差及富气段塞尺寸因素对驱油效果的影响;选用30 cm长度的低渗、特低渗2类天然岩心,分别进行5种方案的物模实验研究。结果表明:富气中CH_4体积分数越高,富气与原油的最小混相压力越大,注入CH_4体积分数低、富化程度高的富气有助于提高原油采收率;细管中富气段塞至少有0.50 PV才能有效阻止氮气窜逸对采收率的影响;油层渗透率越低或渗透率级差越小,越有利于提高复合气驱采收率,厚度小于井距2%的油层也有利于提高复合气驱采收率;富气—氮气复合驱合理的前置富气段塞尺寸为0.60 PV,低渗和特低渗岩心的采收率分别为65.91%和73.21%,接近于全富气驱采收率;在五点法井网条件下,富气—氮气复合驱中富气的合理段塞为0.60 PV,低渗和特低渗油层的采收率分别为51.46%和50.88%。该结果可以为开发低渗特低渗油层提供指导。

    2020年04期 v.44;No.224 40-47+8页 [查看摘要][在线阅读][下载 2349K]
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  • 碱和表面活性剂用量对弱碱三元体系乳状液稳定性的影响

    王克亮;张伟;庄永涛;李根;苏禹;

    以Na_2CO_3为碱组分,BHS-01A为表面活性剂组分,HPAM为聚合物组分,采用瓶试法分析乳状液稳定性,通过实验配制三元组分和模拟油混合而形成乳状液,研究碱和表面活性剂用量对乳状液稳定性的影响。结果表明:随表面活性剂质量分数和碱量的增加,原油乳状液稳定性先增加后降低。表面活性剂质量分数和碱量在0.20%~0.30%时,乳状液析水率最低,稳定性最好;过量碱加入使乳状液稳定性变差,体系中表面活性剂质量分数越高,乳状液稳定性开始变差的碱量越低。当碱量达到0.7%以上时,部分O/W型原油乳状液发生转相是乳状液析水率上升的重要原因;碱和表面活性剂协同作用下,碱对乳状液稳定性的贡献高于单独碱存在时对乳状液稳定性的贡献,且表面活性剂质量分数越高,碱和表面活性剂的协同作用效果越好。

    2020年04期 v.44;No.224 48-55+8-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 6058K]
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  • 管输含蜡原油多相体系析蜡胶凝行为分子动力学模拟

    成庆林;甘亦凡;王志华;刘朝;李期斌;刘扬;

    为从微纳尺度探究含蜡原油多相体系相变析蜡和核化胶凝过程的微观动力学机制,建立表征分子动力学体系模型和力场模型,提出移热强度法,实现含蜡原油多相体系的同步降温。结果表明:初始蜡晶在多相体系中首先溶解并扩散,形成无规则分布;然后在盒子四周各自团聚,形成体积较小的蜡质晶体并析出;蜡质晶体作为核化中心,与体系中的游离分子发生异质成核作用而形成团簇;团簇可提供更多键合点,彼此之间相互交联、聚集、生长,形成三维空间网络,在宏观表象上形成稳定的胶凝结构,堆积在管壁上,影响含蜡原油的安全经济输送。该结果为含蜡原油生产过程清防蜡及生产管理提供支持。

    2020年04期 v.44;No.224 56-65+9页 [查看摘要][在线阅读][下载 15853K]
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  • 石墨烯衍生物在油水分离中的应用进展

    王彪;刘庆旺;范振忠;梁婷;尉小明;钱黎庆;

    以石墨烯为基底制备的材料具有大的比表面积、高孔隙率、超低密度和易定制超润湿性等特点,是理想的油水分离物质。介绍石墨烯衍生物——气凝胶、海绵与膜在油水分离方面的应用,石墨烯凝胶和海绵通过氢键、π—π键、静电力及范德华力综合作用,吸附油污、染剂及重金属离子,石墨烯膜通过尺寸选择作用与唐南效应综合作用分离水和其他物质,对未来石墨烯材料应用趋势进行展望。

    2020年04期 v.44;No.224 66-71+9-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 186K]
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油田化学工程

  • 低阶煤熔融体系电化学转化过程

    朱凌岳;朱丽娜;纪德强;苑丹丹;吴红军;王宝辉;

    为解决低阶煤转化的高耗能、高污染与分级转化调控难问题,提出一种基于电化学过程的低阶煤转化方法,以镍作为电化学反应阴极与阳极,在熔融体系中,采用热—电化学协同反应过程电解低阶煤进行提质转化。结果表明:低阶煤在熔融体系中能够进行电化学氧化还原反应,随温度的升高,能够有效降低氧化还原电位;低阶煤的电化学转化随反应时间的改变而呈现阶段性变化;电压/电流、温度是低阶煤转化的关键影响因素,通过调控电压/电流与反应度匹配,能够获得理想的低阶煤转化率;在反应温度为360℃、电压为2.0 V、反应时间为4 h条件下,低阶煤电化学转化率可以达到87.3%,其中液体转化率为48.8%,气体转化率为38.5%。

    2020年04期 v.44;No.224 72-76+84+10页 [查看摘要][在线阅读][下载 1248K]
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  • PAMAM对硅垢的抑制作用及其阻垢机理的MD模拟

    吕春胜;王丽;刘向斌;张娜;王俊;

    以乙二胺、丙烯酸甲酯和甲醇为原料,合成不同代数的树状大分子聚酰胺—胺(PAMAM)作为硅垢阻垢剂,采用红外光谱和元素分析方法对产品进行表征,应用分子动力学模拟方法,研究PAMAM与硅酸分子之间的相互作用。结果表明:在pH为7,代数为G1.0,质量浓度为40 mg/L,作用时间为24 h时的静态防垢率为79.61%。阻垢效果最好的G1.0-PAMAM在阻垢过程中主要为吸附反应,由静电相互作用和氢键相互作用组成。该结果为研发更高效的阻垢剂提供参考。

    2020年04期 v.44;No.224 77-84+10-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 2460K]
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  • Hβ分子筛的磷改性及其催化甲苯和叔丁醇烷基化反应性能

    王园园;宋华;孙兴龙;苑丹丹;王雪芹;

    分别以磷酸(PA)、磷酸氢二铵(DHP)、磷酸二氢铵(ADP)为磷源,对n(Si)/n(Al)为25的Hβ分子筛进行磷改性,采用SEM、XRD、FT-IR、BET和Py-IR等对催化剂样品进行表征,考察不同P_2O_5/Hβ催化剂对甲苯与叔丁醇烷基化反应性能的影响。结果表明:与未改性Hβ相比,不同磷源磷改性的P_2O_5/Hβ催化剂的催化活性和对位选择性明显增加,P_2O_5/Hβ(ADP)催化效果最好。随P_2O_5负载量的增加,P_2O_5/Hβ(ADP)晶体结构变化不大,比表面积、孔体积和孔径逐渐降低,B酸量增加,L酸量减少。当采用负载量为15%的P_2O_5/Hβ(ADP)为催化剂时,在适宜的反应条件下,甲苯转化率为73.7%,对叔丁基甲苯(PTBT)的选择性为81.1%。该结果为用于芳烃侧链烷基化反应的分子筛催化剂的设计及制备提供思路。

    2020年04期 v.44;No.224 85-90+11页 [查看摘要][在线阅读][下载 2622K]
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石油机械工程

  • 大型复杂油田注水系统优化运行关键技术与智能化展望

    高胜;王妍;任永良;张瑞杰;姜民政;

    油田注水系统仿真和优化调配技术是降低注水能耗的重要手段。注水系统优化运行从人工经验、模型解算进入网络化,随物联网技术、大数据、人工智能等技术飞速发展,注水系统必然进入智能化。分析大型复杂注水管网系统仿真优化技术的发展路线,探讨系统建模、仿真模拟、系统优化调控、反演识别、管网布局优化等关键技术。分析系统需求架构,智慧油田目标下注水系统的发展关键在于地上地下联合研究、大数据挖掘及人工智能与数字化智能管理平台建设。该结果对油田注水系统的发展具有指导意义。

    2020年04期 v.44;No.224 91-98+11-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 3587K]
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计算机与自动化工程

  • 基于数据挖掘的录井剖面归位解释方法

    李春生;彭嘉伟;胡亚楠;张可佳;刘涛;崔翔宇;曹琦;

    录井解释过程中,由于数据特征维度较高和数据集成化能力不足等,需要人工校正录井综合图的岩性剖面。提出一种基于数据挖掘的录井剖面归位解释处理方法,对选取的录井解释数据进行数据清洗,选取有效影响因子,进行基于主成分分析的特征降维;分析录井解释数据特点,选择神经网络算法作为模式挖掘模型;对模式挖掘模型进行表达与解释,将实验获得的最优特征识别模式运用于实际数据。结果表明,采用模式挖掘模型在未知区块的平均识别准确率接近于92%,模型泛化能力相对稳定,对部分常用的岩性的识别准确率接近于95%,与多次人工校正后的归位结果相近。

    2020年04期 v.44;No.224 99-104+112+12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1314K]
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  • 基于GA-GPC改进算法的分布式电源并网应用

    徐建军;邓凡良;张晓雷;孙雨凝;闫丽梅;

    针对分布式电源并网对配电网系统的影响,以电压质量和网络损耗为目标解决分布式电源并网的规划问题,将其转化为多目标寻优模型,采用GPC算法实现目标优化。为解决GPC算法在求解非线性约束时的失效性问题,将遗传算法与GPC结合形成GA-GPC改进算法,将有约束广义预测控制性能指标优化的极小值问题转化为遗传算法优化的极大值问题,经过遗传迭代计算得到满足约束的最优控制量。IEEE33节点系统仿真结果表明,采用GA-GPC改进算法可以优化分布式电源并网配置,加强分布式电源并网时系统的稳定性,兼顾提高各节点电压并有效降低网络损耗。

    2020年04期 v.44;No.224 105-112+12-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 977K]
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  • VMD-SG-WT去噪法及其在混沌去噪中的应用

    周怡娜;路敬祎;张勇;董宏丽;杨丹迪;

    为对混沌信号进行降噪,提出基于变分模态分解(VMD)的混合去噪(VMD-SG-WT)方法,首先基于各分量间的最小巴氏距离确定VMD分解模态参数,通过VMD将混沌信号分解成多个本征模态函数(IMFs);然后分别计算各个IMF分量与原始信号间的相关因数,根据相关关系指标确定IMF分量的含噪程度,对有效成分主导的信息分量重构进行Savitzky-Golay平滑滤波,对噪声主导的噪声分量重构进行小波降噪处理;最后利用平滑的信息分量与小波去噪的噪声分量进行重构,得到最终去噪的信号。采用VMD-SG-WT去噪法对Lorenz系统产生的仿真信号和实测的太阳黑子数序列进行降噪处理,并与局部投影去噪法、小波去噪法、经验模态分解(EMD)去噪法和单一VMD去噪法进行对比。结果表明:VMD-SG-WT去噪法能够有效对混沌信号进行降噪,去噪效果相对优于其他去噪方法的去噪效果。

    2020年04期 v.44;No.224 113-120+132+13页 [查看摘要][在线阅读][下载 2872K]
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建筑科学

  • 矩形钢管混凝土翼缘的H型蜂窝组合中长柱偏压性能

    计静;姜丽;姜良芹;张云峰;滕振超;刘迎春;

    为研究矩形钢管混凝土翼缘的H型蜂窝组合柱(STHCC)的偏压力学性能,以偏心距、长细比、翼缘钢管厚度及核心混凝土立方体抗压强度为主要控制参数,设计17根STHCC中长柱试件。基于考虑套箍效应的混凝土本构模型和简化的钢材模型,利用有限元软件ABAQUS建立8根STHCC和2根方钢管混凝土柱的有限元模型并开展轴压和偏压分析,获得试件的荷载-位移曲线,与已有试验数据对比,二者吻合较好,验证有限元建模的合理性。同时,对17根STHCC中长柱试件进行扩展参数分析,考察不同参数对中长柱偏压极限承载力的影响规律,获得跨中截面沿高度应变分布曲线和荷载-挠度曲线。结果表明:偏压作用下,STHCC中长柱截面应变变化基本符合平截面假定;随偏心距和长细比的增大,STHCC中长柱偏压的极限承载力逐渐降低,而随核心混凝土强度和翼缘钢管厚度的增大,STHCC中长柱偏压的极限承载力逐渐增大,提高核心混凝土强度和钢管厚度可有效提高组合柱的偏压极限承载能力。统计回归该类组合中长柱偏压极限承载力计算表达式,为进一步开展该类组合柱抗震性能研究奠定基础。

    2020年04期 v.44;No.224 121-132+13-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 4390K]
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  • 东北石油大学简介

    <正>东北石油大学(原名东北石油学院、大庆石油学院)位于黑龙江省大庆市,创建于1960年,是一所以工学为主,工、理、管、文、经、法、教育、艺术多学科协调发展的高校。1978年被确定为88所全国重点大学之一。学校是黑龙江省与中国石油天然气集团公司、中国石油化工集团公司、中国海洋石油总公司共建高校,是黑龙江省重点建设的高水平大学。学校从1961年开始招收本科生,1981年获硕士学位授予权,1993年获博士学位授予权。学

    2020年04期 v.44;No.224 2+133页 [查看摘要][在线阅读][下载 113K]
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