西南石油大学学报(自然科学版)

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1. 大数据在井筒工程的应用和发展

张智, 王翔辉, 丁剑, 赵捷, 武林芳, 侯振永

西南石油大学学报(自然科学版) 2025, 47 (6): 1-14. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2023.10.29.31

摘要（36）

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PDF（pc）（2193KB）（57）

工业4.0 技术革命促进油气行业步入数字化、智能化高速发展的智慧油田新阶段，中国石油领域数字化建设和应用集成取得多项进展，已采集钻井、录井、测井、试油气、分析化验和油气生产等多项海量勘探开发的数据；并对数据展开多项大数据分析，加快自动化建设及智能决策等。但使用的数据面临井筒工程数据库标准不统一、数据深度共享难、数据孤岛问题严重等挑战。为加速地质工程一体化建设和应用，深化井筒工程大数据服务及智慧油田建设，分析了井筒工程大数据与传统大数据的联系与区别，统计了国内外油气大数据技术与平台现状，介绍了井筒数据特征和层次，总结了常见井筒工程问题的大数据算法；提出了如何根据业务需求进行算法优选的方案。最后，对当前大数据技术在井筒工程中应用存在的问题提出了发展性建议。

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2. 四维地震流体变化指示因子——以P油田四维地震解释为例

李蒙, 李发有, 张文彪, 陆文明, 赵华伟, 徐睿

西南石油大学学报(自然科学版) 2025, 47 (6): 27-36. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.09.03.01

摘要（27）

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流体动态监测是油气藏高效开发关键技术。四维地震可以直接对流体变化成像，实现三维空间流体动态监测，因此被广泛应用于深海油气田开发、稠油热采、二氧化碳封存等领域。但主流四维地震解释方法在表征复杂流体变化时仍存在多解性强、可靠性差的问题。面对上述技术挑战，基于理论模型和四维地震正演模拟，利用相位转换技术，构建了四维地震响应和不同流体变化之间的关系，提出四维地震流体变化指示因子，实现了复杂流体变化方式和变化范围的动态解释。利用本文提出的新方法对西非安哥拉深海P 油田四维地震资料进行了流体变化解释，解释结果与生产动态信息吻合。流体变化解释结果表明，油、气、水的渗流特征差异和油藏构造特征控制了气、水的运动路径。流体动态变化的有效监测为开发方案调整提供了可靠的依据。

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3. 双峰盆地晚中新世深水沉积体系发育特征与勘探前景

杨志力, 吴佳男, 范国章, 李丽, 张远泽

西南石油大学学报(自然科学版) 2025, 47 (6): 15-26. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.08.30.02

摘要（25）

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双峰盆地为琼东南盆地中央峡谷水道的沉积物卸载区，其深水沉积体系规模巨大。随着南海北部深水区勘探进程的加快，双峰盆地油气勘探前景日益受到关注。通过海平面升降、地震资料反射特征等综合分析，对双峰盆地晚中新世深水沉积体的发育特征与油气地质条件展开了系统研究。研究结果表明：双峰盆地深水沉积体主要发育于晚中新世，发育分支水道、水道复合体、水道天然堤复合体、朵叶体等深水沉积单元，深水沉积体分布面积达上万平方公里，为潜在的超大规模储层；同时，双峰盆地西部拗陷和北部拗陷具有较好的生储盖条件，为具有油气勘探潜力的优选区域。由于双峰盆地整体位于深水——超深水区，烃源岩品质好坏、生排烃规模大小以及勘探目标是否具有经济性等是该区油气勘探的不确定因素，该结果对双峰盆地的油气勘探远景分析及战略选区、选带具有重要指导意义。

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4. 高应力储层射孔井孔眼起裂压力及方位研究

刘虎, 路千里, 段华, 肖彬, 张航

西南石油大学学报(自然科学版) 2025, 47 (6): 94-106. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.01.01.01

摘要（23）

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PDF（pc）（746KB）（23）

高应力储层或者地应力条件复杂的储层难以准确预测破裂压力，容易出现储层难以压开，易进液、难进砂等问题。射孔孔眼是连接井筒与地层的重要通道，研究孔眼起裂压力及方位有助于认识高应力储层或者地应力条件复杂的储层破裂行为，为后续优化加砂压裂工艺提供依据。基于弹性力学理论建立了套管射孔井井周应力场模型和射孔孔眼周围应力场模型，以此确定孔眼起裂压力及方位；与某高应力储层现场数据进行对比，证明了该模型的可靠性，并分析了高应力储层不同地应力状态下直井孔眼的起裂压力及方位。结果表明，对于走滑断层和逆断层地应力状态，沿最大水平主应力方向射孔时，孔眼始终横向起裂，孔眼附近倾向于形成水平缝，起裂压力最低，且走滑断层的近井压裂裂缝形态更迂曲；沿最小水平主应力方向射孔时，水平地应力差越小，孔眼容易横向起裂，孔眼附近倾向于形成水平缝，起裂压力更高，且走滑断层的近井压裂裂缝形态更迂曲；水平地应力差越大，孔眼容易纵向起裂，孔眼附近倾向于形成垂直缝，起裂压力更低，且逆断层的近井压裂裂缝形态更迂曲。该研究有利于高应力储层或者地应力条件复杂储层的高效开发。

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5. BZ19-6凝析气藏超临界强反凝析对气井产能的影响

蒋维军, 杨志成, 马跃, 张彩旗, 于喜艳, 孙雷, 刘洋

西南石油大学学报(自然科学版) 2025, 47 (6): 72-82. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2023.07.27.01

摘要（21）

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BZ19-6凝析气藏已投入开采的4井区经过近两年的试采，因地层凝析气流体的超临界逆向强反凝析相变特征导致近井区储层伤害及凝析气井产能下降。为了厘清BZ19-6凝析气藏地层流体超临界反凝析相变对气井产能影响机制，综合运用地层流体逆向凝析相态演化实验、储层岩芯反凝析伤害实验测试、凝析气井油气两相渗流动态数值模拟方法，结合超临界流体萃取技术与近临界流体非平衡热力学理论，揭示了BZ19-6凝析气藏地层流体在近井区发生强反凝析时的饱和度分布规律及对气相渗流能力的制约关系，明确了反凝析伤害对气井流入动态的具体影响程度。研究成果可为BZ19-6凝析气藏及同类型凝析气藏的早期试采阶段动态分析、气井合理配产与开发调整提供技术参考。

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6. 非均匀地应力下裂缝性地层封堵承压效果预测

刘阳, 张沛, 马琪, 王俊力, 马天寿

西南石油大学学报(自然科学版) 2025, 47 (6): 119-128. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2023.09.04.01

摘要（20）

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承压堵漏是解决裂缝性地层井漏问题的重要方法，准确预测地层封堵承压能力是科学利用承压堵漏技术的核心基础。为此，在分析非均匀地应力状态下裂缝宽度变化特征的基础上，基于叠加原理推导了任意封堵位置处裂缝尖端应力强度因子计算公式，建立了裂缝性地层封堵承压能力解析预测模型。与传统模型相比，新模型的预测结果具有更高的精度和可靠性。最后，分析了不同工程地质参数对裂缝封堵承压效果的影响规律。结果表明，增加裂缝尖端长度，同时降低裂缝尖端流体压力，有利于提高地层的封堵承压能力；当在井壁附近形成低渗透封堵层时，有必要对封堵层长度进行优化，以最大化地提高地层的封堵承压能力；当地层渗透率确定时，裂缝封堵承压效果随着地应力比的增加而降低，随着弹性模量、泊松比以及断裂韧性的增加而增大。

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7. 深层碳酸盐岩气藏水侵封闭特征及再动用机理

张芮菡, 胡雨涵, 李滔, 路广, 张涛, 张烈辉

西南石油大学学报(自然科学版) 2025, 47 (6): 129-140. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2023.11.03.34

摘要（19）

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碳酸盐岩气藏普遍含水，开发过程中水侵易导致大量气体被封闭在储层。因此，从孔隙尺度刻画和认识水侵封闭气特征及再动用方法具有重要意义。基于真实碳酸盐岩储层的CT扫描图像，抽提了裂缝-孔隙型储层的孔缝特征，制作了刻蚀玻璃薄片并开展了气水两相流动实验，可视化呈现了水侵动态及封闭气特征，进一步结合格子玻尔兹曼方法，评价了孔隙结构特征、润湿性和压力梯度对水侵动态的影响，最后揭示了封闭气再动用机理。结果表明，碳酸盐岩储层越疏水，水侵后形成的封闭气体积越大，形成的封闭气类型包括盲端(角隅)封闭气、绕流封闭气、卡断封闭气、“H”型封闭气和缝网封闭气；在水侵压力梯度增加时(气井提产)，大量气体以网状封闭气的形态残留在储层中；实际水淹气藏“间歇开井”(间歇降压、增压)可以使得卡断封闭气和缝网封闭气重新动用。

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8. 新化学体系对微观剩余油启动机理实验研究

魏洪涛, 张晓芹, 关文婷, 杨丰瑞, 周宇

西南石油大学学报(自然科学版) 2025, 47 (6): 178-186. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2023.12.11.01

摘要（18）

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利用大庆油田3 类油层典型层位微流控玻璃模型，通过微观驱油可视化方法、接触角法润湿性测定方法、界面张力测试等手段，深入研究了新型无碱中相体系对微观剩余油启动机理。新体系乳化油滴的粒径更小，增溶效果更强，显著提高了波及体积和洗油效率。新体系相比其他复合体系润湿性能更强，可以在很短时间内实现快速润湿反转，改变润湿性。利用可视化实验手段研究了新体系具有快速形变能力的特性，该特性与其他化学体系相比更加有利于微观剩余油的启动和运移，增加了新体系的注入性能，为新体系扩大波及体积提供了助力。提出了角隅状微观剩余油在储层中另一种存在形态，给出了新体系是通过打破区域压力场平衡而启动这类剩余油的机理。通过研究，明确了新型无碱体系微观剩余油启动和运移机理，为深化研究新型无碱体系驱油机理提供了技术手段和支撑。

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9. 管输环境对超声内检测量化精度的影响分析

蔡亮学, 郑月俊, 卢逸峰, 徐广丽

西南石油大学学报(自然科学版) 2025, 47 (6): 168-177. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.01.15.02

摘要（17）

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超声内检测以其操作简单、检测准确等优点，在管道检测与监测领域取得广泛应用。回波信号中蕴含大量信息，但工况环境变化会对回波信号产生影响。为探究管输压力或流量变化对壁厚检测精度的影响，借助超声内检测模拟实验系统开展实验。使管道处于不同管输条件下，采集超声内检测信号，提取特征参量以分析回波信号的波动情况，利用渡越时间法反演计算了管道壁厚，并分析了不同管输环境对壁厚计算精度的影响。发现随着管输压力或流量的变化，回波信号接收的时间会提前或延迟，幅值存在波动，壁厚精度误差波动在-0.71%~0.96%，表明管流状态(0.3~1.2 MPa，8.129~15.023 m ³/h)对壁厚检测精度无明显影响，可忽略管输环境对超声内检测管道壁厚精度的影响，为超声内检测数据的准确分析提供了理论支撑。

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10. 基于模糊综合评判决策的储气库注采井出砂预测新方法

廖伟, 黄海兵, 胡书勇, 张士杰, 李欣潞

西南石油大学学报(自然科学版) 2025, 47 (6): 141-150. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.11.11.32

摘要（16）

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PDF（pc）（1444KB）（15）

受储气库强注强采运行模式的影响，调峰采气过程中储层易发生出砂风险，而出砂将严重影响储气库的寿命和调峰能力。常用的定性经验出砂预测方法缺乏直观、综合的结果，且单一预测指标具有很大的局限性。针对这一问题，综合考虑孔隙度法、声波时差法、组合模量法、出砂指数法和斯伦贝谢比法等定性经验出砂预测方法，采用层次分析法和模糊综合评判决策，建立定性经验出砂预测的模糊综合评判模型，对不同射孔段的地层出砂结果进行预测分析。应用实例表明，该方法实现了不同射孔段的地层出砂结果预测，提高了地层出砂预测的准确性和综合性，对储气库长期安全运行具有重要意义。

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11. 裂缝-孔隙型双重介质储层气井产能公式研究

彭鹏, 王小培, 张永灵, 赵博勇, 刘兆龙

西南石油大学学报(自然科学版) 2025, 47 (6): 83-93. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2023.12.18.03

摘要（16）

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合理产能的评价对气井生产十分重要，是气田科学长久开发的基础。塔里木油田库车山前超深超高压裂缝性致密砂岩气藏具有基质致密、裂缝发育等特点，渗流特征多表现为裂缝、基质组合的双重介质储层特征，整个流动过程分为裂缝流动、过渡流动以及总系统流动3个阶段。针对目前产能评价方法缺乏针对性的问题，对早期产能对应的均质裂缝流动阶段和过渡阶段及长时间稳产对应的裂缝-孔隙流动阶段产能评价公式进行研究，从理论上建立考虑表皮系数以及高速非达西系数的裂缝-孔隙型双重介质储层气井产能评价公式。通过实例计算表明，该产能公式与产能试井产能计算结果较接近，比常规一点法经验公式产能计算结果更为准确，在超深超高压裂缝性致密砂岩气藏中有较好的适用性。

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12. 宝岛A深水大气田低渗储层成岩作用及孔隙演化研究

杨丽, 李华, 王攀荣, 彭志春, 潘燕

西南石油大学学报(自然科学版) 2025, 47 (6): 37-46. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.09.12.01

摘要（15）

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宝岛A 气田是在宝岛凹陷发现的首个深水、深层大气田。宝岛A 气田的主力气组为陵水组三段，该气田水深变化大，断裂系统发育，储层非均质性强，埋深大，成岩作用普遍发育，受成岩作用改造的影响，储层物性差且分布规律复杂。为此，根据岩石薄片和黏土矿物X 衍射等分析化验资料，详细描述了研究区陵水组三段深水深层低渗储层的岩石物性特征、成岩特征、成岩序列及孔隙定量演化等。研究表明，机械压实作用降低孔隙度约22.0%，是宝岛A 气田陵水组三段储层致密的最主要因素。溶解作用增加了储层孔隙度约11.9%，胶结作用使储层孔隙度降低了13.7%。孔隙演化过程揭示，压实作用是早期储层物性变差的主要因素，中晚期油气充注，使矿物溶蚀改善了储集空间，晚期碳酸盐胶结进一步使储层致密。该研究成果有效指导优势储层预测研究，为气田高效开发提供地质依据，为保障国家加快进军深海步伐奠定基础。

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13. 基于内聚力模型的螺杆马达界面力学研究及改善

任美鹏, 谢仁军, 祝效华, 石昌帅, 张兴全

西南石油大学学报(自然科学版) 2025, 47 (6): 151-167. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2023.10.16.02

摘要（15）

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针对螺杆马达定子橡胶衬套易脱胶失效的问题，开展了7/8头常规及等壁厚螺杆马达定子衬套失效机理的研究，研究中采用了橡胶-金属界面内聚力原理，通过橡胶-金属粘接力学试验和橡胶单轴拉伸试验，以及有限元和数值分析，获得了界面切应力是造成衬套粘接失效的主要因素，且衬套线型最小圆弧半径是造成界面最大切应力改变的主要原因；钻井液、过盈量对等壁厚衬套界面切应力影响显著，钻井液液柱压力由15 MPa增大到60 MPa，等壁厚衬套界面最大切应力增大146%，等壁厚螺杆马达更容易出现粘接失效。最后提出异壁厚衬套结构，异壁厚衬套界面切应力小于等壁厚衬套，且随最小圆弧半径增大而减小，具有良好的散热性；异壁厚衬套发生疲劳失效时使用时长与最小圆弧半径成正比，预测疲劳失效时最大使用时长为240.99 h，率先发生疲劳失效区域为衬套内腔弧顶，与实际失效现象一致。为螺杆马达设计优化提供了理论依据，并为提高螺杆马达工作寿命做出重要贡献。

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14. 考虑地应力影响的煤层气水平井井眼变形破坏物理模型实验

张千贵, 邓健, 范翔宇, 贾利春, 郭小炜

西南石油大学学报(自然科学版) 2025, 47 (6): 107-118. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.11.04.02

摘要（15）

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PDF（pc）（10003KB）（21）

明确复杂地应力状态下煤层气水平井井眼破坏失稳机理是合理制定煤层气储层钻井方案的关键前提。利用自主研发的煤层气井围岩形变可视化真三轴物理模拟实验装置，考虑水平地应力差异影响，研究增加垂向应力条件下煤层气储层水平井围岩变形破坏机制。结果表明：1) 井眼变形可分为3个阶段：缓慢缩小变形阶段、稳定缩小变形阶段和加速缩小直至闭合阶段。2) 在井眼变形后两个阶段，试件3个方向的变形主要受井眼变形破坏控制。3) 随着最大或最小水平主应力增加，井眼稳定缩小变形阶段的垂向主应力-变形曲线斜率显著增大，单位应力增量下3个方向应变先减小后增大；同时，井眼破坏时的截面积增大，对应的临界垂向主应力增大而垂向应变减小。4) 当两向水平主应力同步增大时，上述变化趋势更为显著，更有利于维持井眼稳定。研究结果可为煤层气水平井钻井设计提供指导

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15. 英国北海X油田轴向海底扇砂体分布规律与控制因素分析

曹树春, 余季陶, 齐明明, 卜范青, 吴胜和, 沈默

西南石油大学学报(自然科学版) 2025, 47 (6): 47-59. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2025.02.21.03

摘要（14）

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海底扇储层是世界油气勘探开发的热点，砂体分布样式与成因复杂，目前，针对深水地堑轴向海底扇砂体的研究缺乏。以英国北海X油田上侏罗统B段为例，挖掘井震信息，开展古地貌恢复与砂体预测，明确深水地堑轴向海底扇砂体分布规律及控制因素。研究发现，海底扇砂体以近源过路型为主，平面呈条带状、朵叶状或舌状形态。其中，朵叶状砂体的长宽比多小于5，厚度与宽度大，表现为侧向迁移或溯源退积叠置样式，常见于B4油组；条带状砂体的长宽比多大于10，厚度与宽度小，表现为垂向加积叠置样式，发育于B2油组。海底扇砂体分布主要受控古地貌，地堑的差异沉降导致的纵向陡坡坡折(大于6°)，造成海底扇砂体呈现近源过路样式；内部地堑的限制性程度影响着海底扇的形态与叠置样式，相较于薄层富泥型海底扇砂体，厚层富砂型海底扇砂体受到的限制性相对弱，海底扇砂体多呈朵叶状或舌状形态与迁移叠置样式；地堑地貌的侧向对称性影响着海底扇的侧向发育位置与迁移方向。

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16. 小样本条件下的深水海底扇岩石相智能分类

甄艳, 刘小伟, 张艺昊, 赵珍, 肖逸菲, 赵晓明

西南石油大学学报(自然科学版) 2025, 47 (6): 60-71. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2024.09.15.02

摘要（14）

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针对深水海底扇油气藏的勘探开发作业成本高、施工难度大、技术要求高，岩石取芯数量有限，因此获取的岩石相样本数量较少这一问题，提出了基于小样本的深水海底扇岩石相智能分类方法。首先，利用经验模态分解方法(EMD)和滑动窗口为每个井点构建多层图像样式作为输入；其次，利用长短时记忆网络(LSTM)和卷积神经网络(CNN)算法构建岩石相识别模型；再利用生成对抗网络(GAN)模型扩充少数类样本；最后，引入遗传算法(GA)优化模型参数。以西非尼日尔三角洲盆地Akpo油田为研究工区，利用此方法开展岩石相智能识别研究。研究表明，本文提出的GAN-GA-CNN模型对岩石相的分类准确率可达94.22%，相比原始的CNN模型的预测精度有很大提升，证明了本文所提方法的可行性。

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17. 大型压裂船“海洋石油696”技术现状及未来作业模式展望

刘宝生, 杜建波

西南石油大学学报(自然科学版) 2026, 48 (1): 1-11. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2025.09.16.04

摘要（10）

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由于海洋环境的独特性，存在施工空间小、投资成本高和产量要求高等难题，给海上规模化压裂带来巨大挑战。大型压裂船及配套关键技术能够充分改造劣质储层，规模化、批量化作业模式能够形成集约化产业优势，降低作业成本，实现海上压裂开发的低成本“少井高产”，但相匹配的不同压裂作业模式及配套技术体系有待进一步研究。基于未来海上大规模、批量化压裂作业需求，展望了未来压裂船在地质-工程一体化、规模化、压裂-生产一体化、配套液体及处理工艺等4个方面的发展方向，并通过系统梳理海上主要作业设施，提出了基于“采油平台+模块钻机或钻井船、无人平台+钻井船或修井船、钻井船探井压裂和导管架期间压裂”4种模式下的压裂管柱及配套井口连接解决方案，为压裂船规模化连续作业提供技术借鉴。

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18. 基于压裂船的海上大规模压裂工艺研究

王绪性, 李湾湾, 郭布民, 曲喜墨, 王新根, 邢云龙

西南石油大学学报(自然科学版) 2026, 48 (1): 33-40. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2025.09.15.07

摘要（7）

PDF（pc）（2941KB）（7）

海上低渗储层开发面临高成本、高风险及高要求等挑战。基于压裂船的大规模压裂可实现连续、高效的储层改造，是推动海上低渗油气资源经济有效开发的关键技术路径。以“海洋石油696”压裂船为例，该模式下压裂作业可实现12 m ³/min排量的连续施工，裂缝半长提升至常规海上压裂的1.5倍，采收率提高约5.0个百分点。通过对比分析水力喷射、泵送桥塞射孔联作与固井滑套3种分段压裂工艺，指出固井滑套工艺非作业时间占比仅10%~15%，作业连续性强，最适配压裂船高效作业模式。在此基础上，进一步研发了海水基一体化可变黏压裂液、支撑剂连续供给、套管回接与井下安全控制等关键配套技术，并建议采用多手段联用的裂缝监测方法以提升压后评估精度。研究成果为中国海上低渗油气资源规模化开发与“少井高产”目标提供了系统的技术支撑。

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19. 大型集成式压裂作业船压裂泵组振动传递机理研究

龚俊, 左洪涛, 孙鸿玲, 胡翔宇, 袁文奎, 罗旭

西南石油大学学报(自然科学版) 2026, 48 (1): 85-94. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2025.09.16.05

摘要（6）

PDF（pc）（12519KB）（7）

准确评估压裂泵组振动响应特性，对提升海上压裂作业安全性具有关键作用。基于单台压裂撬振动特性试验，建立了精细化的压裂舱室耦合系统数值模型，对多工况组合振动进行仿真分析，考虑的参数包括压裂泵启动数量、空间布局和荷载频率等。结果表明：静载响应占总响应的80.0%以上，动载响应的贡献不足20.0%。压裂泵的振动沿甲板呈正弦半波衰减，激振泵处出现2.0~2.5倍的波峰放大效应。压裂泵启动数量从1台增至5台，位移峰值增大57.5%，加速度峰值增大6.5%，应力峰值增大5.1%。提出了五级压裂泵启动策略，即先边缘、后中间。当双向倾斜角从基准状态(0°) 增至临界阈值时，位移峰值增大190.0%，加速度峰值增大141.0%，3个核心构件甲板、甲板梁和连接基座的应力峰值分别增大20.0%、22.0%和21.0%。耦合系统破坏模式均表现为甲板整体的强度破坏，破坏形态与模态振型高度一致。

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20. 海上压裂船摇摆时物料罐体结构振动特性研究

郭晓强, 范高曌, 余成林, 柳军, 王国荣, 陈林燕

西南石油大学学报(自然科学版) 2026, 48 (1): 127-142. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2025.08.31.01

摘要（5）

PDF（pc）（8269KB）（5）

针对海上首台压裂船在海洋载荷作用下诱发物料罐强度失效问题，首次系统地开展了该特殊船用装备在真实海况下的流固耦合振动与强度分析。建立了船舶上典型物料罐及支撑结构件的三维仿真模型，采用了物料罐内部流场与物料罐流固耦合计算方法。基于室内大型水池实验，确定不同海况下船舶加速度数据，模拟海洋载荷的影响。研究发现，随着波浪谱峰周期的增大，罐体变形和应力逐渐增加；随着波高的增加，物料罐的应力和变形都呈现出上升的趋势；在浪向角为90°时，变形和应力表现出最大状态；随着充液比增加，变形和应力都呈现上升的趋势；随着密度的增大，罐体的最大变形和最大应力逐渐上升。压裂船摇摆时物料罐体结构应力最大值出现频率较高的点位于罐壁底部中间区域折弯处。研究发现物料罐体结构最危险的极端工况为液体密度为1.35 g/cm$^3$、浪向角90°、波高4 m、波浪谱峰周期13.00 s、充液比95%。研究成果精准识别了罐壁底部折弯处为关键危险区域，明确了最危险的极端工况组合，可为海上压裂船物料罐的局部结构强化设计与安全运营阈值的制定提供直接、关键的理论与数据支撑。

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21. 海上压裂船在波浪中的水动力响应数值模拟研究

袁文奎, 徐志海, 范高曌, 郭晓强, 王新根, 孟令韬

西南石油大学学报(自然科学版) 2026, 48 (1): 116-126. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2025.11.08.01

摘要（3）

PDF（pc）（1731KB）（2）

基于三维势流理论分析中国海上首台压裂船的水动力性能，研究其在不同浪向角、波浪谱峰周期和波高下船舶的运动响应规律。借助AQWA软件对系泊压裂船的频域响应进行分析计算，计算出船舶的运动幅值响应算子、附加质量与辐射阻尼，将数值分析结果与课题组所开展的耐波性实验数据开展比对验证，评估模型的有效性与准确性。然后依据频域分析的结果对压裂船的时域系泊问题进行分析，得到在不同波浪参数下的压裂船时域的系泊响应。研究表明，波浪周期对船舶横荡附加质量的影响小，纵荡方向附加质量呈现先减小后增大再减小的趋势，垂荡附加质量则与其相反。纵摇和艏摇方向的附加质量随波浪谱峰周期的增大呈现出先减小后增大再减小的变化趋势，而对于横摇方向，附加质量变化不大。此外，压裂船在不同波浪谱峰周期作用下，各自由度辐射阻尼均表现出先增强后减弱的特性。船体横摇角有义值在浪向角从0°增至180°过程中，呈现先增大后减小的趋势，最大值位于90°方位；纵摇角的变化趋势则呈先减后增加，180°时纵摇角有义值最大。随着波浪谱峰周期的增加，横摇和垂荡有义值呈现出增加的趋势，而纵摇角有义值呈先上升后下降的趋势。波高的增加使得船舶的横摇、纵摇及垂荡方向的有义值都上升。研究成果可为大型船舶在波浪条件下的运动响应分析的方法和技术应用提供一定的理论依据和基础。

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22. 横摇激励对压裂船混砂罐中固液两相混合特性影响的CFD模拟

郑雨杭, 何霞, 王国荣, 陈林燕, 张万春, 刘清友

西南石油大学学报(自然科学版) 2026, 48 (1): 95-106. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2025.09.12.02

摘要（3）

PDF（pc）（3554KB）（1）

混砂罐是压裂作业的核心装备，其搅拌效果决定了压裂液的性能，并进一步影响压裂作业进程。针对海洋晃动载荷对压裂船混砂罐内部混合过程的作用不明确的问题，基于CFD方法建立了考虑横摇激励下的压裂船混砂罐固-液两相混合模型，探究了不同横摇幅值和周期对其混合特性的影响。研究表明：横摇激励主要影响颗粒相的速度与分布，对罐内混合相的整体流场影响不大，且颗粒相表现出与横摇方向相同的运动趋势；颗粒相的分布受到罐体位置的影响，在左倾状态时左侧颗粒相体积分数明显大于不晃动时，右侧则明显小于不晃动时，右倾时则与之相反；横摇激励可以加速混合过程，随着横摇幅值增大或周期降低，罐体左右两侧颗粒相体积分数差异增大，颗粒相下沉趋势更加明显，导致排出口混合相平均密度也随之增加，但排出口密度均匀指数呈现下降的趋势，在$T$=8 s，$A$>6°或$A$=6°，$T$<8 s时均匀指数低于不晃动时。研究结果可为探究混合类罐体受晃动载荷的影响奠定理论基础。

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23. 渤海底水薄互层大排量压裂射孔和分段研究

王晓鹏, 谢涛, 祝国伟, 颜菲, 李欣阳, 王波

西南石油大学学报(自然科学版) 2026, 48 (1): 49-60. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2025.09.16.01

摘要（3）

PDF（pc）（6561KB）（2）

渤海低渗薄互储层厚度大，底水发育，砂泥互层严重。大排量穿层压裂是开发大厚度薄互层的重要手段，但目前海上尚无相关实践与研究。针对渤海油田沙河街组薄互层低渗砂岩储层，通过建立薄互层裂缝扩展模型，研究了5~12 m$^3$/min压裂排量下，射孔层位和分段界限对裂缝扩展的影响，同时明确了底水薄互储层的避射高度。研究结果表明，不同排量下射孔簇数存在最优值，簇数过少时裂缝虽然可以纵向穿层，但穿层改造的层数受限，簇数过多时裂缝难以穿层，被限制在射孔层内；采用12 m$^3$/min排量单段压裂结合多簇射孔可充分改造50 m薄互储层，对于厚度超过50 m的薄互储层，需采用多段压裂结合大排量施工；随排量的增加，底水储层的避射高度应随之增大，12 m$^3$/min压裂排量下，沙河街组底水储层避射高度应大于9.5 m。研究可为渤海大厚度底水薄互层的大排量压裂施工设计提供一定理论依据。

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24. 渤海低渗储层缝网压裂粗糙缝内支撑剂运移特征研究

罗少锋, 张超, 付建民, 丁海波, 徐延涛, 颜菁菁

西南石油大学学报(自然科学版) 2026, 48 (1): 61-70. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2025.10.26.01

摘要（3）

PDF（pc）（5651KB）（3）

渤海油田低渗储量丰富，但受限于海上作业条件难以使用大规模缝网压裂工艺对低渗储层进行经济开发。随着大型压裂船的投入使用，大规模缝网压裂将成为海上低渗储层改造发展趋势。研究以渤海某低渗储层为目标，通过劈裂目的层岩芯扫描刻画粗糙裂缝壁面，基于压裂船作业能力建立复杂粗糙裂缝模型，开展了支撑剂运移的物理实验和数值模拟分析。研究结果表明，粗糙壁面会增加运移阻力，段塞打磨裂缝壁面是有必要的；滑溜水携砂运移机制为支撑剂重力沉降与流体拖曳共同作用下的动态平衡运移，应从提高支撑剂向裂缝深部运移能力方向提高铺砂效果；优化参数设计，使用滑溜水以12 m$^3$/min排量，携带40/70+30/50+20/40目混合支撑剂的泵注方式更有利于支撑剂在缝内铺置。研究结论能够科学指导压裂参数设计，对实现海上低渗油田的高效开发具有重要指导意义。

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25. 海上油田限流压裂多簇裂缝扩展规律实验研究

许杰, 王允海, 张彬奇, 赵康佳, 徐延涛

西南石油大学学报(自然科学版) 2026, 48 (1): 12-22. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2025.09.15.06

摘要（3）

PDF（pc）（22108KB）（3）

多级限流压裂技术是提高渤中25-1油田低渗储层产能的最有效方法之一，然而当储层特征与限流压裂工艺参数共同影响时，多簇裂缝的扩展机理尚不清楚。为此，基于大尺寸真三轴压裂模拟实验平台，开展目标层位相似物性人工岩石的多簇裂缝扩展规律实验研究，分析了射孔簇间距、簇数量、水平应力差等因素对多簇裂缝扩展形态的影响规律。结果表明，簇间距增加对岩石起裂压力影响小，但会减弱裂缝间干扰，促使多簇裂缝均匀扩展；射孔簇数的增加会减弱岩石塑性变形对裂缝扩展的阻力，增大裂缝扩展规模；水平应力差小于6 MPa时，多簇裂缝呈现横向缝与纵向缝交错扩展的形态；压裂液排量与黏度升高可增加裂缝内净压力，多簇裂缝形态更复杂。研究成果为低渗储层限流压裂工艺参数优化提供了参考。

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26. 海上低渗薄互砂岩规模化控流暂堵压裂技术研究

侯冠中, 刘长松, 温海涛, 李月丽, 张超, 安文目

西南石油大学学报(自然科学版) 2026, 48 (1): 71-84. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2025.09.14.03

摘要（2）

PDF（pc）（1235KB）（1）

针对渤海大跨度薄互低渗储层均衡改造难题，建立了暂堵球运移、坐封力学模型，探究不同暂堵参数下暂堵球运移、坐封影响规律。基于离散元理论形成暂堵压裂裂缝缝口流量调控方法，建立了三维暂堵压裂裂缝扩展模型，探究了不同投球系数、暂堵时机、暂堵次数对多裂缝扩展影响规律。研究表明：1) 暂堵球最优送球排量为4 m$^3$/min，可实现暂堵球高效坐封。2) 低密度暂堵球、高液体黏度可提高封堵效果；暂堵球与炮眼孔径比超过临界封堵值1.6，封堵效果变差。3) 模型参数条件下，暂堵球最优投球系数1.8~2.0，暂堵次数为1~2次，且暂堵时机采用中、早期暂堵作业方式时，可显著提高裂缝扩展均匀性。基于理论及数值模拟研究方法，实现了H-2井暂堵压裂后增产3倍，产能达到100 m$^3$/d；研究结果为海上薄互砂岩储层暂堵工艺参数优化提供理论指导及技术借鉴。

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27. 海洋压裂船高压管汇爆破能量及冲击特性分析

黄中伟, 王云海, 郑长青, 邓祥龙

西南石油大学学报(自然科学版) 2026, 48 (1): 107-115. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2025.09.18.02

摘要（2）

PDF（pc）（1105KB）（3）

海洋压裂船高压管汇为压裂液提供高压通道，当前国内外压裂高压管汇研究集中在结构优化、冲蚀磨损、振动以及无损检测等方面，无法定量评估爆破失效后产生的爆破能量和冲击特性。对高压管汇爆破能量进行了量化表征，研究出高压管汇的爆破能量和等效TNT当量计算方法；爆破危害以冲击波为主，按人体损伤和物体破坏程度不同，将爆破区划分为极严重损伤区、严重损伤区、中等损伤区、轻微损伤区4个区域；仿真分析得出了能量隔离板在管汇爆裂后的最大形变、最大应力幅值、最大升压速率的分布规律。研究可用于海洋压裂高压管汇爆破能量计算和后果预测，也可为高压安全施工、防护以及评估提供依据及参考。

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28. 耐高温海水基压裂液用聚合物研制及性能研究

赵健, 申金伟, 鲍文辉, 潘江浩, 刘佳音

西南石油大学学报(自然科学版) 2026, 48 (1): 41-48. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2025.09.15.02

摘要（2）

PDF（pc）（2137KB）（2）

为满足海上深层超深层油气井压裂改造需要，保证压裂液的耐温和携砂能力，以丙烯酰胺、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸以及疏水单体DM合成了一种耐高温高盐疏水缔合聚合物TH-200。采用红外光谱、核磁共振氢谱、热重对聚合物TH-200进行结构表征，并进一步评价了其作为压裂液稠化剂的主要性能。研究结果表明：聚合物TH-200为四元共聚合物，具有较好的热稳定性。该聚合物在海水中增黏速率达92%，具有较好的增黏抗盐性能，适合在海水等高矿化度水中使用，其分子间临界缔合质量分数在0.25%附近。分子动力学模拟显示AMPS单体浓度增加，聚合物链段的回转半径显著提升且受温度和矿化度的影响较小。海水配制0.1%溶液降阻率可达78%。1.0%聚合物TH-200+0.5 %螯合调节剂+1.0 %有机锆交联剂配制的海水基压裂液，在200℃、100 s ^-1下剪切90 min后黏度为110 mPa·s，表明其具有良好的延迟交联性能和耐温耐剪切性能，交联冻胶具有优异的携砂性能，可满足海上200℃储层压裂施工需求。

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29. 海上压裂船柴油发动机三维耦合振动分析与结构优化

张万春, 唐洋, 向上, 李洋, 李栋, 杨海

西南石油大学学报(自然科学版) 2026, 48 (1): 143-156. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2025.09.16.06

摘要（2）

PDF（pc）（2674KB）（1）

曲轴作为海上压裂船柴油机的核心部件，在长期高速运转及制造误差导致的质量不平衡条件下，容易产生振动并影响发动机运行可靠性。以第二缸点火工况为研究前提，建立曲轴有限元模型，系统分析其静力学特性与振动性能。通过模态分析获得曲轴前六阶固有频率及对应振型，揭示低阶模态在共振条件下可能引起的显著变形；进一步进行谐响应分析和随机振动分析，确定曲轴在外载荷作用下的动态响应特征及应力集中区域。基于拓扑优化的轻量化设计结果表明，曲轴质量由37.7 kg减至19.3 kg，减重约48.8%，同时第一阶固有频率由545.36 Hz升至560.32 Hz，提高约10.3%，有效避开共振区间并降低曲轴失效风险。本研究为压裂船柴油机曲轴的结构优化、轻量化设计及振动可靠性提升提供了理论依据和工程参考。

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30. 大型压裂船电力系统关键技术研究

阮红军, 谢珉, 杨帷鑫, 章爱群

西南石油大学学报(自然科学版) 2026, 48 (1): 157-165. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2025.09.17.01

摘要（2）

PDF（pc）（550KB）（1）

针对传统压裂船采用独立柴油机驱动方案存在能耗高、噪音大、环境污染等问题，依托“海洋石油623”大型压裂船，开展了压裂系统与船舶电力推进系统一体化驱动的关键技术研究。研究中采用公共电站一体化驱动架构，交流6 600 V配电系统设计为闭环结构，通过5个冗余组构建公共电站，配置主保护与后备保护双重故障隔离机制，集成高级发电机保护系统(AGP)与表决机制；压裂泵采用24脉冲二极管整流变频器(DFE)驱动方案，利用三绕组变压器隔离压裂系统与船舶400 V系统，并采用源滤波器治理谐波超标问题。使电站得以灵活运行，燃油消耗得以优化，缩小了最大单一故障影响范围，隐性故障潜在危害得以有效管控，电网稳定性与可靠性大幅提升。该一体化解决方案突破了传统驱动模式的技术瓶颈，显著降低了能耗与污染物排放，推动海上压裂作业向节能高效、绿色环保方向发展。

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31. 25 000 hp全电动压裂船压裂作业系统关键技术与装备研究

王云海, 黄中伟, 雷刚, 李莉莉, 王新根

西南石油大学学报(自然科学版) 2026, 48 (1): 166-174. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2025.09.16.03

摘要（2）

PDF（pc）（10599KB）（1）

随着海洋低渗油气资源开发，全电动压裂船作为高度集成式压裂作业系统，具有效率高、污染小、噪音低、操控精准等优势，是未来海洋大型体积压裂的重要发展方向。针对压裂船由搭载式向集成式方向转变，围绕25 000 hp全电动压裂船压裂作业系统关键技术与装备展开研究，基于船舶整体结构建立了海洋压裂作业15个子系统，并根据功能布局形成全电动3层布置结构的压裂系统，提高了系统的集成度；重点分析压裂供配电、压裂泵注、供混砂、混配、高压管汇、软管滚筒、混酸及集中控制中心8类关键技术，在此基础上研制出系列化海洋压裂成套装备并完成试验验证，装备取得中国船级社船用产品证书，形成了适用于多种海况、具备连续作业能力、可实现压裂全流程自动化的压裂作业系统，为集成式压裂船的开发奠定了基础，为海洋低渗油气高效、环保、安全作业提供技术支撑。

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32. 闭合母排中压电力系统保护方案设计及验证

高路, 于泽程, 文勇, 徐志海, 陈彬彬, 谢智康

西南石油大学学报(自然科学版) 2026, 48 (1): 175-184. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2025.09.12.01

摘要（2）

PDF（pc）（2553KB）（1）

针对DP-2或DP-3级船舶中压闭合母排电力系统高冗余性和容错性的保护需求，提出一种兼顾快速性与可靠性的选择性保护方案，旨在解决单点故障叠加隐性故障下的故障隔离难题，确保失电区域不超过动力定位系统最大允许失效范围，通常为一段中压主母排。基于闭合母排电力系统运行特性，将中压系统中每段主母排划分为发电机、母排、负载馈线及母联电缆4类保护区域，通过差动保护与方向纵联保护的协同配置构建主保护或后备保护两层保护。依托典型DP-2级船舶的6.6 kV闭合母排架构，搭建了包含一段主母排上各类综合继电保护装置硬件与数字实时仿真系统的硬件在环(HIL)测试平台，在4类区域完成单点故障叠加隐性故障的8种运行工况的模拟测试，分别测试4类区域上主、后备保护的有效性，结果表明保护系统在故障电流水平动态变化的各类工况下均可正确动作，验证了所提保护方案的协调性、可靠性和快速性。

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33. 渤海缝网压裂组合支撑剂导流能力影响规律研究

张明, 谢宗财, 崔国杰, 郭布民, 顾金彪, 董平华

西南石油大学学报(自然科学版) 2026, 48 (1): 23-32. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2025.09.15.08

摘要（1）

PDF（pc）（1210KB）（2）

渤海油田低渗储量丰富，是增储上产的重要接替资源，其中以C油田为代表的渤海潜山储层天然裂缝发育，体积压裂造复杂缝网是开发这类储层的关键技术手段。为解决缝网压裂时次级裂缝支撑剂单层铺置对导流能力影响规律尚不明确的问题，基于平面接触理论建立了多粒径分布的次级裂缝导流能力预测模型，通过模型退化和实验分析验证了模型正确性，开展了影响因素分析。结果表明，提高大粒径支撑剂比例有利于保持次级裂缝宽度；次级裂缝渗透率与大粒径支撑剂比例呈近似线性正相关关系；多粒径组合支撑剂情况下，随着大粒径支撑剂比例增加，次级裂缝导流能力提高，大粒径支撑剂对导流能力起关键作用。研究结果对渤海油田缝网压裂设计过程中的支撑剂粒径优选提供了理论指导。

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