神木气田低渗致密储层特征与水平井开发评价

王国亭, 孙建伟, 黄锦袖, 韩江晨, 朱玉杰

2019, 41(5): 1-9. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.07.20.01

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鄂尔多斯盆地东部神木气田是长庆气区目前增储上产的重要组成部分，系统研究其储层特征、空间叠置结构及水平井开发适用性对气田科学开发具有重要意义。实验分析表明，神木气田山西、太原组储层岩石类型主要为岩屑石英砂岩、岩屑砂岩及石英砂岩，孔隙类型以溶蚀孔、晶间孔及粒间孔为主，储层孔隙度分布于2.0%~10.0%，平均为6.6%，渗透率分布于0.10~1.00 mD，平均为0.83 mD，整体属低孔、致密砂岩储层。测试分析表明，孔隙度5.0%、渗透率0.10 mD、含气饱和度45%为有效储层物性下限标准。基于密井网解剖，将有效砂体空间结构类型划分为多层孤立分散型、垂向多期叠加型、侧向多期叠置型等3种。研究表明，神木气田不适合开展大规模水平井开发，可在有限地区进行局部式水平井部署。

PL油田浅水辫状河三角洲隔夹层精细表征方法

刘建华, 汪利兵, 赵靖康, 张俊, 孟云涛

2019, 41(5): 10-20. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.08.06.01

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储层隔夹层精确表征能为油田剩余油分布规律研究和开发调整提供重要依据。从隔夹层表征方法的差异性角度出发，对浅水辫状河三角洲储层隔夹层进行重新分类，并依据层次建模思想对隔夹层进行逐层定量表征。研究认为，PL油田浅水辫状河三角洲储层隔夹层可划分为层间隔层、砂间夹层、砂内夹层和物性夹层4种类型，分别对应储层构型研究的6级至3级构型界面。应用3种建模方法分别对4种隔夹层进行逐层定量表征，即应用基于井孔资料的确定性三维砂描技术表征层间隔层和砂间隔层，应用基于自适应河道方法在单砂体的控制下对砂内夹层进行表征，应用等效表征的方法对物性夹层进行表征。分级定量隔夹层表征方法很好地再现了浅水辫状河三角洲储层结构和隔夹层分布特征，且简单实用。

垦利A油田辫状河三角洲前缘优质储层特征

赵汉卿, 郭诚, 陈晓明, 刘超, 张博

2019, 41(5): 21-32. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.09.02.03

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明确渤海湾盆地莱州湾凹陷垦利A油田古近系沙三上段优质储层特征及成因，可为凹陷内油气勘探提供依据。结合钻井、测井等资料，利用扫描电镜、铸体薄片、孔渗物性、流体包裹体等多种分析测试手段，开展构造沉积背景、埋藏史、地层温压系统等相关研究。结果表明，沙三上段储层具“高孔高渗”特征，储集空间以粒间孔为主，微裂缝较发育，孔喉以大中孔-中细喉为主；储层成岩作用总体处于中成岩A期，表现为“中压实、强溶蚀、弱胶结”的特征，优质储层的形成主要受构造背景、沉积环境、成岩作用和地层超压等4方面的影响。莱州湾凹陷南部斜坡带的储层发育具有分带性，重力滑脱断层（F₁）内侧优质储层发育，是油气成藏的有利地区。

哈拉哈塘奥陶系缝洞型成岩圈闭及其成因

闵华军, 贾祥金, 田建军, 蔡泉, 赵少泽

2019, 41(5): 33-44. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.06.06.02

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针对塔里木盆地塔北哈拉哈塘油田碳酸盐岩缝洞型成岩圈闭，综合利用区域地质、钻录井、酸化压裂、压力测试、生产动态等动静态资料，探讨圈闭的动态识别方法、特征及成因。研究认为，由于碳酸盐岩缝洞型储层渗透率高，一定条件下可以利用井口油压数据绘制N_p-△p图，并以此判断油藏属于开放性油藏还是封闭性成岩圈闭油藏；研究区缝洞型成岩圈闭规模总体较小，储层类型以洞穴型为主，圈闭盖层岩性、储盖组合及遮挡条件多样，发育多种圈闭要素组合模式；多期充填叠加是研究区缝洞型成岩圈闭封闭的根本原因，新近纪以来大规模快速沉降引发的成岩充填可能是大多数缝洞型成岩圈闭封闭的直接原因，沉降同时导致部分油藏形成异常高压。

川东南二三叠系气藏硫化氢成因探讨

秦华, 潘磊, 徐祖新, 梅庆华

2019, 41(5): 45-55. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.12.27.02

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通过天然气组分、碳氢同位素组成与薄片、包裹体等资料分析，研究了川东南二-三叠系的长兴组、飞仙关组与茅口组气藏H₂S成因。结果表明，天然气组分以烷烃气为主，非烃含量平均24.68%。其中，烷烃气均偏干，部分样乙烷低于检测下限，可测样乙烷含量0.03%~0.39%，均值0.15%；δ¹³C₁值均偏重，为–28.3‰~–35.2‰，平均–31.1‰，部分样出现δ¹³C₁ > δ¹³C₂倒转。非烃以CO₂和H₂S为主，H₂S含量1.0%~21.7%，平均5.3%。储层中代表原油充注与古油藏裂解的各类沥青较少见，方解石脉中烃类包裹体以含气态烃包裹体为主，含油包裹体少见。结合前人研究成果认为，川东南茅口组几乎不含H₂S的岩溶缝洞型气藏（分布于涪陵北部与綦江地区）未见遭TSR改造迹象；飞仙关组气藏（分布于涪陵北部）、长兴组气藏（主要分布于涪陵北部与中部）与茅口组热液白云岩气藏（分布于涪陵中南部）的H₂S均为TSR成因，部分遭受TSR改造气藏现今H₂S含量较低或为后期被消耗所致；其中，飞仙关组参与TSR反应的烃类以液态烃为主，而其他层位气藏以气态烃（甲烷）为主，这可能与TSR发生时储层中是否存在一定量液态烃有关。TSR反应于各层内独立发生，并非飞仙关组发生后向下“倒灌”。长兴组TSR反应所需硫源或来自飞仙关沉积期卤水的侧向排泄，茅口组硫源或来自相邻层位富含SO₄^2-流体。

齐家地区高台子油层致密化与油气充注的关系

斯尚华, 任翔, 赵玉涛, 吴伟涛, 李旭

2019, 41(5): 56-66. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.12.10.01

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为了明确松辽盆地齐家地区高台子储层致密化与油气充注的关系，综合采用铸体薄片、扫描电镜、纳米CT、压汞实验、流体包裹体、恢复压实曲线等方法，对高台子致密储层微观特征进行了详细描述，并对致密储层成藏期进行了精细刻画，最后结合储层孔隙演化特征对该地区致密化过程与原油充注关系进行了探讨。结果表明，齐家地区高台子致密储层岩石类型以岩屑长石砂岩为主，其次为长石岩屑砂岩，储层孔隙类型主要为残余粒间孔和溶蚀孔，孔隙主要为亚微米-纳米级孔隙，孔喉连通性较好。储层致密时间在明水早期。该地区高台子油层存在两期油充注：早期原油充注发生在79~75 Ma，对应嫩江晚期；晚期原油充注发生在69~65 Ma，对应明水晚期。松辽盆地齐家地区高台子储层具有多期成藏且边成藏边致密特征。

基于多孔介质模型的储层裂缝孔隙度计算方法

陆云龙, 崔云江, 李瑞娟, 王培春

2019, 41(5): 67-74. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.08.12.02

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针对裂缝性储层裂缝孔隙度定量计算的难题，提出了一种基于多孔介质模型的储层裂缝孔隙度计算方法。通过定义孔隙纵横比谱函数表征岩石裂缝分布特征及对岩石宏观岩石物理特征的影响，并代入多孔介质模型中，建立含裂缝条件下多孔介质模型。理论正演表明，孔隙纵横比谱分布特征与岩石体积模量变化一一对应，通过建立岩石模量反演函数，利用现场阵列声波测井资料实现孔隙纵横比谱定量反演，进而计算裂缝孔隙度。应用结果表明，计算的裂缝孔隙度能够较好地反映储层裂缝发育情况，与电成像测井计算结果吻合较好，文中方法所计算的裂缝孔隙度符合实际生产情况，为裂缝孔隙度计算提供一种新的途径，扩展了阵列声波测井应用范围。

渤南油田义176区块三维应力场智能预测

徐珂, 汪必峰, 付晓龙, 石达

2019, 41(5): 75-84. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.06.24.02

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为提高应力场数值模拟的运算效率，基于ANSYS中的APDL语言编译自适应边界程序，将边界条件的人为调整过程自动化，并借助Petrel与ANSYS的联合建模技术以及三维非均质岩石力学场的构建技术，开展了渤南油田176区块三维应力场的智能预测。结果表明，自适应边界程序大幅且有效地缩短了人工反复尝试边界条件的时间，提高了应力场模拟的效率，且保证了预测精度。义176区块现今最大水平主应力方向总体呈近EW-SEE向，边界断层对应力方向影响较为显著，引起了约5 °~10 °的偏转。现今地应力数值变化较大，离散性高，平面上呈带状展布，具有北高南低的分布趋势，在目的层范围内属于I_a类地应力，岩石的非均质性是造成应力数值差异的主要原因。在义176区块中部存在一片条带状展布的“应力甜点”，可以作为井位部署和压裂作业的优势区域。

溶解气回注提高致密油藏采收率效果及敏感性

魏兵, 宋涛, 赵金洲, 卡杰特·瓦列里, 蒲万芬

2019, 41(5): 85-95. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.07.06.01

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针对致密油藏水平井产量递减快，衰竭开发采收率低等问题，提出了衰竭开发后期回注溶解气提高采收率的方法。基于新疆玛湖凹陷百口泉组地质油藏特征，建立了致密油藏多级压裂双水平井机理模型，系统研究了上述方法在致密油藏中的生产特征及敏感性。结果表明，溶解气回注可以有效提高致密油藏采收率，缓解水平井产量递减的速度。采出程度随注入量、注入速度及吞吐轮次逐渐增加；气体分子的扩散作用可增加基质的受效范围，扩大气体的作用半径；弱非均质性储层（变异系数0.2）采用溶解气吞吐提高采收率效果最佳。敏感性分析结果表明，吞吐轮次对注溶解气提高采收率的影响最大，其次是注入时间、注入速度、扩散系数、焖井时间。另外，建立的代理模型可准确预测和优化致密油藏注溶解气提高采收率效果。

玉门H低渗透裂缝油藏强化泡沫防气窜实验研究

胡灵芝, 赵金洲, 魏鹏, 张艺文

2019, 41(5): 96-104. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.06.19.02

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玉门油田贫氧空气驱油先导试验中3口采油井过早发生明显的气窜，使产液量与产油量大幅下降，影响正常生产。采用Waring Blender方法测定了矿化度8.3×10⁴ mg/L、温度114℃条件下的不同配方体系的泡沫性能，确定了较优的0.2% WP4+0.3% NS强化泡沫体系配方，通过岩芯驱替实验研究了该体系的高温高压稳定性、低渗透裂缝岩芯封堵性及气驱后贫氧空气泡沫调驱提高采收率的效果。实验结果表明，强化泡沫在高压条件下稳定性明显提高；能够增加流体在基质及裂缝中流动时的阻力，具有流度控制能力，阻力因子分布在5.09~38.66；对于贫氧空气驱后采用强化泡沫调驱的岩芯，提高采收率可达16.70%~38.11%。

新疆油田砾岩油藏聚合物驱窜流特征及调剖对策

唐可, 纪萍, 汪学华, 罗强

2019, 41(5): 105-111. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.07.11.01

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聚合物驱过程中的聚合物窜流是影响聚合物驱效果的重要因素。针对七东1区克下组砾岩油藏特殊的复模态孔隙结构，通过室内并联岩芯物理模拟实验研究了聚合物驱窜流特征及调剖对策。研究表明，砾岩油藏渗透率变异系数低于0.3时，聚合物驱不发生窜流；渗透率变异系数高于0.5时，聚合物改善剖面作用有限，发生窜流，且窜流导致聚合物驱见效后高渗岩芯含水率迅速回升；随着渗透率变异系数增大，聚合物在高渗层突破时间缩短，聚窜发生越早和越严重，聚窜后高渗层吸液百分数从52%增大到75%；聚窜后及时调剖，能有效控制聚窜和发挥聚合物驱作用，采收率提高28.75%；聚合物驱全过程调剖是治理聚窜的理想对策。

鼠李糖脂发酵液驱油性能研究

丁明山, 王静, 林军章, 汪卫东

2019, 41(5): 112-119. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.08.30.01

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针对鼠李糖脂在油田开发中存在的驱油体系单一和机理认识不清的问题，开展了相关的驱油机理和驱油性能研究。室内发酵出以单、双糖环鼠李糖脂为主的两种生物表面活性剂发酵液，评价了其界面性能、润湿性、洗油效率和驱油效率。研究发现，鼠李糖脂发酵液耐温抗盐性强，1%发酵液与原油间界面张力为0.2~0.5 mN/m。润湿性和洗油效率评价显示，双糖环鼠李糖脂润湿性改善更突出，洗油效率比单糖环鼠李糖脂提高15.0%，达到90.1%。分析认为，鼠李糖脂能将原油与基底间黏附功由30.3 mN/m最低降至0.059 8 mN/m（双糖环鼠李糖脂），是发酵液提高洗油效率的关键因素。驱油效率评价结果表明，双糖环鼠李糖脂发酵液在水驱效率42.16%基础上提高驱油效率12.3%，展现出较强的现场应用潜力。

二元复合驱体系优化及转注时机实验研究

张晓芹, 朱诗杰, 施雷庭

2019, 41(5): 120-126. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.12.07.03

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聚合物驱加剧了油藏的非均质性以及剩余油的启动难度，利用复合驱降低界面张力和流度控制协同作用能够进一步提高原油采收率。通过复配不同性能的复合体系进行室内驱油实验和转注时机研究。结果表明，复合体系中的流度控制能力和降低界面张力对驱油效果的贡献比为1.2：1.0，利用水驱特征和不同节点后续水驱特征公式的差异，建立了快速判断聚合物驱后复合体系的最佳转注时机，即后续水驱阶段即将失效阶段转注复合体系时效果最佳；实验研究的条件下优化出的复合体系是以流度控制能力为主、降低界面张力范围是10^-1~10^-2 mN/m；聚合物驱结束后开始后续水驱0.14 PV是复合驱的最佳转注时机，适宜挖掘聚合物驱后的剩余油。

页岩超临界态吸附气量计算模型

赵军, 刘凯, 杨林, 何羽飞

2019, 41(5): 127-133. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.08.28.02

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页岩吸附气量是决定页岩气井开发价值和开发寿命的关键性参数，也是能否成功进行开发的重要参考因素。由于现有的适用于亚临界态的单分子层吸附的兰格缪尔等温吸附模型不适用于中国页岩气的储层条件，为此，通过不同温度下的等温吸附实验，拟合等温吸附曲线并分析影响页岩吸附能力的因素，发现影响页岩吸附能力的主要因素为地层温度和压力、孔隙度、有机质含量及成熟度、矿物组成及含量（其中以黏土矿物为直接影响因素）。以波拉尼吸附理论为基础，构建了考虑温度、压力、孔隙度、有机质含量及成熟度、矿物组成及含量的页岩吸附气定量计算模型。对比该模型的计算结果在整体趋势上与现场岩芯取样分析含气量结果基本一致。新模型考虑了超临界吸附，弥补了目前普遍采用的单层吸附模型的不足，对页岩吸附气量定量计算具有重要的现实意义。

页岩自支撑裂缝导流能力预测方法研究

曹海涛, 关小旭, 李晓平, 赵勇, 余小群

2019, 41(5): 134-141. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2019.03.27.05

摘要 ( 380 )

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页岩气井的产能主要取决于支撑剂充填层裂缝和储层剪切滑移形成的自支撑裂缝提供的导流能力，目前对页岩自支撑裂缝导流能力变化规律和影响机理的认识仍不够充分，采用分形理论方法，引入裂缝开度分形维数和迂曲度分形维数对裂缝空间进行定量表征，建立了考虑闭合应力作用的自支撑裂缝导流能力数学模型。开展自支撑裂缝导流能力实验，结果显示初期裂缝导流能力可达30~50 D·cm，在40 MPa的闭合压力下仍可保持在1 D·cm以上；理论模型预测的结果与实验测试结果基本吻合；模型敏感性分析表明，裂缝开度分形维数与导流能力呈正相关关系；迂曲度分形维数与导流能力呈负相关关系。利用此方法可实现自支撑裂缝导流能力的快速、准确预测，为合理预测气井产能提供支撑。

基于最优穿深分析的射孔参数优化设计新方法

李进, 许杰, 王昆剑, 韩耀图, 亓彦铼

2019, 41(5): 142-149. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.09.12.02

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射孔完井作为主要的完井方式之一，对套管井沟通储层、解除近井带污染、释放产能尤为重要，射孔参数的合理设计是保障射孔作业效果的关键所在。现有射孔参数设计方法主要通过表皮计算开展射孔参数敏感性分析，依据曲线形态、分布密集程度及变化趋势进行参数设计。由于射孔表皮计算模型未有效考虑射孔孔道流动摩阻的影响，无法准确刻画射孔穿深和产能之间关系，依据表皮分析的参数敏感性结果无法确定最优射孔穿深。从流体力学角度出发，将射孔孔道等效为微观意义上的水平井，建立油藏与射孔孔眼流动耦合数学模型，充分考虑射孔孔道流动摩阻的影响，结合Dikken优化原则，研究建立了最优射孔穿深确定方法，形成基于最优穿深分析的射孔参数设计新方法。实例分析表明，该方法可为最优射孔穿深的设计提供理论依据。

大型天然气管道稳态运行优化研究

刘恩斌, 匡建超, 吕留新, 刘渊, 张璐

2019, 41(5): 150-160. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.12.12.01

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针对天然气长输管道压缩机站运行能耗高的问题，基于动态规划法，建立以大型天然气管道压缩机站总能耗最低为目标函数的管道运行优化模型，确定压缩机开机数量和出站压力为优化变量。根据此优化模型，求解西气东输一线管道算例，该算例管道规模庞大（含22座压缩机站和32台压缩机，管线全长3 840 km，设计年输量为170×10⁸ t），优化模型可在60 s内求解得出结果，动态规划法求解快速有效。根据优化结果，优化运行方案比运行日报表中增加了2台压缩机的开机数量，管道总压降减少了3.40 MPa，燃气轮机组平均效率提高了4.234%，电驱机组平均效率提高了4.875%，压缩机总功率减少187 20.38 kW，生产单耗减少16.24 kgce/（10⁷ Nm³·km），可大幅降低西气东输一线管道的总能耗，证明了所建优化模型的正确性和可行性。

C型环环向应力与加载载荷的公式推导与验证

练章华, 梁建坤, 王裕海, 张强, 牟易升

2019, 41(5): 161-168. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.08.03.01

摘要 ( 441 )

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基于任意C型环试样结构尺寸及其力学关系，建立了C型环内任意截面的力学模型，根据材料力学基本理论，推导出了其外壁和内壁任意一点环向应力与C型环试样加载位移、加载载荷之间的理论计算公式。为了验证本文推导的理论公式的正确性，建立了C型环试样的有限元计算的力学模型，当某试验要求C型环试样最大环向拉应力为650 MPa，对油管外径88.9 mm的C型环试样，通过有限元法和本文推导的理论公式对该结构工况进行计算和对比分析，得出有限元法和理论公式计算出需要施加的载荷和位移的误差分别为-1.82%和1.25%，证明推导文中推导的理论公式的正确性，为C型环硫化物应力腐蚀开裂（SSCC）和应力腐蚀开裂（SCC）实验加载参数的确定提供了简便的计算方法。

测井仪推靠系统机构动力特性分析与研究

任涛, 冯斌, 孙文, 张春琳, 唐道临

2019, 41(5): 169-180. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.07.10.02

摘要 ( 359 )

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为了准确掌握微球极板在测井作业过程中的贴壁情况，保证微球聚焦测井的顺利高效进行，应用闭环矢量链法建立推靠系统主传动机构的运动学模型，进行运动学求解分析，以此为基础，对推靠系统各杆件机构进行静态动力学分析。推导出了微球推靠系统在不同约束状态下各传动部件的运动、动力约束方程。重点研究了微球极板、链接臂上的两处柱销滑槽高副机构的运动规律以及推靠极板、推靠内臂的动力性能参数。通过ADAMS建立了微球推靠系统的多刚体运动及动力学仿真模型，分析了推靠系统的运动及动力性能。通过仿真结果与数理模型的计算比对，校验了所建立微球推靠系统数理模型的正确性。同时，得到了微球推靠系统各传动机构的动力参数曲线及运动规律。

外加电位对X80钢在满洲里土壤应力腐蚀的影响

张文建, 祝宗祥, 肖鹏, 陈玉忠, 董帅

2019, 41(5): 181-188. DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2018.10.12.02

摘要 ( 348 )

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针对埋地管道应力腐蚀开裂（SCC）问题，开展了X80管线钢（X80钢）在满洲里土壤模拟溶液中的SCC研究，以期对X80钢的SCC防护提供数据支撑。采用交流阻抗技术、动电位极化技术和慢应变速率拉伸实验研究了X80钢在不同外加电位下满洲里土壤模拟溶液中的SCC行为，并用扫描电镜观察了断口表面微观形貌。结果表明：自腐蚀电位下，X80钢裂纹萌生于点蚀坑处，SCC机制为阳极溶解（AD）；在外加电位为-850 mV和-930 mV时，X80钢的应力腐蚀受到抑制作用，SCC敏感性较低，-850 mV为最佳阴极保护电位。这两个电位下X80钢SCC机制为AD和氢致开裂（HIC）混合机制，其中-930 mV下SCC机制由HIC占主导地位；在外加电位为-1 000 mV和-1 200 mV时，X80钢表现出较高的SCC敏感性，SCC机制为氢和应力协同作用下的HIC。

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