DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 讨论 4.1. 护士焦虑情绪的状况 本次问卷调查及数据分析的结果显示，护士焦虑情绪的发生率高，护士SAS标准分显著高于国内常模。这与以往很多学者研究的结果相符，护士焦虑发生的频率很高(余华，2007)，并且得分普遍高于常模(王东博，华明蕊，潘悦达，白咏梅，韩德民，2018)。进一步分析发现，与以往研究相比，本次研究中护士SAS标准分高于新入职护士的焦虑得分(孙璇，李静，王迎，王高华，2019)。可能是由于新入职的护士工作者更具有活力，身体及心理状态都较好，相对承受着较少的家庭负担且拥有更多的家庭支持，并且拥有相对较高的学历，接受了更为先进的技能培训和良好心理素质的培养，以及在工作中承担着相对较少的责任与压力，使得新入职的年轻护士们焦虑得分相较于本研究中的护士群体更低；但本研究中的护士SAS标准分相较于儿科实习护士的焦虑得分更低(徐武秀，郭君怡，张凤飞，2018)，也低于军队医院护士的焦虑得分(孙莉，哈甫拉·贾那合买提，袁乙铜，任军，2019)，这可能是由于儿科实习护士以及军队医院的护士作为特殊的护士群体，工作于特殊的环境中，其本身也具有更大的工作压力，因此焦虑情况相对更加严重，也可能是因为社会逐渐更多地关注护士的心理健康问题，致力于改善护士的焦虑等消极情绪，以此改善护士的工作状态，提高护士的工作体验，并且取得了一定的效果。总体而言，护士焦虑情绪仍相对严重，护士的心理健康问题不容忽视，需进一步缓解护士的焦虑情绪。 4.2. 护士工作压力对焦虑情绪的影响 相关分析结果显示，护士焦虑情绪与工作压力呈显著正相关；回归分析结果显示，护士工作压力对焦虑情绪有显著的正向预测作用。这与以往的研究结果相一致，护士的焦虑情绪不是孤立的现象，工作压力等因素与其有着密切的联系(黄瑾，刘丹，赵晓辉，张广柱，杨志军，2012)，具有焦虑情绪的护士比不具有焦虑情绪的护士工作压力高，并且护士的工作压力越大，其焦虑情绪越明显，二者密切相关(徐清芝，2011)。本次研究再次验证了工作压力对焦虑情绪的影响，随着社会的发展，对护士的要求越来越高，护士承受的压力也越来越大。从生理角度上讲，持续高水平压力如果到了精疲力竭的程度就会发生疾病；从心理角度上讲，伴随着体力上的疲劳过度就会产生焦虑，超负荷的工作压力是导致护士焦虑情绪的重要因素。研究结果提示我们，改善护士的焦虑状况，可从降低护士工作压力方面着手，具体分为五个方面：在护理专业及工作方面，增加护士工资及其他的福利待遇，增加深造和晋升的机会；在时间分配及工作量方面，合理分工，适度调休；在工作环境及仪器设备方面，提高护士工作环境质量，致力解决病区拥挤、仪器设备不足等问题；在病人护理方面，除护士自身提高护理技能外，社会对护士也应给予更多的支持和关怀，充分认识到护士工作的意义价值，共创和谐关系；在管理及人际关系方面，管理人员也应给予护士工作者应有的理解和支持，同事之间互相尊重，减少冲突，创造良好的合作氛围。 4.3. 护士心理危机脆弱性对焦虑情绪的影响 相关分析结果显示，护士焦虑情绪与心理危机脆弱性呈显著正相关；回归分析结果显示，护士心理危机脆弱性对焦虑情绪有显著的正向预测作用。这与以往的研究结果相符，护士经历心理危机后焦虑发生率明显增高，SAS评分也明显高于正常人群和国内护士的得分(边志衡，田海英，李俊青，刘小庆，2015)，同样在护士学生的群体中，他们的心理应激反应程度与其焦虑情绪也呈现出显著的正相关关系(李小麟，李晓玲，张麒，2004)。以往研究结果显示，危机脆弱性水平高的人，心理健康水平越低，容易导致消极的发展演变结果，出现焦虑等消极情绪及其他的心理危机(管晓琴，朱伟，王望峥，2017；郭静，王瑛，季丽丽，贾丽萍，卢国华，2018)，本研究的结果进一步证实，心理危机脆弱性及其包含的四个维度，支持力、应对力、挑战力和恢复力对焦虑情绪产生了一定的影响，在本研究进行的心理危机脆弱性各维度对焦虑情绪的多元逐步回归分析中，有支持力和应对力两个因子进入了回归方程，而挑战力和恢复力两个因子未进入，回归分析结果的不同可能是由于护士对危机的应对能力以及在遇到危机情况下获得的支持和帮助与焦虑情绪的相关更显著，而挑战力作为个体将突然发生的事件或情境看作是一种挑战的能力，主要测查的是对危机的挑战能力，是否将危机状况视为正常状态亦或是一种挑战，恢复力则是指个体经历危机后的调适与复原能力(王东博，华明蕊，潘悦达，白咏梅，韩德民，2018)，二者与护士焦虑情绪的相关较于支持力和应对力相对更弱。研究结果提示我们，加强对护士工作者应对危机能力的培养，从支持力、应对力、挑战力和恢复力四个方面着手，降低护士们的心理危机脆弱性，可由此来缓解护士群体的焦虑情绪。 4.4. 护士心理危机脆弱性在工作压力与焦虑情绪关系中的调节作用 研究结果显示，心理危机脆弱性的主效应显著，工作压力和心理危机脆弱性的交互作用显著。心理危机脆弱性高、低分组的工作压力对焦虑情绪的正向预测作用均显著，对于心理危机脆弱性高分组的护士，工作压力与焦虑情绪正相关且强烈，而对于心理危机脆弱性低分组的护士，工作压力与焦虑情绪正相关但较不强烈。以往的相关研究为本研究结果提供了支持，已有研究发现，心理韧性在压力与心理健康之间具有缓冲作用，是护士心理健康的调节剂，可以减少压力对心理健康的不利影响(曾珍，叶增杰，胡蕖，全小明，2018)，生活事件压力越大，危机脆弱性的水平越高，心理健康的水平越低(Ruchlewska et al.， 2016)。压力会导致个体出现心理失衡，但不同个体反应不同，危机脆弱性水平高的人更容易产生焦虑情绪等心理危机，呈现出消极的发展演变结果，而脆弱性水平低的人则呈现出积极的发展演变结果(郭静，王瑛，季丽丽，贾丽萍，卢国华，2018；聂衍刚，刘伯兴，梁君倩，2010；刘艳，张莹，史新竹，王爽，梁多宏，2014；郭静，季丽丽，贾丽萍，于丽荣，卢国华，2019)。这与本研究结果相符，工作压力通过心理危机脆弱性的调节作用影响焦虑情绪，降低护士工作者的心理危机脆弱性，可有效减少工作压力对焦虑情绪的影响，提示我们可以从提高护士危机应对能力、降低护士的心理危机脆弱性方面，达到在同等工作压力的前提下，缓解焦虑情绪的目的。
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user: 摘要 目的：探讨热毒宁、甘草酸苷联合治疗对第2期手足口病患儿的治疗效果、免疫细胞及炎性细胞因子的影响。方法：286例第2期手足口病患儿随机分成实验1组(66例)、实验2组(73例)、实验3组(72例)及实验4组(75例)，同期63例健康体检儿童作为对照组。治疗5 d后，观察HFMD患儿的临床疗效。应用流式细胞术检测研究对象外周血T淋巴细胞、Th细胞、Tc细胞、NK细胞和B淋巴细胞所占淋巴细胞的百分比。酶联免疫吸附法测定炎性细胞因子IL-6、IL-10.、TNF-ɑ水平，分析各组间上述指标的差异。结果：1) 较实验1组，实验2组、实验3组及实验4组的退热时间、皮疹消退时间、精神状态恢复情况或惊颤消失时间及危重型病例转化率明显降低，治疗效率显著升高，差异有统计学意义(P < 0.05)，实验4组的正常体温恢复时间、皮疹消退时间、精神状态恢复情况或惊颤消失时间明显高于实验2组及实验3组(P < 0.05)；2) 第2期手足口病患儿T淋巴细胞、Th细胞、Th/Tc细胞比值较对照组显著降低，而B淋巴细胞百分比、IL-6、IL-10和TNF-ɑ水平明显升高，差异有统计学意义(P < 0.05)；3) 较实验1组，实验2组、实验3组及实验4组的T淋巴细胞、Th细胞、Th/Tc比值显著升高，B淋巴细胞及IL-6、IL-10.、TNF-ɑ的水平明显降低(P皆 < 0.05)；且实验2组与实验4组的Th细胞、B淋巴细胞、Th/Tc比值、IL-6、IL-10.、TNF-ɑ间的差异有统计学意义(P < 0.05)。结论：较单用热毒宁，热毒宁及甘草酸苷联合治疗能显著地改善第2期手足口患儿的临床症状和免疫功能紊乱，但热毒宁联合甘草酸苷改善免疫功能的作用较单独用药是否有叠加作用需进一步研究。
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user: 1. 引言 手足口病(hand-foot-mouth disease， HFMD)是多种肠道病毒引起的，以发热、手足臀口腔出现疱疹或溃疡为主要临床症状的常见的婴幼儿急性传染病。因感染的肠道病毒类别不同，且患儿的状态特别是免疫功能的不同，HFMD患儿的临床症状呈现较大差异，大部分HFMD患儿仅表现出发热、足臀膝疱疹等症状，预后良好，而部分HFMD患儿除上述症状外，还表现出中枢神经系统损伤，继发严重的后遗症甚至危及生命 [ 1 ] [ 2 ]。有研究表明热毒宁、甘草酸苷均具有抗病毒、抗炎及提高免疫力的作用 [ 3 ] [ 4 ]。本研究旨在探讨热毒宁、甘草酸苷对第2期HFMD患儿临床治疗效果、免疫细胞及炎性细胞因子的影响，及联合用药是否存在免疫调节作用的叠加情况，为临床治疗HFMD提供新的视角。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 研究对象 2017年1月至2019年10月就诊于我院的第2期手足口病患儿(286例)为实验组，并按照电子表格随机数字分为四组，对照组为63例健康儿童，5组的年龄和性别无差异(P > 0.05)。见表1。 HFMD患儿纳入研究标准：① 参照《肠道病毒71型(EV71)感染重症病例临床救治专家共识(2011版)》 [ 5 ] 明确诊断的第2期HFMD患儿。根据疾病的发生、发展过程，将HFMD分为第1~第5期。第2期(神经系统受累期)，属于HFMD重症病例重型；② 患儿年龄 < 14岁；③征得患儿监护人同意，并签订知情同意书。 排除标准 [ 6 ]：① 有药物变态反应史者；② 合并其他心、肺、脑、血液系统等疾病者；③ 严重细菌感染者；④ 合并湿疹、水痘或口蹄疫等疾病者；⑤ 严重营养不良者；⑥ 依从性差，或者中途退出研究者。本研究经我院医学伦理委员会批准。 Table 1 Basic information of research object 组别 n(例) 性别(男/女) 年龄(月) 平均年龄(月) II期HFMD患儿 286 157/129 5~84 36.9 实验1组 66 37/29 5~77 34.4 实验2组 73 39/34 7~76 36.9 实验3组 72 39/33 6~81 34.3 实验4组 75 42/33 6~84 35.7 健康对照组 63 35/28 10~81 38.3 表1. 研究对象基本情况 2.2. 治疗方案 [ 6 ] ① 实验1组：该组HFMD患儿实施常规治疗:利巴韦林抗病毒治疗，以及退热、局部止痛、维持水电解质及酸碱平衡等对症治疗； ② 实验2组：该组HFMD患儿在实验1组治疗方案上，增加热毒宁注射液静脉滴注； ③ 实验3组：该组HFMD患儿在实验1组治疗方案上，增加复方甘草酸苷片口服治疗； ④ 实验4组：该组HFMD患儿在实验3组治疗方案上，给予热毒宁注射液静脉滴注。 2.3. 临床疗效观察 连续用药5 d后观察各实验组治疗效果。临床治疗效果以HFMD患儿退烧、皮疹消退、惊颤消失、精神状态恢复情况、危重转化率情况等为观察指标。 疗效判断标准 [ 6 ]：① 治愈：体温正常，皮疹消退，精神好，无精神系统损伤症状；② 有效：体温正常，皮疹减少，精神好转，惊颤次数减少；③ 无效：反复发热，皮疹无变化，频繁惊颤，意识障碍加重等。 2.4. 免疫细菌及炎性细胞因子检测 抽取观察组患儿治疗5 d后、对照组儿童体检时的空腹静脉血约5 mL，注入EDTA-K 2 抗凝管和干燥管中，送至我院检验科，分别进行外周血免疫细胞及血清炎性细胞因子检测。具体如下。① 免疫细胞检测：应有流式细胞仪检测研究对象外周血中的T细胞，辅助T细胞(Th)，细胞毒性T细胞(Tc)，自然杀伤细胞(NK)和B细胞数量及其所占淋巴细胞的百分比。② 采用酶联免疫吸附法，测定外周血血清IL-6、IL-10、TNF-ɑ水平。 2.5. 统计学分析 应用SPSS 22.0软件整理分析，Mean ± SD表示数据。计量资料的比较采用t检验或方差分析。P < 0.05，表明差异有统计学意义。
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user: 4. 讨论 热毒宁是临床经常使用的中药注射剂，主要药材为金银花、栀子和青蒿。3味药材的相互协同，使得热毒宁具有退热、抗炎、抗病毒及提高免疫力的功效 [ 3 ]。在临床使用中，热毒宁常与其他药物(如抗病毒药物、抗生素、糖皮质激素、肾上腺素等)联用，能显著缓解临床症状、缩短病程 [ 3 ]。甘草酸苷是甘草的主要活性成分，研究表明具有抗炎、抗病毒、免疫调节以及抗肿瘤等多种功效 [ 4 ]。尹翠红等 [ 7 ] 研究表明甘草酸苷在消化道被β-D-葡萄糖醛酸糖苷酶进一步分解为18 β-甘草次酸，而18 β-甘草次酸的类皮质醇样结构，可抑制11 β-羟基固醇脱氢酶的活性，表现出皮质醇的功效，但不良反应却较常见的皮质醇少 [ 8 ]。HFMD是肠道病毒引起的常见急性婴幼儿传染病，临床根据疾病进展过程可分为5期。第2期(神经系统受累期)患儿的临床症状除发热、手足口臀疱疹以外，还有嗜睡、吸吮无力、呕吐、体抖动、肌无力、颈强直项等中枢神经系统受损表现，此期病情进展快、凶险、易发展为危重症，但及时采取有效的治疗可痊愈 [ 5 ]。当前临床治疗HFMD的重点和难点在于第2期HFMD的明确诊断和防止患儿由第2期向危重症发展的合理治疗 [ 7 ]。有学者认为重症HFMD的发生与感染病毒的类别及患儿免疫功能密切相关，缓解免疫功能紊乱和抗病毒是防止第2期HFMD向危重症发展的主要措施 [ 9 ]。 HFMD患儿不同治疗方案间的结果显示，不同治疗方案的第2期HFMD患儿临床治疗效果有明显差异。常规抗病毒治疗的基础上加入热毒宁或甘草酸苷的治疗，HFMD患儿临床症状明显改善，特别是热毒宁联合甘草酸苷的治疗效果更为显著，患儿危重型转化率亦明显低于常规抗病毒治疗，表明热毒宁、甘草酸苷能显著改善第2期HFMD的临床症状，联合应有能明显降低患儿危重症转化率。第2期HFMD患儿的免疫细胞和炎性细胞因子较健康儿童有明显差异。这与国内外学者的研究结论基本一致 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]，认为婴幼儿感染肠道病毒后，机体免疫系统启动，刺激非特异性免疫细胞和易感细胞释放各种细胞因子(如TNF-ɑ、IL-10等炎性细胞因子)，这些细胞因子进一步引导机体特异性或非特异性炎症的发生，使机体清除与抑制病毒，促进疾病痊愈。机体炎症反应的发生，与其相关的细胞因子随之发生变化，通过检测相关的细胞因子可以判断机体的炎性反应程度和间接判断免疫状况 [ 11 ]。HFMD患儿感染初期，机体已通过多种途径激活免疫系统，重症化后，T细胞及NK细胞大部分已凋亡或处于功能障碍状态，引起固有免疫和细胞免疫紊乱。当细胞免疫不能有效抑制或杀灭病毒时，机体通过活化B细胞，启动体液免疫来参与抗病毒过程 [ 13 ]。同时机体免疫功能紊乱时，大量促炎症细胞因子被释放，引起组织损伤，加重疾病，而这又进一步加剧炎症反应，产生大量炎性细胞因子 [ 11 ] [ 14 ]。较常规抗病毒对症治疗的第2期HFMD患儿，单独或联合使用热毒宁、甘草酸苷治疗的患儿免疫细胞和炎性细胞因子显著差异，提示热毒宁、甘草酸苷能显著地提高第2期HFMD患儿T细胞及NK细胞数量，改善HFMD患儿的细胞免疫功能及固有免疫功能障碍状况，降低患儿炎性反应及抑制炎性细胞因子的释放。热毒宁联合甘草酸苷治疗的第2期HFMD的患儿Th 细胞百分比、Th细胞/Tc细胞比值较热毒宁治疗显著升高，炎性细胞因子明显降低。热毒宁联合甘草酸苷治疗的HFMD的患儿炎性细胞因子较甘草酸苷治疗略降低，Th细胞百分比、Th细胞/Tc细胞比值却略升高，但差异并无统计学意义。说明甘草酸苷、热毒宁联合在纠正第2期HFMD患儿免疫功能紊乱问题上较单用甘草酸苷无明显差异。这与我们的预期设想不一致，分析原因可能是热毒宁、甘草酸苷可能存在部分相同途径的免疫调节机制，两种药物竞争相同的药物受体，因此两种药物的免疫调节作用无叠加效果。但是否存在相同的免疫调节，需进一步研究。
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user: 5. 结论 综上，较单用热毒宁，热毒宁联合甘草酸苷能显著地缓解第2期手足口患儿的临床症状和免疫功能紊乱，但热毒宁、甘草酸苷改善免疫功能的作用是否存在相同的免疫调节机制还需要进一步研究加以论证。
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user: 摘要 通过把给定部分特征对的非负逆特征值问题转化为一个凸可行性问题，提出交替投影算法求解该问题。建立了这一算法的线性收敛性。最后，通过数值例子，比较了交替投影算法和非光滑牛顿法(白等人2011年提出)的收敛效率。数值实验结果表明，交替投影算法总是能收敛到问题的解，而非光滑牛顿法在一些情形下求不出解。此外，交替投影算法收敛的效率也比非光滑牛顿法高。
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user: 1. 引言 非负逆特征值问题来源非常广泛，它主要来自于离散的数学物理反问题、系统参数识别、地震断层成像技术、主成分分析与勘测、结构分析、电路理论、机械系统模拟等许多应用领域，有着重要的应用背景 [ 1 ] - [ 6 ] 。这类问题提出来的几十年里，吸引了大量学者，取得到了重要研究成果。非负逆特征值问题可以分为以下两大类：1) 已知n个特征值 λ 1 ， λ 2 ， ⋯ ， λ n ，求一个非负n阶非负矩阵 1 (或者非负对称矩阵/ 随机矩阵)；2) 已知部分特征对 { λ k ， x k } k = 1 p ( p ≤ n ) ，其中 λ k 是特征值， x k 是其对应的特征向量，求一个n 阶非负矩阵(或者非负对称矩阵/随机矩阵)。关于这两类问题的研究主要包括两方面 [ 7 ] ，一方面是关于问题解的存在性；另一反面是求解这些问题的数值算法。例如，求解第一类问题的等光谱流动算法 [ 8 ] 以及交替投影算法 [ 9 ] 等。关于第二类问题的数值算法求解见文献 [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] ，其中文献 [ 10 ] 通过把非负逆特征值问题转化为优化问题，提出了非光滑牛顿法。在满足某种非退化的条件下，证明了算法是二阶收敛的。但该算法在求解子问题的计算量大，收敛的效率并不理想。 本文主要研究第二类非负逆特征值问题。通过把这一问题转化为凸可行性问题，提出了交替投影算法，并给出了投影的计算式。同时，我们证明了算法的(线性)收敛性。最后，通过数值例子比较了交替投影算法和非光滑牛顿法的收敛效率。数值实验结果表明，交替投影算法总能收敛到问题的解，而非光滑牛顿法在一些情形下不收敛。此外，非光滑牛顿法虽然在一定条件下二阶收敛，但是因为子问题计算量大，非光滑牛顿法的实际运算效率不如交替投影算法。 本文的结构如下。第二节是预备知识，包括一些相关的概念和记号。文章的主要结果在第三节，我们提出求解非负逆特征问题的交替投影算法，并证明了算法的线性收敛性。第四节是数值实验及与非光滑牛顿法的比较。
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user: 2. 预备知识 这节主要介绍矩阵分析中的一些符号，概念和结论，参考 [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] 。设 R n 和 C n 分别表示n维实向量空间和复向量空间， R m × n 和 C m × n 分别表示 m × n 阶实矩阵空间和 m × n 阶复矩阵空间。矩阵 A ∈ R m × n 的 转置，共轭转置，迹分别记为 A T ， A H ， tr ( A ) ，其中 tr ( A ) = ∑ i = 1 n a i i 。在 R n × n 中，定义内积 〈 ⋅ ， ⋅ 〉 如下： 〈 A ， B 〉 = tr ( A T B ) ， ∀ A ， B ∈ R n × n . 其诱导Frobenius模记为 ‖ ⋅ ‖ F ，即 ‖ A ‖ F = 〈 A ， A 〉 = ∑ i ， j = 1 n a i j 2 ， A ∈ R n × n . 设矩阵 A ∈ C m × n 。如果矩阵 X ∈ C m × n 满足以下四个方程： A X A = A ， X A X = X ， ( A X ) H = A X ， ( X A ) H = X A . 则称矩阵X为矩阵A的广义逆矩阵，记作 A + 。 假设 S ⊆ R n × n 为 R n × n 中非空子集。设 X ∈ R n × n ，点X到集合S上的距离和投影分别记为 d S ( ⋅ ) ， P S ( ⋅ ) 即 d S ( X ) : = inf Y ∈ S ‖ X − Y ‖ 和 P S ( X ) = arg min Y ∈ S ‖ X − Y ‖ = { Y ∈ S | d S ( X ) : = ‖ X − Y ‖ } . 如果任意两点 x 1 ， x 2 ∈ S ，都有 λ 1 x 1 + ( 1 − λ ) x 2 ∈ S ， ∀ λ ∈ ( 0 ， 1 ) ， 则称S为 R n × n 中的凸集。设 A ∈ R n × n ， b ∈ R ，我们称集合 H = { X ∈ R n × n | 〈 A ， X 〉 ≤ b } 为 R n × n 中的半空间，几个半空间的交称为 R n × n 中的多面体，容易验证半空间和多面体都是凸集。
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user: 3. 非负逆特征值问题及交替投影算法 本文主要研究以下非负逆特征值问题(下面简记为NIEP)。已知p个特征对 { λ k ， x k } k = 1 p ( p ≤ n ) 是A的p 个特征对，其中 λ k ∈ C ， x k ∈ C n 是特征值 λ k 对应的特征向量，求一个非负矩阵A。为此我们先引进一些记号。不失一般性，我们不妨假设前2s个是共轭特征对，其余是实特征对，即对任意 1 ≤ i ≤ s ， λ 2 i − 1 = a i + b i − 1 ， λ 2 i = a i − b i − 1 ， x 2 i − 1 = x i R + x i I − 1 ， x 2 i = x i R − x i I − 1 ， 其中 a i ， b i ∈ R ， x i R ， x i I ∈ R n 。记 Λ = d i a g ( λ 1 [ 2 ] ， ⋯ ， λ s [ 2 ] ， λ 2 s + 1 ， ⋯ ， λ p ) ∈ R P × P 和 X = [ x 1 R ， x 1 I ， ⋯ ， x s R ， x s I ， x 2 s + 1 ， ⋯ ， x p ] ∈ R n × p ， 其中 λ i [ 2 ] = [ a i b i − b i a i ] 。则NIEP是求一个非负矩阵 A ∈ R n × n ，使得 A X = X Λ . (1) 设 C 1 = { A ∈ R n × n | A X = X Λ } ， C 2 = R + n × n (2) ( R + n × n 是全体n阶非负矩阵的集合)。容易验证 C 1 ， C 2 都是多面体，从而是凸集.则NIEP可以转化为以下凸可行性问题： 求矩阵 A ∈ R n × n ，使得 A ∈ C 1 ∩ C 2 。 (3) 通过把NIEP转化为问题(3)，我们用以下交替投影算法求解NIEP。关于交替投影算法的其他应用和研究结果可见参考文献 [ 16 ] 。 算法3.1 (交替投影算法) Step 0 给定初始矩阵 A 0 ∈ R n × n ， ε > 0 ，令 k = 0 。 Step 1令 A k + 1 = P C 2 ( P C 1 ( Y k ) ) 。 Step 2 若 ‖ A k + 1 X − X Λ ‖ F ≤ ε ，算法终止；否则，进入下一步。 Step 3 令 k = k + 1 ，转Step 1。 下面分别给出 P C 1 ( ⋅ ) 和 P C 2 ( ⋅ ) 的计算式。由定义容易验证，对任意 A = ( a i j ) ∈ R n × n ，有 P C 2 ( A ) = ( a ¯ i j ) n × n ，其中 a ¯ i j = { a i j ， a i j ≥ 0 0 ， a i j < 0 ，     i ， j = 1 ， 2 ， ⋯ ， n . 为得到 P C 1 ( ⋅ ) 的计算式，我们引用以下结论，见 [ 10 ] 。 引理3.1设 B 1 ∈ R q × m ， B 2 ∈ R n × t ， B 3 ∈ R q × t ，其中 p ， q ， t 为正整数。则集合 C = { A ∈ R m × n | B 1 A B 2 = B 3 } 非空的充分必要条件是 B 1 ， B 2 ， B 3 满足 B 1 B 1 + B 3 B 2 + B 2 = B 3 。并且当C非空时有 P C ( Y ) = B 1 + B 3 B 2 + + A − B 1 + B 1 A B 2 B 2 + ，     ∀ Y ∈ R m × n . 引理3.2设集合 C 1 由(2)定义，则 C 1 非空的充分必要条件是 X Λ X + X = X Λ 。并且当 C 1 非空时有 P C 1 ( Y ) = X Λ X + + Y ( I − X X + ) ，     ∀ Y ∈ R n × n . 证：由定义有 C 1 = { A ∈ R n × n | E A X = X Λ } ，其中E是n阶单位阵。令 B 1 = E ， B 2 = X ， B 3 = X Λ ，由引理3.1， C 1 非空的充分必要条件是 B 1 B 1 + B 3 B 2 + B 2 = B 3 ，即 X Λ X + X = X Λ 。并且此时对任意 Y ∈ R n × n ，有 P C 1 ( Y ) = B 1 + B 3 B 2 + + Y − B 1 + B 1 Y B 2 B 2 + = X Λ X + + Y ( I − X X + ) 。证毕。 定理3.3设NIEP解集非空， { A k } 是算法3.1产生的点列。则 { A k } 线性收敛到NIEP的一个的解。 证：用定义容易验证 C 1 ， C 2 是多面体。从而由 [ 17 ] (或 [ 16 ] )，知 { C 1 ， C 2 } 线性正则。再由 [ 17 ] (或 [ 16 ] )，可知算法3.1产生的点列 { A k } 线性收敛到问题(3)的一个解。从而 { A k } 线性收敛到NIEP的一个解。证毕。
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user: 4. 数值实验结果 在这一节，我们将用数值实验验证算法3.1的收敛性，并比较该算法和非光滑牛顿法 [ 10 ] 的收敛效率。注意到，在文献 [ 10 ] 中，作者证明了非光滑牛顿法在某种非退化的条件下二阶收敛。所以非光滑牛顿法不能保证对所有初始点算法收敛。此外，因为非光滑牛顿法求解子问题要花费很多时间，其实际运算效率并不高。下面的数值例子也表明，非光滑牛顿法不一定收敛，并且算法3.1比非光滑牛顿法收敛效率更快。 Table 1 n = 100 ， [ a ， b ] = [ 0 ， 1 n = 100 [1， Algorithm 3.23] 算法3.1 p iter time (s) Err iter time (s) Err 5 6 4.517442 1.7456e−11 13 0.016215 4.6289e−11 10 7 4.908612 1.3431e−11 17 0.013479 5.1610e−11 30 6 6.855834 1.4866e−10 29 0.022077 5.0924e−11 50 - - - 42 0.043567 8.5412e−11 80 - - - 51 0.080054 6.5243e−11 表1. n = 100 ， [ a ， b ] = [ 0 ， 1 ] Table 2 p = 10 ， [ a ， b ] = [ 0 ， 1 p = 10 [1， Algorithm 3.23] 算法3.1 n iter time (s) Err iter time (s) Err 50 6 0.595174 3.4059e−12 22 0.011063 4.0982e−11 100 6 4.777698 1.5139e−11 18 0.013948 8.1422e−11 200 8 60.806629 1.1491e−11 13 0.018709 4.4342e−11 500 - - - 11 0.110257 7.9334e−11 1000 - - - 10 0.525770 2.2849e−11 2000 - - - 9 2.278633 9.5312e−11 表2. p = 10 ， [ a ， b ] = [ 0 ， 1 ] Table 3 n = 100 ， [ a ， b ] = [ 1 ， 10 n = 100 [1， Algorithm 3.23] 算法3.1 p iter time (s) Err iter time (s) Err 5 7 5.423762 1.1381e−12 14 0.012463 2.5491e−11 10 7 5.883010 2.4050e−12 18 0.018164 3.3000e−11 30 9 8.100601 4.0955e−11 24 0.031359 6.4918e−11 50 - - - 33 0.047918 4.7110e−11 80 - - - 65 0.133463 9.4886e−11 表3. n = 100 ， [ a ， b ] = [ 1 ， 10 ] Table 4 p = 10 ， [ a ， b ] = [ 1 ， 10 p = 10 [1， Algorithm 3.23] 算法3.1 n iter time (s) Err iter time (s) Err 50 7 0.415174 2.4052e−12 26 0.012588 5.0536e−11 100 7 5.895048 2.8359e−11 18 0.019039 9.0355e−11 200 7 53.993690 9.6016e−11 15 0.022489 2.0537e−11 500 - - - 12 0.108383 5.5093e−11 1000 - - - 13 0.645196 2.1937e−11 2000 - - - 10 2.830784 1.0495e−11 表4. p = 10 ， [ a ， b ] = [ 1 ， 10 ] 在以下数值实验中，我们采用编程软件为Matlab2016a。初始矩阵 A 0 ∈ R n × n 为随机产生的n阶矩阵，iter，Err和time (s)分别表示算法的迭代次数，误差( Err = ‖ A k X − X Λ ‖ F )和CPU运行时间(以秒为单位)。在每次实验时，我们随机生成一个 n × n 矩阵，其元素均匀分布在 [ a ， b ] 之间，并取其前p个特征对为给定特征对。其中第1，2个数值实验在随机生成的元素均匀分布在[0， 1]之间；第3，4个数值实验在随机生成的元素均匀分布在[1， 10]之间。具体的实验结果分别见表1~4。其中“−”表示算法迭代10，000次没有达到精度。此时，我们认为算法不收敛。
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user: 摘 要 对鄂尔多斯盆地铜川地区延长组低熟富有机质泥岩开展热模拟实验，实测了各模拟温度点固体残渣的镜质体反射率，分析了排出油在各成熟阶段的饱和烃分子地球化学特征及其分子参数的适用性，发现排出油的姥植比和伽马蜡烷指数、Σ三环萜烷/Σ藿烷值在实测镜质体反射率0.58~1.95范围内都可以反映出低盐度还原的沉积环境特征。排出油的正构烷烃峰型变化反映了样品成熟度的升高。其他饱和烃成熟度参数各适用不同的范围，OEP值适用于实测镜质体反射率0.70~1.34范围内；Pr/nC17与Ph/nC18适用于实测镜质体反射率1.01~1.48范围内；Ts/(Ts + Tm)仅适用于实测镜质体反射率0.70~1.01范围内；20S/(20S + 20R)-C29甾烷和ββ/(αα + ββ)-C29甾烷两参数并不能很好地适用于本次排出油成熟度的评价，可能只适用于实测镜质体反射率1.01~1.34范围内。 关键词 :热模拟实验，排出油，饱和烃地球化学特征，富有机质泥页岩 Copyright © 2020 by author(s)， Yangtze University and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 在低温低压的自然条件下，油气生成是一个缓慢而不可逆的过程。自Tissot [ 1 ] 等提出经典的干酪根热解理论、Connan [ 2 ] 等提出有机质时间温度补偿原理以来，逐渐发展出了热模拟实验技术。该技术在实验室条件下模拟再现烃源岩内有机质热演化过程，对评价生烃机理和生烃潜力、油气源对比等工作有着重要意义。 前人已经应用热模拟技术进行了大量的研究，唐小强等对不同类型样品进行热模拟实验，探究了裂解过程中产物碳同位素组成的变化特征 [ 3 ]。高岗等通过对比热模拟试验的产物，对玛湖凹陷风城组湖相泥岩与泥质白云岩的生烃潜力进行了评价 [ 4 ]；陈晓艳等对冀中坳陷的未熟烃源岩样品进行了热演化生烃研究，探究了湖相烃源岩的生烃模型 [ 5 ]；朱连丰通过热模拟实验，对银根–额济纳旗盆地烃源岩进行了生油和生气潜力评价，并为其热演化成烃过程划分阶段 [ 6 ]。 鄂尔多斯盆地铜川地区处于构造隆起部位，含有多套烃源岩层，含油页岩在早二叠世山西组、中、晚三叠世延长组、晚三叠世瓦窑堡组及早侏罗世延安组、中侏罗世安定组均有发育。前人研究发现，其中延长组油页岩最为发育，是主要的生油层 [ 7 ] [ 8 ]。关于该层位的热模拟实验研究报道较少，本文将对该地区延长组泥页岩进行地层孔隙压力条件下的热模拟实验，分析其排出油的成熟阶段，聚焦该地区泥页岩排出油饱和烃地球化学特征，并探究其分子参数的适用性。
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user: 2. 样品与实验 2.1. 样品 实验样品采自鄂尔多斯盆地铜川地区TC16钻井，该井位于陕西省铜川市宜君县棋盘镇，样品为延长组二段黑色泥页岩。样品处于低成熟阶段，实测Ro值为0.58% (表1)，有机质丰度较高，TOC为3.87%，S1 + S2 = 17.39 mg/g。 2.2. 实验 2.2.1. 地层孔隙热压生排烃模拟实验 本文选用半开放体系的地层孔隙热压生排烃模拟实验开展研究，相比其他实验方法，该实验考虑了更多的影响因素，实验过程更可控可靠，实验结果更接近地层自然条件下的情况 [ 9 ]。 模拟实验仪器为中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所研制的地层孔隙热压生排烃模拟实验仪。实验方法采用单点累计热解模拟实验。该流程每个温度点都直接取原始样品进行模拟实验。本研究共设定了5组温压条件下生排烃模拟实验，设定了5个不同的温度点和压力条件(表1)。将样品岩心置入反应釜后，进行试漏和注水，按照设定的静岩压力分别进行压实，并以升温速率1℃/min升至设定的温度，达到设定温度后恒温48 h。最终在各设定温度点下，从实验样品中生成、排出，并运移至收集系统的液态产物，即排出油。 Table 1 Conditions of simulation and vitrinite reflectance of sample 温度(℃) 地层压力Mpa 静岩压力MPa 实测Ro% 原样抽提 0.58 280 21.00 50.00 0.70 325 23.00 55.00 1.01 355 28.00 67.00 1.34 385 33.00 79.00 1.48 445 39.00 94.00 1.95 表1. 样品热模拟实验条件及实测镜质体反射率 2.2.2. 族组分分离与GC-MS分析 用二氯甲烷溶剂对原样进行抽提，持续72 h后，将有机抽提溶液蒸发浓缩并转移至空瓶，等待溶液挥干后称取沥青“A”干重。取约10~20毫克沥青“A”进行族组分分离，五个不同温度点的排出油则直接进行族组分分离。首先加入适量正己烷，超声震荡5 min后静置12 h沉淀并过滤，得到沥青质。将滤液蒸馏浓缩至3~5毫升后，注入层析柱中，依次用5 ml正己烷溶剂、3~3.5 ml二氯甲烷/正己烷溶剂(1:2)、5 ml二氯甲烷/甲醇溶剂(93:7)淋洗层析柱，分别得到饱和烃、芳烃、非烃，将饱和烃成分送样进行GC-MS分析。 饱和烃色质分析所用仪器为Angenit色谱/质谱6890N GC/5975 MSD；色谱柱为HP-5MS (规格：30 m × 0.25 mm × 0.25 um)；升温程序：50℃恒温1 min，20℃/min升至100℃，3℃/min升至315℃，恒温16 min；操作条件：进样口温度为300℃，载气为氦气，流速1.04 ml/min；扫描方式：全扫描(50~550 amu)和选择离子扫描；电离能量为70 eV，离子源温度：230℃。 2.2.3. 镜质体反射率实验 将样品及各设定温度点的模拟实验样品固体残渣制成光片，根据SY/T 5124-2012《沉积岩中镜质体反射率测定方法》，在设备Zeiss Axio Scope.A1/J&M Msp 200上完成检测，检测环境：温度(℃)：23；湿度(% RH)：<60；波长(nm)：546 ± 5 nm。每次检测测点保持在30个以上，取平均值作为样品的实测Ro值。
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user: 4. 结论 1) 该延长组泥页岩的原样有机质处于低成熟阶段，随着热模拟温度的升高，热模拟固体残渣实测镜质体反射率不断变大，能够反映成熟度的增长，可以据此划分范围讨论排出油的地化特征。 2) 各排出油中姥植比和伽马蜡烷指数、Σ三环萜烷/Σ藿烷值以及孕甾烷升孕甾烷的低相对含量反映了低盐度还原的沉积环境，伽马蜡烷指数还与排出油中C27、C28、C29甾烷结构特征的演化一同反映了陆源输入为主、低等生物输入较少的物源特征。这些排出油生标参数与原样相比变化很小，仍能准确指示该样品地层沉积环境特征。 3) 排出油的正构烷烃峰型变化反映了低碳数降低、高碳数升高的演化特征，代表着样品成熟度的升高。但由于样品与实验的影响，其他的饱和烃各成熟度参数适用不同的范围，OEP值适用于实测镜质体反射率0.70~1.34范围内；Pr/nC17与Ph/nC18适用于实测镜质体反射率1.01~1.48范围内；Ts/(Ts + Tm)仅适用于实测镜质体反射率0.70~1.01范围内；20S/(20S + 20R)-C29甾烷和ββ/(αα + ββ)-C29甾烷两参数并不能很好地适用于本次排出油成熟度的评价，可能只适用于实测镜质体反射率1.01~1.34范围内。
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user: 摘 要 海上开采出来的天然气通过海底管线输送到陆地天然气处理终端，经过一系列处理工艺后，生产量丙烷、丁烷、轻烃和凝析油等副产品。副产品的产出不光与各气田本身的气质组分相关，同样受到陆地终端设备工况的影响。笔者首先通过分析陆地终端的工艺流程，归纳影响终端副产品的关键流程。然后将各类副产品的析出情况通过聚类分析，找出对各类副产品回收效率有影响的关键设备，筛选出相应的异常值，进行异常标注。再结合设备工况的标注信息，通过机器学习方法实现对液态产品产量的精准计算。最后挖掘生产潜力，预测在各设备完好条件下各液态产品的产量，为工艺流程的优化方向提供基础。 关键词 :天然气，终端液态产品，异常标记，机器学习，潜力挖掘 Copyright © 2020 by author(s)， Yangtze University and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 南海某天然气陆地处理终端处理来自海上5个气田产量的天然气，装置设计天然气处理能力达到80亿方/年。上岸天然气经过脱碳、脱水等处理之后，进入液烃分馏单元，实现重烃组分分离之后，外输干气。分离的重烃组分经过多级分馏，产出不同种类液烃产品。常规副产品的预测往往是通过简单的线性回归进行计算，忽视了设备故障、参数波动、环境变化等因素的影响，预测结果与实际副产品的产量存在一定差异。机器学习是一种用于设计复杂模型和算法并以此实现预测功能的方法，它由数据分析习得，而不依赖于规则导向的程序设计，它能够基于对现有结构化数据的观察，自行识别结构化数据中的模型，并以此来输出对未来结果的预测。通过建立可靠的机器学习模型，使计算机从数据中自动分析出相关规律，并利用这些规律对未来的变化进行预测，该方法已经在油气行业的各个方向进行了广泛的应用 [ 1 ] - [ 10 ]。本文通过建立机器学习模型来学习各海上气田产量与终端各对应副产品产出的相关关系，识别出影响副产品产出的关键设备，继而对关键设备进行异常标注，以提高副产品产量预测的准确度。
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user: 2. 终端液态产品处理设备异常标记 多个海上气田开采出的天然气在海上中心平台进行简单的脱水处理后，通过海底管道输送到终端，由海管登陆的天然气首先在天然气进站预处理单元经调压系统稳压后，进入段塞流捕集器进行气液分离。分出的凝液去凝析油稳定单元处理，生产稳定凝析油，稳定后的凝析油进入储罐储存，可装船或装车外输，亦可通过管道外输至精细化工；分离出的气相脱除夹带的微量汞和机械杂质后进入脱碳单元，脱碳后的湿净化气的CO 2 含量控制在2.8%以下，随后进入两套并联的脱水、制冷、分馏单元处理，生产干气、丙烷、丁烷、液化石油气及稳定轻烃产品，干气通过天然气管道外输至广东管网，丙烷、丁烷、液化石油气、轻烃等液态产品进入储罐储存，可装船或装车外输，相关工艺流程见图1所示，其中，可以简单将副产品划分为2类，一为凝析油产品，一为丙烷、丁烷、轻烃等的液态烃类产品。 图1. 天然气处理终端处理流程示意图 聚类算法是指将一堆没有标签的数据自动划分成几类的方法，属于无监督学习方法 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]。一般的天然气藏在一定时间范围内，副产品的产量与天然气的产量比是一个相对稳定的值，当天然气产量一定时，对应的副产品产量接近一个定值，当副产品产量明显偏离这个定值时，则判断为设备出现了异常。本文通过收集海上各平台和陆地终端生产数据，经过聚类分析，划分出副产品产量的异常点。 本文采用K均值聚类算法，其步骤是，将各类副产品析出系数分为2组，随机抽取2个对象作为初始的聚类中心，然后将每个对象与2个中资聚类中心之间的距离，把每个对象分配给距离它最近的聚类中心。聚类中心以及分配给它们的对象就代表一个聚类。每分配一个样本，聚类的聚类中心会根据聚类中现有的对象被重新计算。这个过程将不断重复直到满足某个终止条件。终止条件可以是没有(或最小数目)对象被重新分配给不同的聚类，没有(或最小数目)聚类中心再发生变化，误差平方和局部最小。本文将该方法应用于终端及上游气田凝析油和液态烃类产品析出系数的异常判断，通过分析该终端及上游气田19年1月至2020年5月生产数据，判断结果如图2和图3所示。其中，在2019年12月，烃类产品的析出能力发生显著降低，通过对比设备工况，当时制冷单元设备出现异常，制冷效率为达到设定值，导致烃类产品产出量减少。可见，通过K均值聚类算法可以有效识别副产品的析出能力异常。
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user: 4. 终端液态产品产量潜力挖掘 根据对终端设备异常统计，2020年液态烃类处理设备的异常已经出现了15天，每年凝析油处理设备的异常约为10天，因此，我们可以在预测模型中人为的修改设备的异常标记，假设在设备运作完好的条件下，结合年度的产量计划，预测最优运行条件下的液态烃类产品与凝析油的产量，各气田的年度产量计划如表3所示。 Table 3 Annual production plan for each gas fiel 气田 A气田 B气田 C气田 D气田 E气田 产量计划亿方 4.02 36.11 6.59 1.74 3.27 表3. 各气田年度产量计划 分别计算两种条件下终端各液态产品，计算结果如表4所示，可以看出，最优运行条件下比现有的液态产品产量总计大约增加了2.26万方，约为14万桶，按30美元/桶原油计算，可增加经济效益420万美元。 Table 4 Optimal production of liquid products under operating condition 现有运行条件 最优运行条件 凝析油万方 43.42 44.81 液态烃类万方 59.57 60.45 液态产品汇总万方 102.99 105.26 表4. 最优工况条件下液态产品产量
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user: 5. 结论 1) 通过聚类分析进行析出比异常判断可以迅速定位出终端设备的异常情况，结合后续对终端相关设备的异常标记，建立机器学习模型，可以精确预测各类液态产品产量。 2) 通过训练好的机器学习模型，可以进行终端液态产品生产潜力挖掘，预测在设备运行最优条件下液态产品产量，预测后的结果可以为后续进行设备升级改造，或者进行工艺优化提供决策依据。
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user: 摘 要 稠油中的胶质和沥青质易吸附并聚集在岩石中，导致稠油粘度大、流动性弱，给稠油开采、运输造成严重的困难。SiO 2 纳米材料形成的硅烷醇基对沥青质的亲和力较高，可以分解沥青质聚集体，改变沥青质胶体结构，从而降低稠油粘度。室内通过对比不同粒径的纳米SiO 2 材料，在不同粒径、不同浓度、不同温度和剪切速率下，评价了纳米SiO 2 材料对稠油粘度的影响。试验结果表明，浓度为1000 mg/L，粒径为6 nm的SiO 2 纳米能较大幅度地降低稠油粘度，稠油粘度降低率超过40%，且提高温度及高剪切速率有利于降低稠油粘度。表明了SiO 2 纳米粒子有效防止沥青质聚集体的形成，起到分散沥青的作用，达到降低稠油粘度的目的。 关键词 :稠油降粘，SiO 2 ，纳米材料，沥青质，稠油 Copyright © 2020 by author(s)， Yangtze University and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 在过去的20年中，全球对原油的需求已从每天60桶增加到8400万桶。化石燃料需求的增长促使石油工业转向非常规矿藏的勘探、开采和生产 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]。国际能源组织(IEA) 2006年报告表明，稠油至少占世界可采石油资源的50%。稠油中存在高分子量烃、杂环化合物、金属元素(Fe， V， Ni)以及沥青质等物质，由于沥青质、胶质之间的堆积缔合作用，使沥青质和胶质易吸附并聚集在岩石中，导致刚开采出的稠油密度和粘度极大、流动性较弱。为了降低稠油粘度，提高稠油采收率，科学家对沥青质和胶质的结构和性质进行了大量研究 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]。Nassar等 [ 9 ] 研究沥青质在不同纳米粒子(NiOCo 3 O 4 和Fe 3 O 4 )上的氧化反应结果表明，测试的纳米粒子对沥青质均表现出较高的吸附亲和力和催化活性，从而能够抑制其自缔合作用，达到降低粘度的效果。Taborda等 [ 10 ] 利用动态流变学技术，探索添加SiO 2 纳米粒子后稠油粘度的变化，提出当纳米粒子加入后，会直接与稠油中胶质、沥青质相互作用，从而降低稠油粘度。Jing等 [ 11 ] 以乙烯–醋酸乙烯共聚物(EVA)对纳米SiO 2 进行有机改性，制备了不同醋酸乙烯含量的纳米复合降粘剂，结果发现EVA (VA = 32%)/改性纳米SiO 2 复合材料在掺杂量为500 μg/g时，对稠油的流动改善效果最好。目前国内外主要通过加热、稀释、乳化和脱沥青的方法，防止沥青质聚集体的形成，达到降低稠油粘度的目的。由于SiO 2 纳米粒子对沥青质的吸附力较强，能有效破坏沥青质聚集体，SiO 2 纳米粒子将成为降低稠油粘度最常用的纳米材料。为了验证SiO 2 纳米粒子对稠油粘度的影响，本文研究了不同纳米SiO 2 粒径、不同浓度和不同温度和剪切速率下的稠油粘度。
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user: 2. 国内外稠油降粘方法 稠油存在高粘度、含硫和沥青质等附着问题，给石油开采造成严重的困难。为了缓解这种情况，目前国内常用的稠油降粘方法主要有以下几种，各有其优缺点 [ 12 ] [ 13 ]： ① 掺稀油降粘，在掺稀油降粘中，由于现在原油的价格昂贵，使用该方法在经济上不合适，而且将采出的稀油脱水处理在回注将会增加开采成本。 ② 表面活性剂降粘，虽然在一定程度上能解决稠油的降粘问题，但由于开采时需要加入大量的水，并且要求所形成的乳状液必须具有一定的稳定性，导致开采出的稠油破乳脱水难度增加，处理量加大，增加了处理成本 [ 14 ]。 ③ 微生物降粘，微生物在温度较高、盐度较大、重金属离子含量较高的油藏条件下易遭到破坏，在碱性钻井液环境下会抑制微生物的活性，不适合用在钻井液中作为稠油降粘剂使用。微生物产生的表面活性剂和生物聚合物本身有生成沉淀的可能，并且培养微生物的条件不易把握 [ 15 ]，这些都限制了该技术的发展与应用。 ④ 纳米型降粘剂，能够选择性吸附沥青质，抑制胶质-沥青质的自缔合作用，从而降低稠油黏度 [ 16 ] [ 17 ]。目前，国外已经开发出不同类型的纳米材料并能有效降低稠油粘度，而国内对纳米型降粘剂的研究较少。 ⑤ 催化离子液体，离子液体作为功能性分子，其烷基长链能够影响沥青质中稠环芳核之间的π-π堆积作用力，达到分散沥青质的目的 [ 18 ]。 ⑥ 加热降粘，在国内外的很多油田中都已经得到成功的应用，并取得了良好成效，至今仍然是稠油开采的主要方法。该技术输送量1%以上的原油都会被损耗掉，存在着较高的经济损失与能量损耗。
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user: 3. 纳米硅降低稠油粘度的作用机理 沥青质中含较多的过渡金属原子和杂原子，这些过渡金属原子与杂环化合物形成的络合物，如金属卟啉等，可形成大的聚集体使稠油粘度升高 [ 19 ]。在低浓度下，沥青质倾向于具有强氢键相互作用和弱分子缔合的纳米聚集体状排列，例如聚芳香苯环结构(FAR)使沥青质分子间具有强烈的π-π相互作用和范德华力，该相互作用促使沥青质与同样具有多环的胶质分子形成π-π堆积，又因为疏水基和氢键相互作用使沥青质超分子聚集结构在不同的固体表面均能形成聚集 [ 20 ] [ 21 ]。所以国内使用的降粘剂主要通过对胶质、沥青质结构的破坏来实现稠油降粘。 图1. SiO 2 纳米粒子表面基团 纳米SiO 2 具有可反应的双键结构，可以用于自由基聚合反应，形成的硅烷醇基(Si-OH)纳米粒子和沥青质之间的吸引力较高，且吸附量随Si-OH表面浓度的增加而增加。不仅能争夺沥青质聚集体中的金属离子，导致大分子聚集体的沥青质因金属离子桥接作用的失去而解体，分子变小，起到分散沥青的作用。还能形成较强能力的氢键，争夺原稠油氢键中的氢形成新的氢键，导致原稠油氢键崩解，从而降低稠油粘度 [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]。 稠油中大量的片层结构之间发生相互堆砌，形成了具有很强内聚力的网络结构，导致稠油发生相对位移时内摩擦力大，很难被开采、运输和炼制。而具有微纳米结构的纳米SiO 2 表面基团(见图1)容易使流体发生滑移现象，从而降低流体层相对运动时受到的摩擦力。
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user: 4. 不同粒径的纳米硅对稠油粘度的影响 4.1. 不同粒径SiO 2 纳米粒子对稠油粘度的影响 在室温下，用高速搅拌器以600 rpm/s的转速搅拌30分钟，将纳米粒子与稠油混合均匀。 SiO 2 纳米粒子浓度为1000 mg/L时，在0~75 s −1 范围内的不同剪切速率下，选择6 nm、12 nm、97 nm、285 nm四种不同粒径的SiO 2 纳米粒子，评价不同粒径SiO 2 纳米粒子对稠油粘度的影响。实验结果见图2。实验结果表明，随着纳米粒子粒径的减小，稠油粘度降低幅度增大，6 nm的纳米SiO 2 能较大幅度的降低稠油粘度。在固定浓度或更低的浓度下，有更多的单个纳米粒子与沥青质聚集体相互作用，从而增大了与沥青质聚集体的接触面积，并使这些重烃进一步碎裂。因此，粘度的变化可能是由较小聚集体的内部再分配引起的。评价的四种纳米粒子在所有剪切速率下均能降低稠油粘度，随着剪切速率的增加，由于内部结构的部分破坏，粘度降低的程度降低。 图2. 不同粒径SiO 2 纳米粒子对稠油粘度的影响 4.2. 不同浓度下的SiO 2 纳米粒子对稠油粘度的影响 图3在100 mg/L、1000 mg/L、2000 mg/L和5000 mg/L的不同浓度下，评价了剪切速率为40 s −1 时，6 nm SiO 2 纳米粒子对稠油粘度的影响。通过图3可以看出，随着SiO 2 纳米粒子浓度的增加，稠油粘度降低率呈先增加后降低的趋势，浓度为2000 mg/L时，稠油粘度降低最明显。这可能是由于SiO 2 粒子堆积因子增加而引起的纳米粒子聚集，从而降低了流体中沥青质聚集体之间的相互作用能量。 图3. 在不同浓度下，6 nm SiO 2 纳米粒子对稠油粘度的影响 4.3. 温度及剪切速率对稠油粘度的影响 在0到400 s −1 之间的高剪切速率下，分别在25℃，45℃和65℃不同温度下，评价了浓度为2000 mg/L时6 nm SiO 2 纳米粒子对稠油粘度的影响。从图4可以看出，在25℃时，流体表现出典型的假塑性剪切降粘行为。这种粘度随剪切速率的增加而降低的行为，主要是由于沥青质的存在及其自聚集的形成 [ 25 ] [ 26 ]。在高剪切速率(>300 s −1 )下较为明显，其中粘度变得恒定。当温度升高时，6 nm的SiO 2 纳米粒子对稠油粘度降低率约60%。 图4. 不同温度及高剪切速率下，6 nm SiO 2 纳米粒子对稠油粘度的影响 通过升温和搅拌降低了稠油粘度，从而促进了纳米粒子在介质中的分散，因为液体对固体粒子的运动具有较小的阻力。随着粒子的分散度增加，稠油和纳米粒子的重组分之间的相互作用增加，有利于降低粘度。这种情况表明在纳米粒子的加入和温度之间存在协同作用，这表明粘度降低是通过沥青质在纳米粒子上的吸附来控制的，并且随着沥青质在液体介质的扩散而增加。 在生产过程和运输过程中，考虑到稠油会受到不同的温度和搅拌条件的影响，我们可以考虑在稠油中添加纳米粒子作为一种有前途的技术，通过降低稠油粘度来优化稠油的流动性。
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user: 5. 总结 1) 不同粒径的SiO 2 纳米粒子均能不同程度地降低稠油粘度。 2) 温度及搅拌速率恒定时，2000 mg/L浓度下，6 nm的SiO 2 纳米粒子能最大程度地降低稠油粘度。 3) 提高温度及搅拌速率，有利于降低稠油粘度。 4) SiO 2 纳米粒子对稠油粘度的影响，将对稠油流动性相关的工业发展方向产生重大影响。
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user: 摘 要 生产历史拟合和开发方案调整、优化是油藏开发过程的重要环节。通过历史拟合能够进一步明确储层和流体的各类静态参数，从而对油藏特征有更准确的认识。人工历史拟合工作过程繁琐、工作量大，对研究人员经验要求较高。本研究采用集合卡曼滤波方法辅助进行自动化历史拟合，极大降低了油藏工程人员的工作量，简化了历史拟合工作流程。油藏开发方案调整是在历史拟合获得的最佳模型基础上，通过改变注采关系、增加新井、调整射孔段等方法最大化开发效果或利润的过程。人工进行的开发方案优化主要是通过大量试算，逐个对各参数进行优化，过程繁琐且无法一次性获得全局最优解。本研究采用粒子群算法，同时对全部待优化参数进行统一优化，降低了工作量，获得了最佳的调整方案。本文首次将自动化历史拟合技术与开发方案智能调整优化技术结合，应用于实际油藏的生产研究当中。研究结果表明，本文采用的方法和技术流程是合理、高效的。为其他复杂油藏高效开发提供了技术基础和案例参考。 关键词 :自动历史拟合，集合卡曼滤波，开发方案优，化粒子群算法 Copyright © 2020 by author(s)， Yangtze University and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/