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基于光纤监测的段内多簇暂堵方案优化

石油钻探技术 2024年第1期52卷 114-121页

作者：吕振虎吕蓓罗垚吴虎李丽哲王博中国石油新疆油田分公司工程技术研究院新疆克拉玛依834000 中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院北京102249 中国石油大学(北京)克拉玛依校区石油学院新疆克拉玛依834000

为了实现段内簇间均匀改造,需要对优势进液簇进行暂堵。目前主要根据室内暂堵试验制定暂堵方案,但室内暂堵试验条件与实际压裂工况有一定差距,导致暂堵效果不理想。为给段内多簇压裂暂堵方案优化提供依据,优选新疆油田一口水平井(A井),... 详细信息

为了实现段内簇间均匀改造,需要对优势进液簇进行暂堵。目前主要根据室内暂堵试验制定暂堵方案,但室内暂堵试验条件与实际压裂工况有一定差距,导致暂堵效果不理想。为给段内多簇压裂暂堵方案优化提供依据,优选新疆油田一口水平井(A井),针对5个压裂段设计了12套暂堵方案,利用管外光纤监测技术监测段内各射孔簇在暂堵前后进液量的变化,据此判断暂堵效果。A井实施12套暂堵方案后,未监测到簇间转向分流现象,说明暂堵无效。分析导致暂堵无效的原因为:暂堵球直径与孔眼直径不匹配;孔眼朝向具有随机性,高边孔眼难以封堵;为避免射孔刺断光纤,选用了圆形通孔的破裂盘,但对暂堵球封堵孔眼不利。为此,提出了暂堵方案改进措施:采用直径与孔眼直径相同的暂堵球封堵孔眼,并添加纤维和小粒径暂堵剂或采用绳结暂堵剂;进行定向射孔,射低边孔;采用锥形孔的破裂盘。

关键词：段内多簇压裂暂堵光纤监测现场试验

固体氧化物电解池平行流道流动不均匀性优化模拟

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硅酸盐学报 2024年第5期52卷 1687-1697页

作者：章大海史晓锋侯啸海罗云蒋文春中国石油大学(华东)新能源学院

氢能是一种具有高能量密度、无污染的可再生能源。当前，固体氧化物电解水制氢技术（SOEC）对于流场分布的关注较少，而平行流道的流动不均匀性会显著影响SOEC的反应效率和使用寿命。本研究结合燃料电池中对反应物流动情况的研究建立了... 详细信息

氢能是一种具有高能量密度、无污染的可再生能源。当前，固体氧化物电解水制氢技术（SOEC）对于流场分布的关注较少，而平行流道的流动不均匀性会显著影响SOEC的反应效率和使用寿命。本研究结合燃料电池中对反应物流动情况的研究建立了电化学场、传热场、流场的多物理场耦合仿真模型研究反应物在电解中的分布情况，按照不同的流道宽度比改变平行流道的流道宽度，设计了一种新型Z型平行流场。结果表明：与传统Z型流场相比，8 000 A/m2电流密度下水蒸气摩尔分数不均匀系数由0.152 0下降至0.030 4，电解质局部电流密度差值由6 000 A/m2下降至2 000 A/m2，温差由105.9 K下降至97.2 K，均匀性有明显的提升。各个电流密度下，在出口处的产氢速率上升7%左右，在相同时间内可以产生更多的氢气，提高了制氢的效率。

关键词：固体氧化物电解池流道结构优化流场分布数值模拟

中国石油工业上游前景与未来理论技术五大挑战

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石油学报 2024年第1期45卷 1-14页

作者：贾承造中国石油天然气集团有限公司北京100007

中国石油工业上游取得了举世瞩目的成就,在资源困难的条件下原油年产量保持在2×10^(8)t水平,天然气产量实现了快速增长,2022年的天然气产量达2200×10^(8)m^(3)。中国已成为世界第四大产气国。通过探讨中国石油天然气的勘探开发形势,... 详细信息

中国石油工业上游取得了举世瞩目的成就,在资源困难的条件下原油年产量保持在2×10^(8)t水平,天然气产量实现了快速增长,2022年的天然气产量达2200×10^(8)m^(3)。中国已成为世界第四大产气国。通过探讨中国石油天然气的勘探开发形势,分析中国石油工业上游面临的理论技术挑战,展望了未来中国石油工业的发展前景。中国油气勘探开发已全面进入深层、深水、非常规领域。预测直到2035年中国的原油产量将在2×10^(8)t稳产,天然气产量将在3000×10^(8)m^(3)稳产。中国石油工业上游的发展面临着来自深层、深水、非常规、老油气田提高采收率以及碳捕集与封存(CCS)/碳捕集、利用与封存(CCUS)五大领域的理论与技术挑战。未来石油工业的发展将更多地依靠深层、深水、非常规领域的油气地质理论和技术创新。形成新一代适应深层、深水、非常规油气勘探开发的理论、技术、装备与高效施工作业队伍是目前实现油气高效益、低成本开发的关键。先进的适应深层、深水、非常规油气勘探开发,以及老油田提高采收率和CCS/CCUS业务的技术与装备是未来一段时期发展的关键。

关键词：石油工业上游油气勘探开发前景理论技术挑战深层深水非常规油气提高采收率碳中和

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基于Y-MMC的柔性低频输电控制策略

电力自动化设备 2024年

作者：马文忠高天王玉生焦丽鑫金琼婷张景顺中国石油天然气股份有限公司规划总院中国石油大学(华东)新能源学院

采用传统矢量控制的Y型模块化多电平换流器(modular multilevel converter in Y configuration,Y-MMC)，存在控制结构复杂、参数整定困难等缺点。针对上述问题，采用模型预测控制方法对Y-MMC进行控制器设计，提出一种适用于柔性低频输... 详细信息

采用传统矢量控制的Y型模块化多电平换流器(modular multilevel converter in Y configuration,Y-MMC)，存在控制结构复杂、参数整定困难等缺点。针对上述问题，采用模型预测控制方法对Y-MMC进行控制器设计，提出一种适用于柔性低频输电的分层协调控制策略。首先，建立各桥臂开关状态组合下的预测模型，实现内环电流控制和电容电压均衡控制；其次，采用分层优化思想建立直流电容电压跟踪、交流电流跟踪和开关频率优化的逐级评估系统；然后，结合稳态逆模型和比例积分控制实现了功率换流站的功率控制和电压频率换流站的低频电压控制。最后，通过Matlab/Simulink对双端低频输电系统的仿真结果验证了所提控制方案在多种工况下的正确性和有效性。相较传统矢量控制，该策略简化了控制器设计，提高了响应速度。

关键词： Y型模块化多电平换流器柔性低频输电模型预测控制分层控制稳态逆模型

双井周期注CO_(2)联合降压法开采天然气水合物分析

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天然气工业 2024年第3期44卷 199-213页

作者：张逸群杜红星王海柱李根生海洋天然气水合物全国重点实验室·中国石油大学(北京) 油气资源与工程全国重点实验室·中国石油大学(北京)

相较于单纯地封存CO_(2),CO_(2)置换法开采天然气水合物(以下简称水合物)能够满足水合物资源开采和碳封存的双重需求。为确保安全高效开发水合物的同时提高CO_(2)封存率,按照双井周期注入CO_(2)联合降压法开采水合物的思路,以中国南海... 详细信息

相较于单纯地封存CO_(2),CO_(2)置换法开采天然气水合物(以下简称水合物)能够满足水合物资源开采和碳封存的双重需求。为确保安全高效开发水合物的同时提高CO_(2)封存率,按照双井周期注入CO_(2)联合降压法开采水合物的思路,以中国南海典型水合物藏为研究对象,建立了矿藏尺度水合物注采热—流—固—化四场耦合数值模型,并开展了连续、间歇、循环3类注入开采方案和单井降压开采方案的对比分析,然后模拟分析注CO_(2)辅助水合物降压开采的增产效果,最后对比了不同注入方案的CO_(2)回收和封存情况,探索了水合物法碳封存的可行性。研究结果表明:(1)邻井CO_(2)的注入有助于降低产水量并缓解降压开采引起的地质沉降;(2)间歇注入较循环注入可促进储层中CO_(2)水合物生成,扩大注入井附近的高温区域,有利于生产井附近水合物的分解;(3)连续注入方式有利于分解气体的产出,但双井注采模式降低了甲烷水合物分解程度;(4)双井注采的CO_(2)注入分为快速注入阶段、反转阶段和缓慢注入阶段,其中双井间歇注入方案的CO_(2)注入效率最高。结论认为,双井间歇注入CO_(2)复合降压法能够在安全、高效开采水合物的同时具有相对可观的碳封存效果,是一种实现水合物商业化开采和助力双碳目标实现的潜在方法,研究成果对于天然气水合物开发及CO_(2)地质封存具有理论指导意义。

关键词：天然气水合物降压开采 CO_(2) 双井循环注入产能模拟碳封存水合物分解地质沉降

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基于水合物层骨架重构的低温早强胶凝材料

钻井液与完井液 2024年第3期 357-363页

作者：徐鸿志宋伟宸步玉环向常友柳华杰路畅中国石油大学(华东) 中国石油集团海洋工程有限公司非常规油气开发教育部重点实验室中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司

针对于天然气水合物能源试采过程中出砂导致试采作业被迫终止的问题，在水合物第2次试采工作经验和层内加固、防砂理论的基础上，进行了水合物层骨架重构的低温早强胶凝材料体系构建研究。该研究对比了嘉华G级、超细水泥和早强水泥的低... 详细信息

针对于天然气水合物能源试采过程中出砂导致试采作业被迫终止的问题，在水合物第2次试采工作经验和层内加固、防砂理论的基础上，进行了水合物层骨架重构的低温早强胶凝材料体系构建研究。该研究对比了嘉华G级、超细水泥和早强水泥的低温早期强度和长期长度、粒径分布，基于满足层内加固骨架重构孔隙尺寸，进行了低温早强胶凝材料组分设计，以水泥浆流动度、早强性及成本为目标，尽可能提高固结体的早期强度，为后续增渗提供更多强度下降空间。通过研究超细油井水泥与嘉华G级水泥的配比、早强剂优选及加量优化，构建出了低温早强胶凝材料体系，该体系在15℃水浴下24 h抗压强度可达到12.86 MPa，具有良好的流动性、稠化时间和失水可控性，相较于文献的低温早强水泥浆体系具有更好的增渗高强特性。该研究为后续研究水合物层内骨架重构高渗透、高强度的工作液体系奠定了材料基础。

关键词：水合物层骨架重构低温早强胶凝材料

纳米材料在二氧化碳地质封存固井水泥中的研究与应用进展

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石油化工 2024年第2期53卷 296-304页

作者：谢岩刘琦叶航张敏中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院油气资源与工程全国重点实验室北京102249

纳米技术的发展促进了纳米材料在固井水泥中的应用。纳米材料具有高比表面积和高反应活性等特点,即使用量少,也能有效改善固井水泥的性能,从而突破封存条件下传统水泥基材料的使用局限。综述了纳米材料对固井水泥的改性作用,分析了应用... 详细信息

纳米技术的发展促进了纳米材料在固井水泥中的应用。纳米材料具有高比表面积和高反应活性等特点,即使用量少,也能有效改善固井水泥的性能,从而突破封存条件下传统水泥基材料的使用局限。综述了纳米材料对固井水泥的改性作用,分析了应用于固井水泥的纳米氧化物材料、碳纳米材料和纳米矿粉三类纳米材料,重点阐述了纳米材料在固井水泥中的作用机理、改性效果和应用进展。最后对纳米增强水泥基复合材料在CO_(2)地质封存中的应用进行了展望。

关键词：纳米材料固井水泥 CO_(2)腐蚀耐久性力学性能 CO_(2)地质封存

基于构网型储能的海上风电柔直并网系统电网侧故障穿越协调控制策略

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电网技术 2024年

作者：孙伟王玉生张文艳李恒硕朱亚恒马文忠中国石油大学(华东)新能源学院中国石油天然气股份有限公司规划总院

岸上电网故障期间，海上风电柔直并网系统盈余功率的快速消纳是保证系统可靠运行的关键技术。针对现有故障穿越技术成本高、能量浪费及储能所需容量大等问题，本文引入具有构网能力和跟网能力的储能型MMC，在网侧换流器内部子模块中配... 详细信息

岸上电网故障期间，海上风电柔直并网系统盈余功率的快速消纳是保证系统可靠运行的关键技术。针对现有故障穿越技术成本高、能量浪费及储能所需容量大等问题，本文引入具有构网能力和跟网能力的储能型MMC，在网侧换流器内部子模块中配置储能，结合子模块数量调控，增强子模块能量控制的灵活性。此外，在无储能的机侧换流器结合风机转速控制和子模块数量调控。提出风机转速控制、子模块能量控制和储能相互协调配合的控制策略。根据海上风电场相关标准，分析子模块能量约束和风机转速约束，进行储能系统最大功率设计；在保证故障穿越性能的同时，降低了对储能系统容量的要求。最后，通过在Simulink中搭建典型海上风电柔直系统仿真模型，对不同故障类型进行仿真，验证所提控制方法的有效性。

关键词：海上风电柔性直流输电故障穿越储能系统电容能量控制

子模块混合型MMC直流输电系统的优化设计及其直流故障穿越策略

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太阳能学报 2024年

作者：马文忠王昊王玉生焦丽鑫金琼婷张景顺中国石油天然气股份有限公司规划总院中国石油大学(华东)新能源学院

短路故障是影响柔性直流输电系统安全运行的主要问题之一，针对直流侧双极短路故障，首先研究基于串联双电容子模块(SDSM)与半桥子模块(HBSM)的混合型MMC结构，该结构与传统的半桥-全桥子模块混合MMC相比具有较低的成本和损耗，分析直... 详细信息

短路故障是影响柔性直流输电系统安全运行的主要问题之一，针对直流侧双极短路故障，首先研究基于串联双电容子模块(SDSM)与半桥子模块(HBSM)的混合型MMC结构，该结构与传统的半桥-全桥子模块混合MMC相比具有较低的成本和损耗，分析直流侧短路暂态运行下SDSM和HBSM的配置比例设计要求；其次考虑到SDSM无自主负电平输出能力，提出基于电流相位的故障穿越策略，采用分层控制的思想，构建相电流状态矩阵并结合其相位差，保障换流站在故障期间能降压运行，维持系统稳定工作；最后在Matlab/Simulink中仿真验证上述分析以及所提故障穿越策略的可行性。

关键词：直流输电模块化多电平换流器直流侧故障故障穿越配比设计