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我国钻井液技术难题、新进展及发展建议

钻井液与完井液 2024年第1期41卷 1-30页

作者：孙金声王韧龙一夫中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206 中国石油国家卓越工程师学院北京102208 油气钻完井技术国家工程研究中心北京102206

系统地梳理了超深/特深层、非常规、深水、干热岩、极地、天然气水合物等复杂地层钻探过程中面临的钻井液技术难题,探讨了关键科学问题与核心工程难题,结合近年来的钻井液技术进展,介绍了钻井液技术最新进展。针对复杂地层钻井过程中遇... 详细信息

系统地梳理了超深/特深层、非常规、深水、干热岩、极地、天然气水合物等复杂地层钻探过程中面临的钻井液技术难题,探讨了关键科学问题与核心工程难题,结合近年来的钻井液技术进展,介绍了钻井液技术最新进展。针对复杂地层钻井过程中遇到的高温高压高盐、泥页岩水化严重、井壁失稳、大温差、井漏、储层损害,以及钻井液维护自动化程度低等问题,国内外学者研发了抗高温高盐水基/油基钻井液、恒流变钻井液、抗超高温泡沫钻井液、环境友好型超低温钻井液、智能温压响应承压堵漏材料、可降解储层保护材料、钻井液在线监测与自动加料系统等关键材料、体系与装备。但随着地质、工程环境愈加复杂,钻井液材料仍面临抗超高温高盐、超长时间稳定、防塌固壁、恶性漏失以及钻井液性能自动化调控等重大技术瓶颈。为满足复杂地层钻探过程中钻井液性能需求,未来还需深入研究钻井液处理剂在极端条件下的起效/失效机理,钻井液处理剂在微观-介观-宏观等不同尺度下的构效关系变化及作用机制,建立安全高效的钻井液多功能一体化调控方法,构建智能钻井液理论与技术,为实现复杂地层安全高效经济环保钻井提供关键技术支撑。

关键词：钻井液超深/特深层非常规地下资源防漏堵漏储层保护钻井液性能调控

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四川盆地渝西地区大安深层页岩气田的勘探发现及成藏条件

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石油学报 2024年第3期45卷 477-499页

作者：梁兴单长安张磊罗瑀峰蒋立伟张介辉朱斗星舒红林李健中国石油浙江油田公司浙江杭州311100 西安石油大学地球科学与工程学院陕西西安710065 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司研究院地质研究中心河北涿州072750

浙江油田自2021年6月获得渝西地区大安流转区块以来,全力加大、加快深层页岩气勘探评价及实施,地质认识和工程技术不断深化,多口井产量测试实现工业突破,发现了渝西地区大安深层页岩气田。通过系统介绍四川盆地渝西地区大安区块近两年... 详细信息

浙江油田自2021年6月获得渝西地区大安流转区块以来,全力加大、加快深层页岩气勘探评价及实施,地质认识和工程技术不断深化,多口井产量测试实现工业突破,发现了渝西地区大安深层页岩气田。通过系统介绍四川盆地渝西地区大安区块近两年的勘探发现历程,从区域地质特征、沉积岩相、有机地球化学、孔隙-裂缝、物性、含气性、断裂特征、地质岩石力学性质和优质储层分布特征等对地质成藏条件进行了综合分析,归纳了通过实践创新形成的大安深层页岩气勘探开发关键技术。大安区块五峰组—龙马溪组一段1亚段沉积期整体处于江南—雪峰加里东期造山带北麓上扬子前陆盆地沉积中心,下部优质页岩层为深水陆棚相,强还原缺氧环境为其提供了良好的源储条件,有机生物富碳硅质页岩相发育、有机地球化学指标优良、微观储集空间发育、物性好、页岩自封闭性好、含气性高,表现为过成熟度干气的超压连续型页岩气藏。基于良好的页岩顶、底板条件和隔档式褶皱构造形变的特点,建立了基于“窄陡背斜断层遮挡-宽缓向斜连续分布,构造转折带与低幅背斜构造富集高产”的渝西地区大安深层页岩气富集成藏模式(埋深为3500~4500 m),体现了“多场协同、多元耦合、多素叠置”的山地页岩气富集成藏赋存理论内涵。通过实践探索形成了适用于大安深层页岩气勘探开发的5项综合评价方法与技术,包括多尺度天然裂缝精细识别与稳定性评价技术、井平台全生命周期一体化评价与设计技术、高温安全优快钻井配套技术、密切压碎缝控增储提产兼顾套变防治的水平井分段体积压裂2.0工艺技术、基于高频压力连续监测和人造气藏动态评估优化的深层页岩气精细控压返排技术。渝西地区大安深层页岩气田的勘探发现,进一步推动了中国海相深层—超深层页岩气的快速发展。

关键词：渝西地区大安区块深层页岩气勘探开发历程成藏地质条件关键技术高频压力监测

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中国水层CO_(2)地质封存技术攻关方向

天然气工业 2024年第4期44卷 39-45页

作者：丁国生唐立根丁一宸阮金凤朱华银鲍清英司光陶野张国辉刘晓卓初广震王云钟荣裴根李东旭李霞李天行中国石油勘探开发研究院国家能源地下储气库研发中心石油工业出版社中国石油长庆油田公司

在国家“碳达峰碳中和”战略目标下,为了延长化石能源行业的生命周期,亟需进行大规模碳减排的重大革命,其中CO_(2)地质封存(CCS)这一大规模碳减排的托底技术,已在全球达成共识。为此,系统梳理了全球CCS发展趋势,并针对中国CCS地质特点... 详细信息

在国家“碳达峰碳中和”战略目标下,为了延长化石能源行业的生命周期,亟需进行大规模碳减排的重大革命,其中CO_(2)地质封存(CCS)这一大规模碳减排的托底技术,已在全球达成共识。为此,系统梳理了全球CCS发展趋势,并针对中国CCS地质特点和工程技术现状,分析了中国发展水层CCS面临的挑战和难点,提出了中国水层CO_(2)地质封存技术的攻关方向。研究结果表明:①中国水层CCS起步早,当前正在开展世界级规模水层CCS先导试验,技术水平与国外并行,CCS有望成为中国未来大规模碳减排的主要手段;②鉴于中国水层多无法回避陆相沉积、断裂发育、非均质性强等先天条件,中国未来建设大规模水层CCS将面临封存规模大、封存成本高和长期封存安全性等3个方面关键技术的挑战;③从推动和形成CCS负碳新产业角度,中国未来水层CCS碳埋存需要攻克CCS地质体评估、CO_(2)高速注入、低浓度CO_(2)封存、降低成本和地质监测等5个关键技术。结论认为,该研究认识进一步坚定了中国发展水层CCS技术的信心,提出的5个方面关键技术为快速形成负碳领域的国家战略科技力量明确了攻关方向,同时为后续推动大规模地下储氢、储氦、压缩空气储能等战略性新兴行业的发展提供了前瞻性技术支撑。

关键词：国家双碳战略大规模碳减排水层CO_(2)地质封存 CCS地质体 CCS攻关方向

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中国西南地区CCUS区域中心建设路径与政策建议

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天然气工业 2024年第4期44卷 171-179页

作者：文绍牧李森圣何润民敬兴胜王盟浩胡俊坤中国石油西南油气田公司中国石油西南油气田公司天然气经济研究所中国石油西南油气田公司发展计划部

西南地区正在加快推动成渝地区双城经济圈和国家天然气(页岩气)千亿立方米产能基地等国家战略实施,面临能源消费量增长硬需求和碳减排硬约束之间的矛盾,推动CCUS产业发展是解决该问题的必由之路,而建设CCUS区域中心是CCUS产业规模化、... 详细信息

西南地区正在加快推动成渝地区双城经济圈和国家天然气(页岩气)千亿立方米产能基地等国家战略实施,面临能源消费量增长硬需求和碳减排硬约束之间的矛盾,推动CCUS产业发展是解决该问题的必由之路,而建设CCUS区域中心是CCUS产业规模化、集群化发展的必然趋势,其中四川盆地是西南地区打造CCUS区域中心的最佳选择。为了加快建设中国西南地区CCUS区域中心,系统梳理了国外的经验做法,分析了其优势和挑战,结合我国西南地区的CO_(2)排放及分布情况、封存地质条件、源汇匹配关系,针对性提出了建设路径和政策建议。研究结果表明:①打造中国西南地区CCUS区域中心具有企业减碳和增产的需求巨大、高耗能行业企业碳源丰富且较为集中、地质封存潜力大且分布集中、源汇匹配情况较好、地方政府积极支持等5大优势;②当前面临的主要问题是缺乏顶层设计和统一规划、缺乏全产业链协同技术攻关的共享平台、缺乏碳减排的激励和约束政策体系等;③下一步应聚焦CCUS-EGR、CCS、DACCS等3条路径,分启动、扩展、规模化发展3个阶段打造西南地区CCUS区域中心,形成两个千万吨级产业集群和3个百万吨级产业集群,并比选技术路径和商业化路径。结论认为,要重点从完善顶层设计,出台统一的战略规划;强化科技攻关体系建设,加快形成技术成熟、经济可行的CCUS全链条技术;强化政策支持、推动国际合作等3个方面入手,加快推动中国西南地区CCUS区域中心建设。

关键词：西南地区四川盆地 CCUS 区域中心产业集群源汇匹配建设路径政策建议

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Cu、Ni元素对耐蚀高锰阻尼钢在大气环境中腐蚀行为的影响

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中国表面工程 2024年第2期37卷 27-40页

作者：孙美慧李江文刘文月郭呈宇李天怡徐学旭鞍钢集团北京研究院有限公司北京102200 北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100038 中国石油大学(华东)材料科学与工程学院青岛266580

高锰阻尼钢因其高强度、超低屈强比、阻尼性能良好和经济性能优异等特性,在承受较大振动和冲击的桥梁、轨道交通和军工等领域展现出广阔的应用前景。而高锰钢耐蚀性能欠佳一直是限制其快速发展的关键性因素,高锰钢耐蚀性设计及其大气腐... 详细信息

高锰阻尼钢因其高强度、超低屈强比、阻尼性能良好和经济性能优异等特性,在承受较大振动和冲击的桥梁、轨道交通和军工等领域展现出广阔的应用前景。而高锰钢耐蚀性能欠佳一直是限制其快速发展的关键性因素,高锰钢耐蚀性设计及其大气腐蚀行为研究均鲜有报道。为解决高锰钢耐蚀性能欠佳问题,采用真空感应熔炼和两阶段轧制工艺制备3种添加不同Cu、Ni元素含量的耐蚀高锰阻尼钢,通过大气曝晒试验、电化学测试、SEM、XRD和XPS等方法对试验材料的电化学性能、腐蚀速率、腐蚀形貌、腐蚀产物物相及结构进行表征及分析。结果表明:相较于单独添加Cu元素的高锰阻尼钢,钢中添加1.2 wt.%Cu和1.0 wt.%Ni元素腐蚀电位正移近200 mV,腐蚀电流密度降低近50%;曝晒试验后,较高含量的Cu和Ni元素协同添加使腐蚀产物中α-FeOOH含量明显提高,活性较高的MnFe_(2)O_(4)和Mn_(2)O_(3)含量降低,耐蚀产物NiOOH及CuO含量增加。腐蚀产物颗粒均匀细小,产物层整体致密光滑,保护性能提高,其腐蚀速率相较于单独添加Cu元素的高锰阻尼钢降低70%,表现出优异的耐蚀性能。所提出的高锰阻尼钢耐蚀性的成分设计方案及耐蚀机理可为未来高锰阻尼钢在桥梁中的应用提供数据支持。

关键词：高锰阻尼钢腐蚀行为大气环境 X射线光电子能谱仪(XPS)

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哈萨克斯坦能源矿业领域发展现状及中哈安全发展合作前景

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中国煤炭 2024年第3期50卷 143-151页

作者：徐鑫黄文杰浦建北张经纬梁萌应急管理部信息研究院北京市朝阳区100029 北京外国语大学北京市海淀区100081 应急管理部国际交流合作中心北京市朝阳区100012 中国石油集团经济技术研究院北京市西城区100032

哈萨克斯坦地处欧亚大陆腹地,是世界上最大的内陆国,油气、矿产等自然资源丰富,是古丝绸之路的必经之地,也是共建“一带一路”的首倡之地。中哈是山水相连、唇齿相依的友好邻邦,能源和矿业领域的安全发展合作有利于双方共同发展。通过... 详细信息

哈萨克斯坦地处欧亚大陆腹地,是世界上最大的内陆国,油气、矿产等自然资源丰富,是古丝绸之路的必经之地,也是共建“一带一路”的首倡之地。中哈是山水相连、唇齿相依的友好邻邦,能源和矿业领域的安全发展合作有利于双方共同发展。通过对哈萨克斯坦能源和矿业开发和对外合作情况、能源矿业领域安全治理模式的分析研究,从提高安全发展意识、促进能源资源开发互利共赢、纾解能源资源运输难点痛点、迭代升级安全保障技术设备及开展跨境油气管道应急救援共训共练等方面,提出未来中哈能源和矿业领域发展和安全合作建议。加强和扩大中国与哈萨克斯坦在能源和矿业领域的合作,可为两国经济社会发展做出重要贡献。

关键词： “一带一路”倡议能源矿产资源能源矿业企业对外合作安全发展

炼油污水处理厂二沉出水中溶解性有机物组分分析

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环境工程学报 2024年第4期18卷 1096-1103页

作者：王鑫肖向群吴倩姜峻韬宁潇宇王庆宏陈春茂中国石油大学(北京)化学工程与环境学院重质油国家重点实验室北京102249 中石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心洛阳471003 中国石油集团安全环保技术研究院有限公司石油石化污染物控制与处理国家重点实验室北京102206

使用MCX/MAX萃取柱对炼油污水处理厂二沉池出水中的溶解性有机物(DOM)进行分离,获得疏水酸性组分(HOA)、疏水碱性组分(HOB)、疏水中性组分(HON)和亲水物质(HIS)4种亚组分。使用三维荧光光谱和电喷雾-傅里叶变换离子回旋共振质谱对各组... 详细信息

使用MCX/MAX萃取柱对炼油污水处理厂二沉池出水中的溶解性有机物(DOM)进行分离,获得疏水酸性组分(HOA)、疏水碱性组分(HOB)、疏水中性组分(HON)和亲水物质(HIS)4种亚组分。使用三维荧光光谱和电喷雾-傅里叶变换离子回旋共振质谱对各组分进行了组成表征,结果表明:二沉出水中存在酚类物质和石油类物质的特征荧光峰;HOA组分中化合物类型较多,主要为CHOS类物质;HOB组分中检测到的物质较少,主要为O_(3)S_(1)物质;HON组分中有较多的CHOS、CHON和CHO类物质。以上研究结果可为炼油污水处理工艺优化和外排水环境影响评估提供参考。

关键词：炼油污水二沉出水三维荧光分子组成

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基于改进的云模型-FMEA的油气管道风险排序

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中国安全科学学报 2024年第5期34卷 61-68页

作者：王东营陈小平刘权赵天浩闫序国家管网集团北京管道有限公司技术研究中心北京100101 中国石油大学(北京)油气生产安全与应急技术应急管理部重点实验室北京102249

为解决传统故障模式和影响分析法(FMEA)存在故障优先排序不准确、风险评价主观性过强的问题,提出一种基于混合权重-云模型的油气管道故障模式风险评价方法。首先,调研并分析油气管道失效模式与原因,构建系统FMEA模型;然后,提出基于云模... 详细信息

为解决传统故障模式和影响分析法(FMEA)存在故障优先排序不准确、风险评价主观性过强的问题,提出一种基于混合权重-云模型的油气管道故障模式风险评价方法。首先,调研并分析油气管道失效模式与原因,构建系统FMEA模型;然后,提出基于云模型与混合权重法的专家评价意见处理方法,引入博弈论的思想,降低评价结果的主观性与随机性;最后,使用多准则妥协解排序法(VIKOR)对各个失效模式风险排序,并对比传统FMEA法,验证该方法的可行性与准确性。结果表明:该方法可综合评估管线上各管段的风险因素,量化不同管段上的风险值及同一管段上的最主要的失效模式,实现管道高风险区域的有效定位及管段上风险因素排序。

关键词：云模型故障模式和影响分析法(FMEA) 油气管道风险排序博弈论多准则妥协解排序法(VIKOR)

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精细控压排气降密度技术在蓬莱气区的实践

钻采工艺 2024年第3期47卷 42-48页

作者：胡弼文江迎军买买提吐尔逊·塔里甫唐贵赵文彬李赛何贤增中国石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院油气钻完井技术国家工程研究中心欠平衡/气体钻井实验室中国石油川庆钻探工程有限公司新疆分公司中国石油西南油气田公司开发事业部

蓬莱气区储层埋藏较深,极易出现“喷漏同存”的复杂情况,常规钻井技术条件下,井筒压力波动较大,处理复杂时间较长且在处理过程中易造成二次复杂,故现在多选用精细控压钻井技术处理同井段存在多压力系统和窄安全密度窗口的问题。针对上... 详细信息

蓬莱气区储层埋藏较深,极易出现“喷漏同存”的复杂情况,常规钻井技术条件下,井筒压力波动较大,处理复杂时间较长且在处理过程中易造成二次复杂,故现在多选用精细控压钻井技术处理同井段存在多压力系统和窄安全密度窗口的问题。针对上述问题,文章介绍了精细控压钻井技术的控压排气降密度方法,通过精细控压钻井技术控制井底压力微小于地层压力,让地层流体有控制地进入井筒并释放,以重建安全密度窗口,并将其在该区块实际应用效果跟常规钻井技术进行了对比,不仅减少了复杂处理时间,提高了钻井作业效率,而且有效降低了复杂处理过程中的井控风险,验证了该技术的可行性,其显著提升了钻井过程中控压排气降密度效率和安全性,建议后续在蓬莱气区进一步推广应用该技术。

关键词：蓬莱气区精细控压钻井技术控压排气降密度