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深水天然气水合物储层钻井多物理场耦合数值分析

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中国造船 2024年第3期65卷 175-186页

作者：赵珂刘磊廖波王金堂陈龙桥孙金声中国石油大学(华东)石油工程学院青岛266580 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206 中国石油集团海洋工程有限公司北京100028

在深水天然气水合物储层钻井过程中,钻井液易侵入储层导致井筒内温度和压力变化,引起水合物分解,造成井壁失稳。考虑钻井液作用下的水合物解离和井筒-储层传热传质,建立了深水天然气水合物储层多孔介质非稳态传热多场全耦合模型,并进行... 详细信息

在深水天然气水合物储层钻井过程中,钻井液易侵入储层导致井筒内温度和压力变化,引起水合物分解,造成井壁失稳。考虑钻井液作用下的水合物解离和井筒-储层传热传质,建立了深水天然气水合物储层多孔介质非稳态传热多场全耦合模型,并进行数值分析。结果表明,当钻井液侵入后,水合物储层的温度和压力呈现不同程度的上升,沿地层方向的温度变化率为0.618 K/m,压力变化率为0.39 MPa/m。水合物饱和度沿地层向下逐渐降低,平均变化率为0.06m^(-1)。水合物分解导致井筒周围力学强度下降,等效塑性应变增加,20h后井筒周围塑性应变达到90%,井筒失稳风险增加。因此,在水合物储层钻井过程中,应降低钻井液温度,或进行井筒-储层传热和传质屏蔽,以实现安全高效钻井。

关键词：天然气水合物钻井液侵入井筒-储层耦合多物理场耦合井壁稳定

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页岩气水平井振动固井套管柱振动特性研究

振动与冲击 2024年第9期43卷 149-157,194页

作者：齐林山尹宜勇曲从锋刘斌辉王立琰白翰钦王通中国农业大学工学院北京100083 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206 北京康布尔石油技术发展有限公司北京102206

为了求解页岩气水平井振动固井套管柱振动特性和动力响应,考虑扶正器分布支承的特点,运用传递矩阵法建立了页岩气水平井套管柱的动力学模型,并通过试验验证了套管柱动力学模型的准确性。在此基础上,研究了扶正器支承和套管柱参数对套管... 详细信息

为了求解页岩气水平井振动固井套管柱振动特性和动力响应,考虑扶正器分布支承的特点,运用传递矩阵法建立了页岩气水平井套管柱的动力学模型,并通过试验验证了套管柱动力学模型的准确性。在此基础上,研究了扶正器支承和套管柱参数对套管柱振动特性的影响,探索了振动固井工况下套管柱的动力响应和振幅衰减规律。研究结果表明:扶正器刚度增大、扶正器支承数量增加和套管外径增大均会导致套管柱固有频率的增加;扶正器刚度增大会加快套管柱振幅衰减;增大激振力的同时利用低频共振能提高套管柱振动有效传播距离。该研究能够为页岩气水平井振动固井装备设计提供有益参考。

关键词：页岩气水平井套管柱传递矩阵振动特性动力响应

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绿氨产业现状及发展展望

化工进展 2024年第5期43卷 2544-2553页

作者：陈科宇徐金鑫吴桂波杨哲陈嘉鸿陈永利中海石油化学股份有限公司北京100029 海洋石油富岛有限公司海南东方572600

氨工业为人类粮食安全和经济社会发展做出了突出贡献,同时生产过程中也造成了大量二氧化碳排放。利用可再生能源生产的绿氨具有“零碳”特点,全生命周期减碳效果明显,在全球范围内已成为低碳产业发展热点之一。本文通过对绿氨产业政策... 详细信息

氨工业为人类粮食安全和经济社会发展做出了突出贡献,同时生产过程中也造成了大量二氧化碳排放。利用可再生能源生产的绿氨具有“零碳”特点,全生命周期减碳效果明显,在全球范围内已成为低碳产业发展热点之一。本文通过对绿氨产业政策、绿氨产业发展现状及进展的介绍,以及对绿氨在车船燃料、储氢载体、燃料发电、化工原料等四个下游应用市场竞争力分析,表明全球主要船舶发动机技术商与船舶制造商都在开发氨燃料发动机与氨动力船舶并陆续开展运行测试,国内车用氨燃料发动机已实现相关技术的突破,绿氨在远洋航运领域最先取得突破,当绿电价格随新能源技术进步降至0.20CNY/kWh左右时,全球绿氨车船燃料将迎来大发展,绿氨在重型卡车和远洋船舶行业将越来越具有成本竞争力。同时,氨作为储氢载体发展潜力大,液氨合成与脱氢环节成本占比85%以上,对运距不敏感,未来将成为全球大宗氢气远洋运输的主要形式之一。最后指出绿氨行业可持续发展需要技术创新、产业政策和标准制定的支持。

关键词：再生能源绿色燃料绿氨储氢载体发展建议

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基于回压激励响应的实时地层压力反演方法

石油学报 2024年第6期45卷 1009-1018页

作者：徐宝昌尤香凝孟卓然刘伟尹士轩中国石油大学(北京)信息科学与工程学院北京102249 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206

随着石油勘探技术不断向深层复杂地层发展,深层复杂油气藏钻探过程中易发生气侵现象,准确、快速地反演出气侵发生时的地层压力,使井底压力快速回到安全窗口内,抑制更多气体从地层流入井筒是井控的关键。传统钻井过程中,大多数气侵发生... 详细信息

随着石油勘探技术不断向深层复杂地层发展,深层复杂油气藏钻探过程中易发生气侵现象,准确、快速地反演出气侵发生时的地层压力,使井底压力快速回到安全窗口内,抑制更多气体从地层流入井筒是井控的关键。传统钻井过程中,大多数气侵发生时的地层压力反演依靠关井压力恢复曲线得到,但关井求取地层压力需耗费大量时间,时效性差,基于此提出了一种无需关井的回压激励下地层压力反演方法。首先,建立简化两相流模型模拟环空内气液两相流动行为,通过与OLGA多相流模拟器对比,验证了简化两相流模型具备较高的计算精度,可用于提供地层压力反演算法所需的实时环空数据;其次,考虑到气侵过程中各组分体积关系,结合油藏模型,推导出地层压力反演公式,该方法需要在井口处施加回压激励气侵响应参数(井底压力、出口流量等)的变化,利用回压激励后控压钻井系统获得的地面测量数据和简化两相流模型计算的环空数据,反演出地层压力。仿真实验结果表明,回压激励法与递推最小二乘算法相比反演精度更高;最后,考虑钻井液密度、出口流量存在误差的情况,对回压激励算法进行鲁棒性分析。实验结果表明,钻井液密度、出口流量存在误差时,回压激励算法的反演结果仍准确,算法的鲁棒性好。

关键词：气侵地层压力反演油藏模型控压钻井两相流模型

控压钻井井下气侵工况的自适应参数及状态估计

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控制与决策 2024年第2期39卷 551-558页

作者：徐宝昌孟卓然陈贻祺刘伟吴楠中国石油大学自动化系北京102249 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206 中国石化工程建设有限公司北京100101

针对控压钻井过程中井下可能发生气侵的特殊工况,提出一种可在异常工况下估计井底压力,并借此判断异常工况的方法.首先,基于简化的漂移通量模型,在传统控压钻井水力学模型中添加气体膨胀项,建立控压钻井气液两相流模型;其次,将井下环空... 详细信息

针对控压钻井过程中井下可能发生气侵的特殊工况,提出一种可在异常工况下估计井底压力,并借此判断异常工况的方法.首先,基于简化的漂移通量模型,在传统控压钻井水力学模型中添加气体膨胀项,建立控压钻井气液两相流模型;其次,将井下环空摩擦积分和井底气侵量视为未知参数,将井底流量视为未知状态,设计一种可对未知参数以及未知状态进行联合估计的自适应观测器,并以此为基础估计井底压力;最后,通过仿真实验验证所提方法的有效性.仿真结果表明,所建气液两相流模型可在井下发生气侵时模拟井底压力变化,且所提观测器能实时准确地跟踪井底流量及压力变化.

关键词：控压钻井气侵气液两相流模型联合估计自适应观测器

漂浮式风电技术现状及中国深远海风电开发前景展望

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中国海上油气 2024年第2期36卷 233-242页

作者：刘小燕韩旭亮秦梦飞中海石油(中国)有限公司北京新能源分公司北京102209

随着海上风电高速发展及近海场址资源趋紧,适用于深远海域风资源利用的海上漂浮式风电成为中国海上风电未来发展方向。本文介绍国外和国内漂浮式风电发展历程与现状,详细阐述了漂浮式风电从样机示范、小型漂浮式风电场到大规模商业化开... 详细信息

随着海上风电高速发展及近海场址资源趋紧,适用于深远海域风资源利用的海上漂浮式风电成为中国海上风电未来发展方向。本文介绍国外和国内漂浮式风电发展历程与现状,详细阐述了漂浮式风电从样机示范、小型漂浮式风电场到大规模商业化开发的发展路径,分析不同漂浮式风电基础概念及其特点。剖析了中国漂浮式风电本土化发展所需要面临的技术挑战,主要包括大容量漂浮式风力发电机组、低成本漂浮式风电基础平台、新型系泊系统国产化研制、动态缆系统研制、高效建造安装施工模式和智慧运维安全保障等。针对中国独有的海洋环境、港口码头状况和风电产业链情况,提出了海上漂浮式风电研究方向和发展建议:研发设计适用于中国深远海抗台型大容量漂浮式风电,突破漂浮式风电降本平价发展瓶颈;考虑高效集约用海布局,规模化发展漂浮式风电场;强健漂浮式风电产业完整供应链,推进核心部件和设备国产化进程;创新“海上风电+”新模式新路径,探索海上风电与油气田多能互补融合发展。本文研究对海上漂浮式风电平价商业化开发和扩展海洋能源利用空间具有重要意义。

关键词：漂浮式风电深远海发展现状风电基础规模化融合发展

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珠江口盆地油气勘探新领域及资源潜力

石油学报 2024年第1期45卷 183-201页

作者：高阳东刘军彭光荣陈林王梓颐史玉玲中国海洋石油有限公司勘探开发部北京100010 中海石油(中国)有限公司深圳分公司广东深圳518054 中海石油深海开发有限公司广东深圳518054 中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江524057

珠江口盆地油气勘探尚处于中、低勘探程度阶段,近年来,盆地加大了新领域的研究与评价力度,取得了一系列勘探成果。在富烃洼陷文昌A凹、陆丰凹陷、惠州凹陷、番禺4洼的古近系,富烃洼陷惠州凹陷的古潜山,新洼陷阳江东凹与开平凹陷等实现... 详细信息

珠江口盆地油气勘探尚处于中、低勘探程度阶段,近年来,盆地加大了新领域的研究与评价力度,取得了一系列勘探成果。在富烃洼陷文昌A凹、陆丰凹陷、惠州凹陷、番禺4洼的古近系,富烃洼陷惠州凹陷的古潜山,新洼陷阳江东凹与开平凹陷等实现了多领域、多类型勘探新发现,落实了规模储量,为南海东、西部油田稳定发展夯实了储量基础。明确断陷盆地的大型增压型断裂转换斜坡带是大中型油气田勘探的主要方向,打破了文昌A凹多年未有规模发现的局面;创新提出"早断输导、小型源-汇体系及转换带控砂,洼间隆控藏"成藏认识,指导了陆丰南古近系高产能油田群的发现;建立扇三角洲—辫状河三角洲沉积体系勘探技术系列,推动了惠西南古近系陡坡带亿吨级油田群的发现;深化富砂层系储-盖组合及成藏研究,助力番禺4洼恩平组新层系取得大中型油气田勘探发现;创新建立中生代陆缘岩浆弧成岩-成山-成储-成藏模式,指导惠西南取得了古潜山规模商业突破;创新强伸展-弱走滑控盆控烃新机制,推动阳江东—恩平北油田群的重大发现;创新提出"拆离-变质核杂岩"型成盆机制,有望在开平南带形成亿吨级油田群。珠江口盆地逐渐形成古近系、古潜山、新洼陷等勘探新领域及多项技术系列,为南海东、西部油田持续增储上产提供了坚实的技术支撑,也打开了勘探新领域与新类型的勘探前景。资源评价结果显示,珠江口盆地富烃洼陷古近系及古潜山剩余资源量主要分布在惠州26洼、文昌A凹等,阳江—一统暗沙断裂带周缘及惠陆地区周缘新洼陷的原油资源最为丰富。

关键词：富烃洼陷古近系古潜山新洼陷资源潜力珠江口盆地

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电镀钯对锆合金吸氢性能的影响

稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 685-691页

作者：赵立功李江豪郭慧娟杨大稳张岸佳张沛龙周文娇佟欢宋西平北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083 中石油工程技术研发有限公司北京102206 北京浩运金能新能源材料科技有限公司北京102100

锆具有良好的吸氢性能,被认为是储氘领域的候选材料。但由于其吸氢温度较高且吸氢动力学较慢,目前尚不能进行广泛应用。采用电镀钯的方法对锆进行表面改性,以提高其吸氢性能。结果表明:在经过镀钯且退火处理后的锆合金,在室温下可以实... 详细信息

锆具有良好的吸氢性能,被认为是储氘领域的候选材料。但由于其吸氢温度较高且吸氢动力学较慢,目前尚不能进行广泛应用。采用电镀钯的方法对锆进行表面改性,以提高其吸氢性能。结果表明:在经过镀钯且退火处理后的锆合金,在室温下可以实现吸氢,并且有适当的孕育期;与此同时,随着温度的升高,镀钯且退火处理后的锆合金孕育期缩短,吸氢速率变快。通过对微观结构进行分析,发现在氢化后,钯层与锆基板之间形成了过渡区,过渡区中存在PdH_(1.33)和H_(0.62)Zr_(0.38)。由此可见,过渡区中的氢化物对改善锆的吸氢性能起着重要作用。通过对动力学机制进行研究,确定在室温下,镀钯且退火处理后的锆合金吸氢过程符合一维扩散机制;而在250℃时,符合二维扩散机制。

关键词：锆电镀钯氢吸收温度氢吸收动力学

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