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CCUS-EOR过程中油气体系相间传质特征

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新疆石油地质 2024年第05期45卷 590-594页

作者：苏金长刘斌李儒广中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司

CO2驱油是利用CO2提高原油采收率（CCUS-EOR）的技术，是减少碳排放的有效手段之一。为了研究油藏注CO2过程中油气体系相间传质特征，开展了油藏注CO2/干气接触实验，明确了不同压力下油藏注气过程中一次接触条件下油气体系组分变化规... 详细信息

CO2驱油是利用CO2提高原油采收率（CCUS-EOR）的技术，是减少碳排放的有效手段之一。为了研究油藏注CO2过程中油气体系相间传质特征，开展了油藏注CO2/干气接触实验，明确了不同压力下油藏注气过程中一次接触条件下油气体系组分变化规律。研究结果表明：CO2与原油一次接触过程中，对挥发性组分和不易挥发组分的相间传质是蒸发抽提，对中间组分的相间传质是溶解扩散，且溶解扩散能力强于蒸发抽提；随着压力的上升，挥发性组分的蒸发抽提能力增强，不易挥发组分的蒸发抽提能力减弱，中间组分的溶解扩散能力增强；注气初期压力较低时，油气体系相间传质以蒸发抽提为主，随着压力上升，油气体系中挥发性组分的相间传质变为溶解扩散；干气与原油一次接触过程中，中间组分和不易挥发组分的相间传质是蒸发抽提；CO2对原油的蒸发抽提能力远强于干气。

关键词： CCUS-EOR 一次接触蒸发气驱凝析气驱蒸发抽提溶解扩散

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海上稠油热采插入密封工具研制与试验

石油机械 2024年第4期52卷 87-93页

作者：罗建伟王俊姬王明杰李清涛王利军刘亚鑫中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司

为了解决海上稠油热采作业注汽不均匀、油藏局部吸热、开采效率低的问题,通过工艺分析,研制了海上稠油热采插入密封工具。该工具采用导热油吸热膨胀作为坐封动力源,可有效简化工具结构和作业流程。通过对比试验对热膨胀试验油进行了优选... 详细信息

为了解决海上稠油热采作业注汽不均匀、油藏局部吸热、开采效率低的问题,通过工艺分析,研制了海上稠油热采插入密封工具。该工具采用导热油吸热膨胀作为坐封动力源,可有效简化工具结构和作业流程。通过对比试验对热膨胀试验油进行了优选,采用专业软件对工具关键部件进行有限元分析,验证了工具结构及选材的合理性,并在室内对工具的性能进行验证。现场测试结果表明:该插入密封工具在经过3个轮次、350和50℃高低温密封测试后,仍可承受2.1×10^(7)Pa压差,在高低温条件下均保持较小的解封力,试验后高温密封组合未发生明显损坏。该工具结构简单,性能可靠,与常规的注汽阀配套使用,可满足海上油田稠油热采分段注汽的要求,具有良好的应用前景。研究成果可为海上油田高效开发提供良好的技术储备。

关键词：海上油田稠油热采插入密封均匀注汽导热油热膨胀高温

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厚硬岩层下板结构破断应力-能量场积聚演化规律

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中国矿业大学学报 2024年第4期53卷 647-663页

作者：张广超尹茂胜周广磊陶广哲张照允闫宪洋李振国吕凯山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 兖矿能源集团股份有限公司山东济宁273500

掌握厚硬岩层破断致灾机理及应力-能量演化规律对于防控深部矿井动力灾害意义重大.基于东滩煤矿六采区63_(上)05、63_(上)06工作面工程地质条件,结合现场微震监测数据统计了大能量事件的分布情况,总结了厚硬岩层破断与大能量矿震事件的... 详细信息

掌握厚硬岩层破断致灾机理及应力-能量演化规律对于防控深部矿井动力灾害意义重大.基于东滩煤矿六采区63_(上)05、63_(上)06工作面工程地质条件,结合现场微震监测数据统计了大能量事件的分布情况,总结了厚硬岩层破断与大能量矿震事件的关联性;建立了关键层组Ⅱ厚板结构破断力学模型,分析了各影响因素对厚硬岩层能量积聚的影响机理,揭示了厚硬岩层破断过程中的能量积聚与释放规律;采用FLAC^(3D)数值模拟软件,探究了厚硬岩层下的应力-能量场积聚演化规律,并通过63_(上)05工作面开采过程中触发的大能量事件进行了验证.本文明确了关键层组的破断运移是导致大能量强矿震的根源,得到了关键层组最大应力σ_(max)及岩层内部弯曲弹性能E_W表达式,揭示了各影响因素对厚硬岩层能量积聚的影响规律;明晰了工作面开采过程中厚硬岩层影响下垂直应力场、水平应力场及能量场分布特征;将63_(上)05工作面上覆厚硬岩层破断运移规律及能量“积聚-释放”演化过程划分了5个阶段,分别为关键层组Ⅰ初次积聚-释能阶段、关键层组Ⅰ与Ⅱ周期破坏阶段、关键层组Ⅲ蓄能变形阶段、关键层组Ⅲ破断沉降阶段及关键层组Ⅳ沉降变形阶段.研究成果可为深埋采场厚硬覆岩条件下动力灾害防治提供理论与技术支持.

关键词：厚硬岩层强矿震岩层破断厚板结构能量积聚

陆丰油田古近系低渗高温深层储层自源闭式强化注水技术研究与应用

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中国海上油气 2024年第2期36卷 159-166页

作者：刘成林任杨孙林刘伟新匡腊梅张强马喜超中海石油(中国)有限公司深圳分公司广东深圳518067 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司天津300452

受海上平台空间、作业成本、注水水源、施工工艺等条件限制,如何高效注水开发陆丰油田古近系低渗高温深层储层面临挑战。以陆丰油田古近系储层试验井为例,开展了注水可行性分析,优选了合适的水源层位和注入层;采用了同井自源类水层补充... 详细信息

受海上平台空间、作业成本、注水水源、施工工艺等条件限制,如何高效注水开发陆丰油田古近系低渗高温深层储层面临挑战。以陆丰油田古近系储层试验井为例,开展了注水可行性分析,优选了合适的水源层位和注入层;采用了同井自源类水层补充地层能量的自源闭式注水工艺,研发的配套配水器可满足调节扭矩≤5 N·m、耐压差35 MPa,测调仪器可满足耐温175℃、耐压60 MPa的性能要求,实现了海上平台深层一井多用、无须地面设备的注水新方式;采用了电缆传输的爆燃压裂工艺,实现快速、高效作业,措施的时间控制在14 h以内,时效提高10倍以上,火药密度超过6 kg/m;通过强溶缓速酸酸化复合增效。自源闭式强化注水技术已在陆丰油田试验井M10井取得成功应用,注水高效,受效井增产降水效果明显。本文研究成果有效拓展了注水技术在低渗、深层、高温储层中的应用,可为类似储层规模开发提供借鉴。

关键词：陆丰油田自源闭式注水古近系储层深层爆燃压裂酸化

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笼套式水下节流阀冲蚀特性与寿命预测研究

表面技术 2024年

作者：同武军王莹莹鞠少栋李兴业王星王宝富韦琦中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司

目的本文针对水下节流阀受携砂油气冲蚀导致破坏这一现象开展研究，试图揭示携砂油气冲蚀对水下节流阀不同位置的影响规律，为优化设计和提升水下采油树的安全性与可靠性提供理论依据，从而保障油气生产过程的稳定性和连续性。方法使... 详细信息

目的本文针对水下节流阀受携砂油气冲蚀导致破坏这一现象开展研究，试图揭示携砂油气冲蚀对水下节流阀不同位置的影响规律，为优化设计和提升水下采油树的安全性与可靠性提供理论依据，从而保障油气生产过程的稳定性和连续性。方法使用CFD数值仿真软件，在欧拉-拉格朗日（Eulerian-Lagrangian）流固耦合方法下针对携砂油气冲击节流阀内壁展开数值模拟研究，通过控制单一影响因素(如颗粒直径、油流速度、颗粒质量流量、节流阀开度等)，揭示了笼套式水下节流阀在不同影响因素下的冲蚀变化规律，并预测极端工况下水下节流阀的冲蚀使用寿命。结果笼套式水下节流阀的冲蚀主要发生在节流孔附近壁面(笼套护套、阀芯壁面的节流孔附近)和节流孔内壁面两处位置，且随着颗粒直径的增大，冲蚀率逐渐降低；随着油流速度和颗粒质量流量的增大，冲蚀率呈递增趋势；随着节流阀开度的增大，冲蚀率呈递减趋势；最极端工况下取1.5倍安全系数，水下节流阀节流孔使用年限最低可达11年。结论通过数值模拟与理论计算相结合的方法来预测水下节流阀的冲蚀寿命，提供一种工程计算的方法与思路，保障水下采油树工作时的安全性和可靠性，以期为实际工程起到一定的指导作用。

关键词：水下节流阀冲蚀特性流固耦合数值模拟 FLUENT 寿命预测

水下井口连接器研发现状及密封关键技术研究进展

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中国海上油气 2024年第5期 187-197页

作者：李育房王莹莹同武军王宝富李兴业中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司

水下井口连接器是连接水下采油树与井口头的关键设备，为了加快国内水下井口连接器的研发进程，对国内外水下井口连接器发展现状进行了广泛调研，国外水下井口连接器产品系列完善，5家供应商占据了市场垄断地位；国内对水下井口连接器... 详细信息

水下井口连接器是连接水下采油树与井口头的关键设备，为了加快国内水下井口连接器的研发进程，对国内外水下井口连接器发展现状进行了广泛调研，国外水下井口连接器产品系列完善，5家供应商占据了市场垄断地位；国内对水下井口连接器的研究起步较晚，但目前也初步实现了浅水及深水井口连接器的工程化应用。针对水下井口连接器最为关键的金属对金属密封问题，从密封数值模拟、理论及试验、热-力耦合、密封优化设计等方面研究进展进行了剖析，指出基于线弹性二维或三维有限元方法分析水下井口连接器的非线性问题存在一定偏差；理论方法难以准确推导出水下井口连接器在复合载荷下的密封载荷传递关系，相关试验也难以精确模拟水下井口连接器的真实工况和载荷条件；热-力耦合分析未充分考虑传热边界和初始温度条件，简单按照经验法选取对流换热系数和导热系数，导致连接器密封热-力耦合的温度求解不准确，也缺少相关试验验证压力-温度共同作用下的金属密封能力；密封优化设计方面，目前主要针对接触应力单一目标进行优化，需以接触应力、结构强度、尺寸等多目标进行优化，多角度评估优化后的水下井口连接器结构力学性能。建议深入开展水下井口连接器设计、制造、检验标准的适用性研究，全方位评估水下井口连接器密封影响因素并完善水下井口连接器的密封试验内容，突破水下井口连接器密封关键技术，形成水下井口连接器的研发技术体系，实现海洋油气开发水下井口连接器从浅水到深水、超深水系列化标准化产品。

关键词：水下井口连接器金属密封热-力耦合密封关键技术技术标准研究进展

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海上油田压力波控制高效测调注水技术

中国海上油气 2024年第5期 137-145页

作者：刘义刚刘长龙张磊张乐薛德栋徐元德中海石油(中国)有限公司天津分公司中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司

由于海上油田与陆地油田的注水井况和作业环境存在很大不同，目前的压力波控制注水技术存在测调效率低、压差识别不精确、测调工艺无法实现自动化等问题，陆地油田应用的无缆压力波控制注水工艺无法直接应用于海上油田。对海上油田高效... 详细信息

由于海上油田与陆地油田的注水井况和作业环境存在很大不同，目前的压力波控制注水技术存在测调效率低、压差识别不精确、测调工艺无法实现自动化等问题，陆地油田应用的无缆压力波控制注水工艺无法直接应用于海上油田。对海上油田高效测调无缆压力波智能注水技术进行研究，分析了压力波控制注水原理，设计了2种地面发码方案和2种压力波配水器方案。配水器采用金属密封和橡胶密封的双重密封设计，可提高工具可靠性；地面发码方案采用负脉冲转换次数+脉冲宽度调制的复合编码方法，编码简单、可靠性高。针对测调需求，设计了一键验封、一键轮注、自动测调、地面流量预设等一键测调功能。试验结果表明：本文研究的压力波控制高效测调方案比传统测调方案测调效率提高50%以上。本文研究成果可为海上油田无缆压力波智能注水技术的推广应用提供技术基础。

关键词：海上油田压力波智能注水无缆

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渤海海域浅层岩性油藏勘探作业技术进展

中国海上油气 2024年第4期36卷 107-118页

作者：尚锁贵高科超高强勇张向前张金煌中海石油(中国)有限公司天津分公司中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司

近年来，新近系浅层岩性油藏逐步成为渤海海域勘探储量发现的重要领域，浅层岩性油藏以河流相沉积及浅水三角洲沉积为主，储层平面展布广，垂向薄砂厚泥互层，岩性疏松且油质黏稠，导致勘探作业成本高，钻井取心卡层、原油样品及商业性... 详细信息

近年来，新近系浅层岩性油藏逐步成为渤海海域勘探储量发现的重要领域，浅层岩性油藏以河流相沉积及浅水三角洲沉积为主，储层平面展布广，垂向薄砂厚泥互层，岩性疏松且油质黏稠，导致勘探作业成本高，钻井取心卡层、原油样品及商业性产能获取难度大。“十三五”以及“十四五”期间，渤海油田产学研用结合，在浅层勘探钻井提效、浅层勘探资料录取(疏松砂岩钻井取心、疏松砂岩稠油电缆取样)、浅层勘探产能释放(地化原油密度预测、疏松砂岩稠油冷采测试)、浅层勘探解释评价(低对比度油层识别)等4个方面，逐步建立了渤海油田浅层勘探作业技术体系。2019—2023年，低成本、高成效评价4个大中型浅层岩性稠油油田，为渤海浅层岩性勘探的持续深入奠定了坚实的技术基础，对推动中国海油浅层岩性勘探开发具有重要借鉴意义。

关键词：渤海海域新近系浅层岩性油藏勘探作业钻井提效资料录取产能释放解释评价

渤海浅层油气藏高效钻完井技术现状及发展趋势

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中国海上油气 2024年第4期36卷 161-168页

作者：崔国杰陈卓李海玉谢荣斌张磊赵佳彬中海石油(中国)有限公司天津分公司中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司

渤海浅部主力含油气层系逐渐步入开发的中后期，为实现浅层油气藏的高效开发，钻完井作业面临作业再提速、井漏、防碰及劣质储层产能释放等新难题。通过科技攻关和技术创新，形成马达深钻一趟钻提速技术、钻井风险高效管控技术、储层产... 详细信息

渤海浅部主力含油气层系逐渐步入开发的中后期，为实现浅层油气藏的高效开发，钻完井作业面临作业再提速、井漏、防碰及劣质储层产能释放等新难题。通过科技攻关和技术创新，形成马达深钻一趟钻提速技术、钻井风险高效管控技术、储层产能释放增产技术、水下井口及采油树系统等关键技术体系，基本实现浅层油气藏钻完井技术的第三次突破。总结了渤海浅层油气藏高效开发钻完井技术，并分析了渤海油田钻完井面临的在生产油气田稳产、新发现油气田高产、受限区油气田开发等难点，探讨了渤海浅层油气藏高效开发钻完井技术的发展趋势及技术研究方向，可为渤海油田可持续高质量发展提供参考。

关键词：渤海浅层钻完井井漏防碰高效开发