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四川盆地深井超深井钻井关键技术与展望

四川盆地深井超深井钻井关键技术与展望

摘要：四川盆地深层超深层海相碳酸盐岩油气资源丰富，是未来油气勘探开发的重要领域。为此，基于盆地深层、超深层海相碳酸盐岩油气埋藏深、压力系统复杂、地层温度高、岩石坚硬等特点，分析钻井面临的主要技术难点，总结了近年来经过持续攻关、不断完善形成的深井超深井钻井关键技术，并提出今后的重要攻关方向。研究结果表明：①持续开展了深井超深井钻井关键技术持续攻关、优化集成与实践，形成了以非常规井身结构优化拓展、安全高效优快钻井、气体钻井、抗高温钻井液、精细控压钻井固井、数字化钻井等为核心的钻井关键技术，成功实施了完钻深度达9 010 m 的SY001-H6 井等一批标志性超深井的钻探作业；②随着四川盆地海相碳酸盐岩油气勘探开发不断向深部推进，深井超深井钻井面临的工程地质风险、新的挑战仍然不断出现，还需进一步开展孔隙压力精确预测、高温超深井眼轨迹控制、抗高温工作液体系、高效破岩与提速工具、地质工程一体化、轻质高强度合金钻杆等攻关研究，以实现深井超深井钻井关键技术与装备的不断迭代升级，才能更好地支撑深层超深层碳酸盐岩油气高效勘探开发。结论认为，盆地深井超深井钻井关键技术的形成，加快了资源的快速转换，支撑了油气的增储上产，助推了安岳、龙岗、双鱼石等大型气田的发现，为四川省打造千亿立方米天然气产能基地奠定了技术基础。
石化 2024年05月09日
高温高压天然气开采用钛合金油管柱力学分析

高温高压天然气开采用钛合金油管柱力学分析

摘要：我国油气开发环境较为恶劣，油井管在井下面临高温高压、硫化氢、二氧化碳、高浓度盐水／完井液、单质硫和强酸等腐蚀环境的作用。钛合金材料以其高强度低密度、低弹性模量、优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性，成为油井管和海洋开发工具的热门材料，但其在高温高压气井开采过程中的受力状态和安全可靠性研究尚不足。为此，以我国西部某油田典型高温、高压、高产量气井开采工况为典型参考环境，设计了３种油管柱结构方案，使用有限元模拟方法，计算分析３种方案下的管柱力学情况。分析结果表明，使用钛合金油管可使气井生产中的油管柱载荷减小、安全系数增大，部分时刻管柱内无中和点；使井筒与套管之间轻度接触甚至不接触，可以有效改善生产过程中管柱的振动状态。研究结果为钛合金油管柱在气井中的使用提供了理论依据。
石化 2024年02月29日
非均匀载荷下页岩气套管抗挤强度全尺寸试验及新机理

非均匀载荷下页岩气套管抗挤强度全尺寸试验及新机理

摘要:为研究页岩气套管非均匀载荷下抗挤强度及失效机理,采用全尺寸试验方法,开展平面非均匀载荷、弧面非均匀载荷、平面载荷和均匀载荷组合、弧面载荷和均匀载荷组合等4种非均匀载荷情况的试验研究。试验结果表明:非均匀载荷下套管失效机理为套管承载非均匀载荷后,引起的直径变化率发生变化。随着载荷的增大,当直径变化率达到临界状态下,套管发生失效,即达到套管临界承载能力;套管直径变化率与套管抗挤强度近似呈反相关,直径变化率越大,套管的抗挤强度越小。当套管直径变化率小于0.5%时,套管抗挤强度降低不明显,当套管直径变化率≥0.5%时,套管抗挤强度影响显著,套管直径变化率范围为1.0% ~ 2.0%,抗挤性能下降15%~20%。建议页岩气套管可以选择厚壁套管,提高抗径向变形能力,或者基于应变设计理论控制套管径向变形,或者采用弹性介质封固方式以减少外力对套管径向变形的影响,而不是一味追求增加套管的抗挤强度。所得结论对页岩气套管选材或减少页岩气套管失效具有指导作用。
石化 2024年02月29日
P110 级管材在含氢储气库环境中的腐蚀行为

P110 级管材在含氢储气库环境中的腐蚀行为

摘要：随着氢能的快速发展，掺氢天然气输送正在加大推广，储气库作为“天然气银行”，其安全平稳运行至关重要。为了揭示储气库井管材在含氢天然气环境中的氢应力腐蚀机制，通过慢应变速率拉伸（SSRT）与氢渗透试验，研究对比了2种P110级油套管钢在模拟含氢环境下的应力腐蚀行为，并结合试样的晶体结构与显微组织分析了2种试样钢应力腐蚀行为差异的来源。研究结果表明：①在含氢储气介质条件下，P110级油套管钢的应力腐蚀断裂（SCC）为氢致弱键（HEDE）和氢促进局部塑性变形（HELP）的混合氢脆机制；②具有相近的化学成分和常规力学性能的2 种试验钢由于具有不同的组织、氢陷阱密度和晶体学特征，SCC敏感性显著不同；③表现出更优异SCC抗力的试验钢具有更细的回火马氏体组织，这增加了钢中氢陷阱密度和抑制缺陷处局部氢富集，抑制了SCC裂纹形成，其具有更低的Σ3界面比例、更低的平均泰勒因子，以及更高的小角度晶界分布（LAGB），增加了SCC裂纹扩展阻力。结论认为，含氢环境下P110级管材的腐蚀行为研究，为含氢天然气储气库和储氢库的井管柱选材和延寿提供了指导，该认识将有助于储气库建设、运维等工程技术方面的持续优化和完善。
石化 2024年02月29日
基于深度学习的油气管道变形管段识别方法

基于深度学习的油气管道变形管段识别方法

摘要： 油气管道的惯性测量单元（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ， ＩＭＵ） 检测数据中隐含大量的管道变形信息， 但目前缺乏智能、高效的特征识别方法。为此， 提出了一种基于ＩＭＵ 检测数据的管道全线变形特征智能识别方法。采用ＩＭＵ 输出角速度和管道全线弯曲应变值作为模型的输入参数， 卷积神经网络（ Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ Ｎｅｕｒａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ， ＣＮＮ） 和双向长短期记忆网络（ Ｂｉ⁃ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌＬｏｎｇ Ｓｈｏｒｔ Ｍｅｍｏｒｙ， ＢｉＬＳＴＭ） 被用于提取输入信号的特征并建立学习输入的时序关系， 通过全连接层和Ｓｏｆｔｍａｘ 函数分类不同管段类型。应用工程实测ＩＭＵ 数据构建了１０ 种管段类型数据集， 对所提方法的可行性进行了验证， 并对比了不同输入与不同模型分类的准确率。研究结果表明， 所提方法可以有效地分类管道类型并识别变形管段， 其分类精度为９６. ９％， 高于其他对比模型。研究结果可为油气管道全线变形管段识别提供一种高效可行的方法。
石化 2024年02月29日
全球海上CO2封存现状及中国近海机遇与挑战

全球海上CO2封存现状及中国近海机遇与挑战

摘要：海上CO2封存是碳封存的路径之一。全球已广泛开展的CO2海洋封存研究与商业示范案例对中国近海盆地CO2封存研究具有借鉴意义。本文从全球CO2海洋封存发展现状出发，结合典型CO2海洋封存示范工程，根据项目背景、政策/资金/技术支持、国际合作以及地质工程特性等相关项目概况，对比分析中国实施CO2海洋封存项目潜在的机遇与挑战，最后对CO2海洋封存技术在中国近海的发展进行了展望。未来中国近海盆地CO2海洋封存研究应从全海域级、盆地级、区带级以及场地级，由面到点、逐级递进、不断聚焦，构建适合中国近海盆地特点评价优选体系标准和相应的客观量化评价方法体系。
石化 2024年05月21日
基于激光传感器的变形套管内部形态三维重构

基于激光传感器的变形套管内部形态三维重构

摘要：页岩气套管受工程因素及地质因素的影响会发生变形。套管内部结构改变会造成流体通过能力降低、堵塞等损害，而页岩气套管直径通常在139. 7 mm左右，一般的检测设备很难进入或直接检测内部变形过程及变形后的结构。为此，在试验条件下，通过模拟套管的受力情况得到变形套管，并设计了一种基于激光测距传感器的非接触式套管内变形自动测量装置；提出了与装置配套的小尺寸套管内剖面圆周遍历检测方法，对检测得到的大量样本点进行筛选，再利用三次样条插值算法对离散数据进行平滑处理，复构出清晰、直观的套管内部三维图。研究及试验结果表明：设计的装置可实现套管内部的直接检测且方便更换激光传感器以适用于不同尺寸管道的内部检测；所绘制的三维重构图可以清晰直观地表征出变形位置的内部具体数据及形貌，并实现对套管内任意处半径的自动精准检测，其测量精度小于±0. 1 mm。所得结论可为页岩气套管的检测提供参考。
石化 2026年05月26日
天然气掺氢输送管线钢氢脆敏感性研究进展

天然气掺氢输送管线钢氢脆敏感性研究进展

摘要：天然气掺氢输送可实现低成本、大规模、持续性氢能供给。在高压氢气环境中管道表面吸附的氢原子会因浓度梯度驱动而扩散到管材内部，导致氢脆。管线钢的氢脆过程复杂，其钢级、表面缺陷、组织缺陷及腐蚀环境和运行工况等均会影响氢脆敏感性的变化规律与机制。探究现役天然气长输管道与氢气环境相容性特征，对预防和控制氢脆的发生、保障掺氢管道的安全运行具有重要意义。简述了在天然气掺氢输送过程中氢的来源及其渗透过程，概述了氢脆机理的主要发展历程，重点分析了管道内外缺陷、服役环境（氢浓度、温度、应力状态）以及合金元素（铜、钒、钼、铌）等因素对管线钢氢脆敏感性的影响，最后对天然气掺氢输送管线钢氢脆敏感性的研究方向进行了展望。
石化 2026年07月21日
沉淀粒子调驱剂的研究与应用

沉淀粒子调驱剂的研究与应用

摘要: 针对注入水或地层水矿化度高油田聚合物驱驱油效果差的问题，开发了一种“硅酸钠+分散剂”的调驱体系。该调驱体系与注入水或地层水中的钙镁离子反应，可以迅速生成最小粒径小于100 nm 的沉淀粒子。通过调节分散剂与硅酸钠质量浓度之比，可调控沉淀粒子的团聚程度，使初始粒径在 60.4 nm 至3.85 μm 可控，分散时间在2～144 h 可控，可适配不同渗透率的油藏。沉淀粒子聚集后，聚集体的最终粒径超70μm，可有效封堵高渗流通道，实现深部液流转向。该调驱体系在南海某油田的P8 注采井组进行了现场试验，该井组注入水的矿化度为34 g/L，连续注入沉淀调驱体系192 d 后，平均注水压力升高2.9 MPa，2 口受效井的含水率分别降低了4.6 和17.8 百分点，累计增油量超6 200 m3，有效期在4 月以上。研究和现场试验表明，设计的沉淀调驱体系可以解决注入水矿化度高油田聚合物调驱效果差的问题，为注入水高矿化度油田调驱提供技术支持。
石化 2026年07月08日
渤海深部中生界火山岩探井钻井关键技术

渤海深部中生界火山岩探井钻井关键技术

摘要: 针对渤海油田中生界火山岩地层存在异常压力圈闭、裂缝发育和易漏失等地质难点，以及使用无固相钻井液保护储层的特殊要求，在深入分析渤海深部中生界火山岩探井钻井过程中面临漏失风险高、耐高温无固相钻井液耐温性能差、地层硬度高导致机械钻速低和非均质性强易发生井斜等技术难点的基础上，通过研究防漏堵漏技术、耐高温高密度无固相钻井液、钻井提速技术和动力防斜钻具组合，形成了渤海深部中生界火山岩探井钻井关键技术。渤海油田的2 口深部中生界火山岩探井应用了该关键技术，显著提高了钻井效率，降低了钻井成本，并且这2 口井测试获得了高产。研究和现场应用表明，渤海深部中生界火山岩探井钻井关键技术可以解决渤海深部中生界火山岩探井的钻井技术难题，为渤海油田中生界火山岩地层的后续勘探开发提供了技术支持，对类似复杂地质条件下的油气勘探也具有参考价值。
石化 2026年07月01日