原油管道内腐蚀在线监测技术现状及发展趋势

摘要:管道是石油、天然气等能源介质相对安全的主要运输方式,但由于原油管道铺设距离较长,内部流质环境复杂,且输送的介质具有一定的腐蚀性,导致原油管道内腐蚀泄露事故时有发生,严重影响了管道的日常生产管理。管道内腐蚀在线监测,是即时、准确获取管道内腐蚀状况,保证原油管道安全运行的有效手段。研究原油管道腐蚀类型及机理可为在线监测技术的改进提供良好的参考。本文针对原油管道的内腐蚀类型、机理以及目前应用较为广泛的管道内腐蚀监测技术进行了论述,分析对比了多种管道内腐蚀在线监测技术的优缺点以及应用情况,对输油管线内腐蚀在线监测技术的选择、改进及发展前景提出了展望,指出未来管道内腐蚀在线监测技术将向智能化、自动化和远程监控的方向发展,为相关科研人员及企业进行现场创新应用提供了有价值的参考资料。

抗高温防塌水基钻井液体系研发与现场应用

摘要: 为解决常规水基钻井液的防塌性能和抗温性能难以满足复杂深井勘探开发需要的问题,研制了表面水化抑制剂和纳米封堵剂,并通过其他处理剂优选和配比优化,形成了密度达 2.00 kg/L 的抗高温防塌水基钻井液体系。室内性能评价表明,该钻井液体系抗温达220 ℃,静置96 h 后上、下部密度差仅0.02 kg/L,抗岩屑污染3.0% 以上,抗氯化钙污染0.6% 以上,润滑性能和抑制性能稍差于油基钻井液,致密砂岩封堵率达到了85.6%。现场应用效果表明,该钻井液体系在高温深井中仍然保持良好的井眼净化能力,沉降稳定性好,井壁稳定性突出,润滑减阻性能优异。抗高温防塌水基钻井液体系为复杂地层深井超深井钻完井施工提供了技术保障。

中国海油深水及海上深层钻完井技术进展与展望

摘要: 深水和海上深层油气资源是我国海洋油气增储上产的关键,但其钻完井作业面临复杂工程地质条件、极端环境与高成本等多重挑战。系统综述了中国海油在深水及海上深层钻完井领域的关键技术进展,展望了未来发展方向,旨在为复杂场景下的安全高效开发提供理论支撑与实践参考。针对深水复杂井井控溢流监测、井筒完整性、高效完井等核心难题,中国海油创新研发了气侵早期海底预警技术、全寿命环空压力调控技术及多流道旁通筛管等装备,成功保障了“深海一号”超深水大气田等重大项目的安全投产;针对海上深部地层复杂、开发成本高等瓶颈问题,中国海油提出了多源信息融合构造识别、抗高温低成本防腐及硬地层裸眼侧钻等关键技术,显著提升了渤中19−6 等深层气田的开发效率。然而,深水超浅气层开发、深水深层高温高压工况叠加等复杂场景仍存在技术瓶颈,核心工具、装备及工程设计软件的自主化程度有待进一步提高。未来,中国海油需重点突破超深层钻井智能控制、全生命周期防腐优化及颠覆性绿色技术研发,以增强自主可控能力,推动我国深水及海上深层油气资源的高效开发。

智能钻头研究现状与进展

摘要:智能钻头是未来智能钻井系统的核心装备之一,通过集成可在高温高压环境下稳定工作的传感器、智能自适应控制算法及优化的钻头结构,实现井下工况的实时监测、动态调整和精准执行,从而提升钻井效率。随着油气资源向超深层和非常规复杂难钻地层拓展,钻头将面临更加恶劣的地层条件。传统钻头在高温高压和复杂地质条件下面临钻头磨损快、寿命短、钻井成本高等挑战,亟需高性能钻头技术的发展及应用,这进一步凸显了智能钻头作为未来钻井提速增效的重要发展方向。通过系统总结和分析智能钻头的研究现状、核心技术及产品方面的进展,包括耐极端井下环境的多参数检测传感技术和基于机器学习与深度学习的自适应控制算法、智能钻头的结构及控制机构等研究进展,结合国内外在智能钻头领域的一些典型案例,进一步揭示了智能钻头在提高机械钻速、延长钻头寿命和减少非计划停工方面的优势。展望未来,智能钻头研究将朝着更高自主化、更广适应性以及与数字化平台深度融合的方向发展,有望在智能钻井技术体系中发挥更大的作用。

高熵合金氢化物的研究现状与展望:储氢解决方案的新视角

摘要:氢能作为清洁能源载体,其规模化应用受限于储氢材料性能瓶颈,传统储氢合金存在储氢容量低、动力学缓慢或循环稳定性差等问题,而高熵合金凭借多主元协同效应在储氢领域展现出独特潜力。为此,通过文献综述、性能量化对比、成分-结构-性能关联分析及经济性评估,系统探究高熵合金储氢材料的相结构、化学成分与合成工艺及热处理对储氢性能的影响机制,并评估其产业化可行性。研究结果表明:①性能对比上,高熵合金室温下可逆储氢容量可达3.54%,显著优于传统合金,且具有“自活化”特性,吸氢速率显著提升;②相结构方面,BCC 相结构有利于提高储氢容量,C14 Laves 相动力学优异但储氢容量较低;③成分调控上,Ti、V、Zr 等元素促进BCC 相形成,Al、Cr、Ni 等有助于调节相稳定性与氢扩散行为,多元素协同可实现性能平衡;④合成与热处理方面,真空电弧熔炼可提升材料纯净度,机械合金化细化晶粒,适宜退火处理可缩短活化时间、优化微观结构。结论认为,高熵合金在储氢性能上呈现显著优势,并具备多维度可调性,为发展下一代高性能储氢材料提供了理论与实验基础。

中国天然气行业“十五五”发展展望:基础、挑战和建议

摘要:天然气作为衔接传统化石能源与可再生能源的关键桥梁,其战略价值作用在“十五五”能源转型关键期愈发凸显。为此,基于“十四五”时期中国天然气行业发展成果的系统梳理,结合新时期能源转型逻辑与供需预测,系统分析了“十五五”时期天然气行业发展面临的机遇与挑战,最后提出了发展策略与对策建议。研究结果表明:①天然气将在新型能源体系中承担替代高碳化石能源、充当新能源伴侣的双重重要角色;②“十五五”期间中国天然气产量有望突破3000×108m3/a ;③中国天然气行业预计呈现供应宽松、价格下行的态势,到2030年中国天然气市场空间将达5700×108~5900×108 m3,发展空间广阔,但行业同时面临新能源替代、储气调峰能力薄弱等挑战。从天然气产业链自身完善与政策引导2 个方面提出了对策和发展建议:①夯实气源保障基础,构建多元供给体系,增强可获得性;②破解天然气管网瓶颈,打通输配“最后一公里”,确保天然气运得到;③筑牢供应安全防线,构建韧性消费生态,增强供应稳定性;④聚焦气源端降本,破解成本痛点,提高天然气使用经济性;⑤践行低碳转型使命,构建可持续发展模式,强化责任担当;⑥在完善油气矿权出让机制、强化基础设施的监管与公平开放、健全天然气价格联动机制、完善天然气发电相关政策等方面加强改革力度与政策引导。

碳量子点在油田开发化学剂领域的研究进展

摘要:为提高低渗透油田采收率、攻克生产过程中的结垢腐蚀等问题,实现油藏的高效开发,不可避免地会用到油田化学剂,但目前已投入现场使用的油田化学剂大多为有机试剂,其会对环境造成极大的污染。随着人们环保意识的提高,新型环保型油田化学剂已成为热点研究方向。碳量子点(CQDs)具有良好的亲水性、低毒性、生物相容性、较稳定的物理化学性质,在油田化学领域具有广阔的应用前景。本文综述了CQDs在驱油剂、缓蚀剂、阻垢剂以及杀菌剂等油田化学剂领域的研究进展及作用机理,讨论了碳量子点化学剂残余浓度的检测方法,以期为CQDs在油田化学领域的应用提供参考。

成品油管道顺序输送甲醇技术发展现状与展望

摘要:【目的】随着“碳达峰、碳中和”战略加速落地,传统油气消费结构发生深刻变革,石油天然气需求增速趋缓,现有油气管道年均利用率下降。甲醇作为能源绿色低碳转型的关键载体,依托成品油管道顺序输送可实现长距离、规模化的输送目标,同时可盘活大量闲置或处于低负荷运行状态的管道资产,提升输送设施的整体利用率。国内外成品油管道顺序输送甲醇工程经验较少,相关研究不充分。甲醇与成品油物化性质存在显著差异,使得成品油管道顺序输送甲醇面临材料相容性、关键设备设施适用性、混油机理与控制、运行安全保障、管道设计与标准规范等难题。【方法】分析了成品油管道顺序输送甲醇工程发展现状,梳理了利用成品油管道顺序输送甲醇所面临的核心科学与技术挑战,提出研究展望与发展建议。【结果】材料相容性是核心挑战:碳钢、铝合金等金属材料在含杂质甲醇环境下存在腐蚀与应力腐蚀开裂风险,氟橡胶等非金属密封材料在甲醇环境中的溶胀失效风险显著高于成品油环境。关键设备设施需进行适应性分析与针对性改造:需评价成品油储罐防腐涂层、氮封系统、防爆设计及运维体系等方面的适应性;需分析成品油泵的材料、密封结构、气蚀与混油控制等在甲醇输送环境下的适应性;需明晰阀门的材料兼容性、密封可靠性、安全防护设计等问题。混油机理及控制是难点,需构建“机理-预测-控制-处理”全链条技术体系。需系统性研究成品油管道顺序输送甲醇的泄漏扩散演化规律,明晰事故演化特征,形成运行安全防控与应急处置技术。【结论】在此研究基础上,亟需开展工程示范,建立和完善成品油管道顺序输送甲醇标准规范体系,为中国成品油管道实现低碳化功能转型与资产高效利用提供理论支撑和实践指导。

极地油气钻井关键技术与装备研究进展

摘要:极地油气资源丰富,随着全球能源需求的持续增长,极地油气资源的勘探与开发已成为国际能源战略的重要发展方向。然而,极地恶劣的自然环境(如超低温气候、巨厚冻土层、浅层地质灾害及井筒大温变等)给油气钻探带来了巨大挑战。为系统总结极地油气钻井技术与装备的适用条件和未来发展方向,系统分析了极地油气钻井面临的工程技术难题,从钻井地质灾害风险评价与环保技术、钻井关键装备及工具研发、钻井工艺及井筒工作液技术等方面,系统总结了极地油气钻井关键技术与装备的研究进展,并提出未来技术创新发展方向。研究结果表明:①极地浅层地质灾害风险识别与防护技术、冻土层钻井温控方法及环保废弃物处置技术是当前研究的重点;②低温环境下钻井装备的可靠性及工艺技术的适应性仍需进一步验证,特别是在- 50 ℃超低温工况下的工程应用仍存在较大挑战;③未来应加强极地地质灾害动态监测与防控技术研究,优化冻土层钻井井筒温度调控方法以提升井筒稳定性,研发适应超低温环境的高可靠性钻井装备及工具,完善极地环保技术体系以推动废弃物无害化处理技术的应用,加快极地钻井技术的现场验证与商业化推广。结论认为,研究成果可为极地油气钻井技术的进步提供理论支撑和技术参考,并可为我国极地能源开发战略的实施、装备产业升级及国际竞争力提升提供有力支撑,进而助力我国在全球极地油气资源开发中发挥引领作用。

基于微芯片监测连续管气举全井筒温压的研究

摘要:针对连续管气举过程中井下温度、压力动态参数难以实时准确获取的问题,提出了一种基于微芯片胶囊的全井筒温压监测技术方案。该方案通过向连续管内投放微型传感器胶囊,利用气举流体将其输送至井底,并随返排流体在环空上浮,实现全井筒温度、压力的动态采集。为解决胶囊初始位置判定难题,设计了在胶囊外部包裹软树脂,通过泵压变化精准判断胶囊是否穿过水眼,提高了监测深度的准确性。研究结果表明:微芯片胶囊在井下高温高压环境中表现稳定,与电子压力计、温度计对比,温度监测最大误差为0. 8%,压力监测最大误差为1. 2%;通过软树脂包裹设计,可依据地面泵压变化准确识别胶囊到达水眼的时间,实现了监测深度的精确标定;该技术具备功耗低、体积小、响应快等特点,适用于连续管气举全过程动态监测。所得结论可为低渗透油气藏高效排液与储层保护提供可靠的井下数据支持。