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。

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。

摘要：针对万米特深井S-1 上部大尺寸井眼钻头方案优选问题，建立综合考虑钻柱振动和钻头破岩的全井动力学模型，采用四川盆地北部地区HT-1 井钻具振动实测数据和实际钻速证明该模型的有效性，利用该模型计算并分析S-1井大尺寸井眼钻进侏罗系蓬莱镇组的钻柱动力学特性，并进行钻头优选。研究表明：在S-1 井蓬莱镇组钻进过程中，综合考虑6 种钻头的机械钻速以及井下钻具的横向、轴向、扭转振动特性，优选机械钻速最快且均值达7.12 m/h 的六刀翼双排布齿结构钻头，采用该钻头钻进时井下钻具振动均值处于中低水平。钻头入井实际钻速数据与动力学模型计算结果吻合度达90%以上，证明该模型可以用于钻头方案筛选。

摘要：中国氦气资源短缺，加大富氦资源勘探力度是解决这一问题的关键，但目前针对富氦资源分布规律与勘探方向的系统研究仍较为薄弱。为此，基于中国主要含氦气田的地球化学特征、天然气储量丰度及氦气含量等关键数据，结合富氦气藏的区域分布、层位特征与成因类型，系统总结了中国富氦气藏的分布特点与规律，并提出富氦气藏勘探方向。研究结果表明：①中国氦气资源分布广泛但整体品质偏低，天然气储量丰度与氦气含量呈显著负相关，富氦气藏数量少、规模小，仅少数气田具备提氦价值；②富氦气藏呈现层位分散、类型多样、天然气成因多元的特征，氦气来源以壳源为主，东部盆地受构造活动影响存在不同程度幔源氦混入，整体呈现东西分带性，与区域大地构造格局密切相关；③富氦资源集中分布于中西部含油气盆地，发育于古老基底之上经大幅抬升的构造活动带，与古老地下水发育区相伴，氦、氮呈富集耦合特征，多分布于封盖能力较弱的低- 常压带。结论认为，中国富氦资源勘探应聚焦中西部古老基底发育区，优先选择基底断裂发育、后期构造运动抬升幅度较大、天然气为中- 低丰度的常压/ 负压区域，同时可将富氮气藏作为富氦气藏的勘探指示标志。

摘要:目的为降低利用单一低温法从天然气中提氦的工艺设备投资及能量损耗,提出一种新型天然气提氦联产LNG工艺。方法 以国内某气田低含氦原料气数据为基础,对该新工艺的特性及适应性进行了模拟分析,并通过遗传算法对混合制冷剂制冷循环进行了优化。结果 ①通过特性分析可知,节流前温度越低、节流压力越高,闪蒸罐对氦气的浓缩作用越好,同时可生产摩尔分数达到99.9%的高纯氮气产品,并自产液氮产品;②新工艺对原料气中氮气、氦气纯度变化及原料气压力均有很强的适应性,原料气压力越高、氮气和氦气纯度越低,压缩机轴功率越低;③通过特性及适应性分析、混合制冷剂制冷工艺参数优化可得闪蒸罐节流 前温度为-150℃,节流压力为350kPa,提氦塔压力为3200kPa,脱氮塔和提氦塔塔板数均为12块,混合制冷剂压缩机一级和二级最优增压压力分别为1341kPa和2767kPa,混合制冷剂循环量为1722.7kmol/h,压缩机总轴功率为 3765kW,冷却水用量为6474t/d,综合能耗及单位能耗分别为1097216.00MJ/d、3.66MJ/m3。结论 该新型工艺的氦气回收率超过98%,粗氦摩尔分数高于70%,且可自产制冷剂,并得到高纯氮气和液氮产品,对原料气气质条件适应性好。

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。

摘要：目的：采用熔融法天然气裂解技术将天然气中的碳元素转化为高价值碳材料——石墨烯，结合可再生能源供能，可实现整个工艺零碳排放且副产氢。为进一步实现天然气的低碳、高值化利用，有必要对熔融法天然气裂解技术进行研究。方法：介绍了熔融法天然气裂解制石墨烯工艺的反应机理、熔融介质研发进展与裂解反应器设计等，并以中国石油西南油气田公司（以下简称西南油气田公司）熔融法所产石墨烯粉体为样本，对其进行分析表征与应用研究。结果：在熔融法天然气裂解实验中发现：高温和高含量原料气有助于提升石墨烯生长的速度和转化率，石墨烯出现厚度增大的现象。西南油气田公司通过对熔融催化体系进行改性，降低裂解反应温度和提高原料气进气含量，成功制得少层石墨烯，提升了石墨烯产量。结论：根据应用性能评估结果，表明西南油气田公司所产石墨烯粉体可在导热、防腐、导电与封堵液等应用领域进行开发。此外，加强裂解反应器及其配套设备的研发、石墨烯行业标准编制将是未来重点发展方向。

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。

摘要：水煤气变换反应是氢气提纯的重要过程，是燃料电池供氢系统的重要组成部分。综述了近年来水煤气变换反应催化剂的研究进展，包括催化反应机理、可选择的催化剂体系及提升催化反应性能策略等。反应机理主要包括联合机理、氧化还原机理及重整机理，其中联合机理主要包括甲酸盐和羧酸路径。催化剂体系主要包括贵金属催化剂及过渡金属催化剂。此外，通过掺杂助剂及优化金属-载体相互作用等手段可实现高效的水煤气变换反应催化剂的设计开发。

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。