钛合金在油气开采中的应用及研究现状
摘要：我国目前现有的油井管用钛合金都是在其他行业所用钛合金的基础上进行改进设计的，普遍存在抗腐蚀性能较差、成本较高等缺点，并且钛合金在我国油气开采领域还未得到大规模的生产与应用。总结了钛合金油井管在油气开采领域的应用以及油井管用钛合金抗腐蚀能力的研究成果，并且梳理了我国目前油井管用钛合金材料抗腐蚀性能的不足，为后续的研究提供参考。
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。
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。
铁基非晶合金和13Cr不锈钢在超临界CO2环境的腐蚀行为
摘要：非晶合金由于其独特的结构、优异的耐磨耐蚀性能在海洋及CO2地质封存领域展现出广阔的应用前景，有望成为超临界CO2环境下钢构件的耐蚀涂层材料，但关于非晶合金在该环境下的腐蚀行为鲜有报道。利用高温高压反应釜对SAM2X5铁基非晶合金与13Cr马氏体不锈钢在温度80℃，压力10 MPa的模拟环境下进行腐蚀行为对比研究。通过XRD、DSC、CLSM、SEM、XPS以及电化学Mott-Schottky 测试等方法对两种材料的微观结构、腐蚀形貌以及表面膜成分及结构进行表征与分析。研究结果表明：在高温高压的超临界CO2环境下进行168 h腐蚀试验后，13Cr不锈钢表面发生严重的点蚀，而铁基非晶合金表面无点蚀发生；非晶合金表面膜除Fe和Cr外，富含大量的Si元素，会促进形成稳定致密的钝化膜；13Cr不锈钢表面膜为p型半导体，非晶合金表面膜为n型半导体，13Cr不锈钢钝化膜载流子密度远高于铁基非晶合金。证实了在该环境下铁基非晶合金的耐蚀性能远优于13Cr不锈钢。
高压氢气管道氢脆问题明晰
摘要：利用长输管道（尤其是现有的天然气管道）进行氢气输送，是发展规模氢能经济、加速实现能源转型战略的重要一环，但在高压氢气环境中，管道存在发生氢脆的潜在可能，严重影响了管道安全，并制约了氢气管道工业的发展。解释了氢脆现象的科学含义，澄清了诸多关于管道氢脆问题的误解及不明之处，详述了管道氢脆发生的条件、过程及机理，着重阐明了“气态环境氢脆”与“液态环境氢脆”的实质区别，并梳理了管道氢脆的独特特征和技术挑战。根据最新的相关研究成果及亲身的学术交流经验，指出了管道氢脆领域当下迫切需要解决的科学与技术问题，以期为天然气管道掺氢输送的安全运行提供技术发展路径。
中国石化工程科技2035发展战略研究
摘要：本文在把握国内外石化工业和工程科技发展趋势、研判我国2035 年经济社会发展前景、预测我国重大战略需求的基础上，提出了2025 年和2035 年我国石化工程科技发展的战略思路、战略目标、重点任务和措施建议。
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。
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。
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。
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。
