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。
中东某代表性油田L80-1套管材料的腐蚀行为及腐蚀图版初步研究
摘要：为了给中东某代表性油田服役套管材料的选择提供依据，采用浸泡失重试验、正交试验、SEM、XＲD等研究了该油田环境中不同CO2分压、H2S分压、含水率、浸泡时间等因素对L80-1套管材料腐蚀行为的影响。结果表明: 在试验测试参数范围内，对L80-1钢的腐蚀速率影响程度最大的是含水率，其次是CO2分压，然后是H2S分压、温度，影响最小的是Cl－浓度。随着浸泡时间的延长，L80-1钢的腐蚀速率越来越小，膜层越来越致密平整。随着CO2分压的增加，L80-1钢的腐蚀速率呈现先增大后减小的趋势，在2.00MPa 时达到最大值。随着H2S 分压的增加，L80-1钢的腐蚀速率不断增加。L80-1钢在开采前期腐蚀轻微，但一旦产出液中含水率超过30%，其腐蚀速率将迅速升高，因此开采中后期须采取防腐措施。基于腐蚀行为研究的基础数据，绘制了几种套管钢的CO2-H2S腐蚀图版。腐蚀图版表明在中东典型油田腐蚀环境中，L80-1钢可用范围有限，对于油田的长期安全开采，L80-3Cr钢可能是综合耐蚀性能和经济性的较好选择。
西气东输一线管道掺氢输送压缩机运行工况适应性分析
摘要:目的 将氢气掺入天然气管网会改变气体的组成和物性参数,使离心式压缩机运行工况点发生偏移,影响压缩机进出口压力、功率和能耗。为此,需对掺氢输送压缩机的运行工况进行适应性分析。方法 以西气东输一线管道为研究对象,考虑氢气掺入对天然气物性参数的影响,建立了基于相似换算方法的掺氢天然气离心压缩机特性计算模型、掺氢量为0%~20%条件下的掺氢天然气输送管道仿真模型;分析了掺氢前后在同等输量和同等发热量两种状态下,管道沿线压力、温度、离心式压缩机工况点与性能参数的变化规律。结果 对于同等输量工况,在输量为(2800~4500)×104 m3/d,掺氢量为0%~20%时,掺氢量每增加5%,典型R-R型压缩机进口压力、出口压力和压头平均增加3.34%、1.60%和0.39%,压缩机自耗气、功率和压比平均减少0.35%、4.11%和1.64%;对于同等发热量工况,在输量为(2800~3500)×104 m3/d、掺氢量为0%~20%时,掺氢量每增加5%,典型R-R 型压缩机进口压力、出口压力、自耗气和功率平均增加7.31%、5.37%、4.78%和0.84%,压头和压比平均减少0.11%和1.72%。结论 西气东输一线管道压缩机适用于掺氢输送工况。
油气田水伴生资源提取技术进展及应用
摘要：近年来，随着油气勘探力度的逐渐增大，油气田水量逐年增加，由此带来诸多环境问题，而部分油气田水中的伴生元素的含量均超过工业开采品位，适合综合开采或者单独开采。因此，分析油气田水中伴生元素综合利用的可行性并提出可行技术路线具有重要意义。对油气田水的水质特点和资源分布特征进行了总结，剖析了油气田水中伴生元素锂、溴、钾提取技术的研究和应用现状，阐述了目前盐湖卤水中锂、溴、钾提取技术对于油气田水的适用性及其存在的问题。结合油气田水中伴生元素提取技术和应用现状，认为吸附法提锂+热溶冷结晶法（或冷分解−浮选工艺）提钾+电氧化法提溴是油气田水中伴生有价元素综合利用可行的技术路线。目前的油气田水产业化只针对提锂，应尽快打通伴生资源综合利用全流程，寻求环保经济的油气田水伴生资源综合利用和达标处理工艺，为进一步工业化应用提供理论支撑，助力油气行业绿色高质量发展。
不同基质超疏水材料及其在油水分离中的应用
摘要：现有清理或回收泄漏石油的许多方法不仅经济成本高，还可能对环境造成二次污染。超疏水材料在油水分离方面显示出巨大的潜力，在处理溢油问题中得到广泛应用。介绍了超疏水材料的除油方法及制备方法，综述了以工业产品、天然无机材料、生物质材料和新兴材料为基质制备的超疏水材料在油水分离中的应用，分析了各自的特点与优点。提出了现有超疏水材料在油水分离领域存在的不足，并对未来的研究前景进行了展望。
硬质合金在井下工具中的应用与关键技术分析
摘要:硬质合金作为一种常用的高硬度材料,具有良好的耐温性与耐磨性,在井下工具中的应用非常广泛,具有良好的发展前景。文章在阐述当前硬质合金主要类别和研究现状的基础上,调研分析了硬质合金材料在井下工具常见零部件中的应用现状,重点分析了目前钻探行业对硬质合金材料的性能需求,提出了在地球深部高温钻探领域,井下工具所用硬质合金材料的关键技术,为硬质合金材料在钻探行业的应用与发展提供参考。
