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。

大模型时代的石油化工行业高质量数据集:挑战与机遇

摘要:通用大模型性能的提升与开源生态的完善,正推动人工智能迈入行业深度赋能的新阶段。石油化工行业作为典型的流程工业,长期运行中积累了海量原始数据。然而,这些数据普遍存在碎片化、非结构化和标注不足等问题,难以直接用于大模型训练。因此,通用大模型在石化专业知识的理解和应用上仍存在局限,幻觉问题频出,制约了其在石化行业的应用。聚焦大模型在石化行业应用的关键——行业高质量数据集,系统梳理了石化行业高质量数据集建设面临的挑战与机遇。结合行业数据特征,提出了一个面向石化行业高质量数据集建设与应用的通用框架,旨在为石化行业构建适用性强、可扩展的高质量数据集体系,最后探讨了数据集赋能行业应用的前景与发展方向,以促进大模型与石化行业的深度融合与应用。

电催化CO2还原制甲醇及机器学习赋能

摘要:随着全球对二氧化碳排放的关注日益增加,电催化二氧化碳还原(ECO2R)制甲醇在碳达峰背景下显得尤为重要。然而现有ECO2R催化剂在活性、选择性和稳定性等方面仍存在一些挑战,限制了其实际应用,这使得开发高效催化剂成为该领域的核心研究方向。传统的催化剂设计是通过试错法进行,效率低下。因此,需要寻找新的加速催化剂开发的方法。随着AI的快速发展,机器学习逐渐成为推动催化剂研发的重要工具。本文系统综述了ECO2R制甲醇的反应机理,总结了近年来铜基、非铜基及酞菁基催化剂的最新研究进展。最后介绍了机器学习应用的基本程序,从数据收集到模型验证,并重点阐述了其在催化剂活性预测、催化剂设计及优化方面的应用。尽管机器学习在ECO2R研究取得了显著进展,但仍存在若干挑战,包括数据稀缺、模型可解释性不足以及缺乏通用预测框架等。未来研究应致力于构建高质量的催化剂数据库,提升模型的可解释性和泛化能力。本综述旨在为ECO2R制甲醇的催化剂设计提供全面的视角,并强调机器学习在推动该领域实现突破性进展中的关键作用。

煤制天然气发展现状分析及问题思考

摘要:全面分析了国内外煤制天然气的技术进展、产业化发展现状、生产成本和经济性,并对我国煤制天然气产业发展中的主要问题进行了分析思考,提出了相关建议。认为我国已经基本掌握了煤制天然气全产业链关键核心技术,产业发展取得显著进步,但也存在一些不容忽视的问题,主要包括:项目规划多、投产少,存在技术、环保、安全等风险和挑战,需要继续推进工业装置示范运行和技术进步;生产成本较高、经济性不强,需要进一步降低成本,提高市场竞争力;资源配置、管网接入、市场准入接受度较低,需要着力推进与传统天然气的协调发展;生产过程CO2排放量较大,需要加强CO,捕获、利用与封存(CCUS)技术的应用及绿氢的引入,促进碳循环和“零碳”排放,推动煤制天然气产业规模化发展。

高强度柔性钻杆研制及试验

摘要: 随着超短半径钻井水平距离逐步延伸,对其中重要工具柔性钻杆的力学与密封性能不断提出更高的强度要求。针对现阶段柔性钻杆结构强度要求高、寿命短、密封难的问题,研制了一种高强度柔性钻杆,采用球铰结构连接钻杆短节, 使节与节既可以弯曲一定角度,又可以传递扭矩和钻压。利用有限元软件建立了该柔性钻杆单节三维有限元模型,采用应力分类法对柔性钻杆结构强度进行校核。开展了三节柔性钻杆的抗拉、抗压、抗扭结构强度以及承载后的密封性能的室内试验。试验结果表明: 所研制的高强度柔性钻杆单独受载时,在承受31kN·m 极限扭矩,1120kN拉伸载荷,270kN压缩载荷时仍能满足强度要求。所得结论可为油田高强度柔性钻杆的研制提供理论依据。

耐微生物腐蚀含Cu抗菌石油套管钢的研究进展

摘要:当前微生物腐蚀对油气开采安全构成了严重威胁,传统石油套管防护技术存在一定环境风险和成本高的问题。含Cu抗菌石油套管钢通过合金化设计,利用纳米ε-Cu析出相的多重机制( 如细胞膜损伤、酶活性抑制和DNA氧化损伤)实现长效抗菌,为解决微生物腐蚀问题提供了创新方向。分析了硫酸盐还原菌、铁氧化菌及腐生菌等细菌的腐蚀机理,阐述了含Cu抗菌石油套管钢中Cu元素的抗菌作用原理,抗菌性能主要源于纳米ε-Cu相的Cu2+缓释及其与微生物的多重作用机制。总结了含Cu抗菌石油套管钢中合金化元素对耐蚀性能的影响,指出抗菌元素和耐蚀元素的合理搭配与含量控制对提高抗菌石油套管钢的耐蚀性能具有重要意义。提出了含Cu抗菌石油套管钢的设计思路和多尺度调控方案,以实现抗菌性能与力学性能的协同优化。同时,探明了含Cu抗菌石油套管钢抗氢致开裂性能源于CuS/FeS 复合膜的氢渗透抑制及纳米ε-Cu析出相的氢捕获作用。总结了含Cu抗菌石油套管钢的研究瓶颈,包括焊接性能、铜脆问题和长周期抗菌性能失效问题,并展望了其未来发展方向应聚焦于成分优化、工艺优化、表面改性及绿色智能化等,旨在为油气工业领域耐微生物腐蚀油套管钢的应用提供指导。

热采井中油套管钢的腐蚀行为

摘要: 采用高温高压反应釜模拟稠油热采CO2和H2S腐蚀环境,研究了热采井油套管钢110H、L80-3Cr、L80-9Cr和L80-13Cr在此环境中的腐蚀行为。结果表明,在单一CO2腐蚀环境中,随着温度的升高,4种油套管钢的均匀腐蚀速率均增大,80℃时随着油套管钢中铬含量的增加,均匀腐蚀速率降低。在CO2和H2S共存腐蚀环境中,油套管钢的均匀腐蚀速率随 CO2和H2S分压比p(CO2)/p(H2S)的变化呈现不同的规律:80℃时,随着p(CO2)/p(H2S)增大,110H和L80-3Cr的均匀腐蚀速率逐渐增大,而L80-9Cr和L80-13Cr呈现先增大后减小的趋势;150℃时,随着p(CO2)/p(H2S)增大,4种油套管钢的均匀腐蚀速率先增大后减小。在300℃和350℃的CO2和H2S共存腐蚀环境中,L80-9Cr和L80-13Cr的耐蚀性远远优于L80-3Cr和110H。

我国油气工程技术装备智能化和智能制造的探索与实践

摘要: 经过数十年发展,我国油气工程技术装备整体水平步入国际先进行列, 实现了从初期的机械化到自动化和信息化, 以及目前部分数字化与智能化的跨越。分析和描述了万米特深井钻机、“一键式”自动化钻机、智能钻井系统、5G加持的压裂机组、自动化连续管装备、连续管作业智能支持中心、智能导向钻井控制系统、万米自动化顶驱、智能钻杆等国内典型油气工程技术装备的关键技术特征和智能化水平。认为国内油气工程技术装备的智能化依然以第一代“ 自动化”、第二代“数字化+网络化”为主,要全面实现第三代智能化,任重道远。论述了智能制造的内涵、国内油气工程技术装备智能制造的发展概况,认为国内油气工程技术装备的智能制造取得了长足进步,尤其是在应用层面已经跟上了全球发展步伐, 在某些方面形成了中国特色。以连续管作业装备为制造对象,构建了“基于工业互联网的连续管装备智能制造整体解决框架”,剖析了智能工厂、制造知识、精益生产、智能装备、工业软件等关键要素。研究结果可为全面实现油气工程技术装备智能制造提供参考。

深层页岩气水平井井筒瞬态传热特性及降温策略

摘要:在四川盆地南部深层页岩气长水平井钻井过程中,旋转导向工具在地层温度超135 ℃时频繁失效,严重制约“一趟钻”技术实施,而传统降温措施随井段延伸受地层传热与循环摩阻影响加剧,工具适用性面临挑战。为此,基于能量守恒原理,建立了考虑钻头破岩、钻柱旋转、喷嘴水力耗散及循环摩阻等多热源耦合的井筒- 地层瞬态传热模型,系统分析了钻井参数、钻具结构及短起下钻循环工艺对井筒温度的影响,揭示了高温环境下井筒多热源耦合传热机理,进而提出了有效的降温调控策略。研究结果表明:①径向热传导是影响深井温度场计算的关键因素,忽略该效应将导致最高1.63% 的井底温度预测误差;②采用Ø139.7 mm 钻杆替代Ø127.0 mm钻杆可使井底温度降低3.2 ℃ ;③将钻柱内壁涂层热导率由45 W/(m·℃) 降至1 W/(m·℃) 时,理论最大降温幅度可达21 ℃ ;④现场应用证实,“短起下钻循环20 min+循环排量15 L/s”的协同降温策略可使井底温度实测降低3.0~5.2 ℃,与模型预测值4.5 ℃高度吻合。结论认为,该研究成果量化了多热源耦合传热规律及各项降温措施的效能,为高温环境下深层页岩气长水平井钻井提供了可靠的理论依据与可操作的温控策略,对保障深层页岩气安全高效钻进具有重要意义。

我国长输天然气用管线钢的发展现状与趋势

摘要: 随着国内天然气管道的大规模建设,我国长输天然气用管线钢及钢管的生产制造技术也迅速发展并达到世界先进水平。天然气管道仍将朝着高强度、大口径、高压力、大壁厚、低温服役等方向发展,对高钢级管线钢特别是抗大变形管线钢、低温环境用管线钢等提出了更高的要求。本文着重从管线钢的合金成分体系、组织类型、轧制工艺的演变及其与管线钢的性能间的关系等角度,对高钢级管线钢、抗大变形管线钢及低温环境用管线钢的发展现状进行了综述,并结合目前应用中存在的一些问题对我国长输天然气管道用钢的发展趋势进行了探讨。