中石油深层煤岩气钻完井工程技术现状及展望

摘要: 中国能源禀赋结构以煤炭为主,全国埋深2 000 m 以深的煤岩/煤层气资源量超过40.71×1012m3,深层煤岩气资源丰富,但深层煤岩气在地质方面与中、浅层煤层气差异显著,具有储层埋深大、游离气与吸附气并存、富割理等特点,对钻完井技术带来诸多挑战。近年来,中国石油天然气集团有限公司( 中石油) 在深层煤岩气钻完井工程技术方面采用系列关键核心技术,并对现场应用效果进行了系统分析。中石油深层煤岩气开发初步形成了深层煤岩气“水平井+大规模压裂”的主体开发模式,在深层煤岩气建井过程中面临基础理论研究薄弱、优质储层钻遇率低、一趟钻占比低、长水平段井壁失稳严重等系列问题。针对深层煤岩气规模化发展趋势提出建议: 围绕现场实际生产需求,坚持地质—工程一体化为核心,强化基础理论研究,创新发展深层煤岩气优快水平井钻完井技术,着力打造适应深层煤岩气的工程技术与装备,持续提升储层钻遇率和单井产量,探索颠覆性与引领性融合开发模式,实现深层煤岩气提质、提产、提速、提效“四提”目标,最终推进低碳绿色发展,助力实现“双碳”目标。

深地勘探钻井技术现状及发展思考

摘要: 中国深地油气资源丰富,随着油气勘探开发的进一步发展,深地领域将是中国未来油气勘探开发的主要发展方向,对保障国家能源安全具有重要的战略意义。文章通过调研国内外深地勘探钻井的发展现状,分析总结了深地勘探钻井技术中的关键技术———井身结构设计、高效破岩、钻井提速、抗高温高压测控工具、耐高温钻完井液、井筒压力精细控制、复杂故障防控、高温固井、钻井装备等在深地勘探钻井中的发展状况,并在此基础上提出了未来深地勘探钻井中有待继续攻关完善上部大尺寸井眼的钻井、多压力系统安全钻进、抗超高温井筒工作液以及抗高温高压随钻测量工具等关键技术及装备,并指明在地质工程协同发展基础上,大尺寸井眼提速、多压力系统安全钻井、高温井筒工作液、高温高压随钻测量和井下工具、完井试油技术和装备发展等关键技术及装备的攻关思路,期望为中国深井超深井钻完井技术的发展提供参考借鉴。

“一带一路”油气勘探开发合作成果与展望

摘要:2023年是共建“一带一路”倡议提出10 周年。以共建“一带一路”倡议为契机,我国石油企业加速出海布局,在油气能源领域与沿线国家开展广泛合作,积累了丰富的经验。文章回顾了我国石油企业在“一带一路”跨国油气勘探、开发合作中取得的丰硕成果,总结了合作现状,分析了合作中呈现的潜力和面临的机遇。针对中美博弈全面加剧、乌克兰危机影响外溢、国际投资合作环境日趋复杂、能源转型日益紧迫等诸多挑战,文章提出了4 点战略方向和建议:(1)打造互利共赢的油气合作利益共同体,稳健提升能源合作抗干扰能力;(2)推进人民币国际化结算体系建设,系统提升抗金融风险能力;(3)突出油气合作主线,牵动新能源接续发展;(4)以科技创新和精益管理为抓手,持续提升我国石油企业在国际市场上的核心竞争力。希望这些建议能为我国石油企业在国际合作中更好保障国家能源安全、正确抉择发展方向、深入拓展国际合作空间提供参考。

炼油厂重芳烃油加工路线优化

摘要:某炼化企业原设计中,所产重芳烃油作为原料全部进入延迟焦化装置进行加工,其所产焦化柴油再进入柴油加氢裂化(DHC)装置进行二次加工,存在加工流程较长,加工效率低的问题。应用PetroSIM流程模拟软件建立了延迟焦化装置、DHC装置、柴油加氢精制(DHF)装置的机理模型,从总流程角度对3套装置进行联合诊断,印证了重芳烃油加工路线确实存在加工效率低的问题。通过对重芳烃油全流程的模拟与优化,提出了重芳烃油的加工优化方案:大部分重芳烃油按照溶剂油出厂外销,少量重芳烃油进入DHF装置或DHC装置进行加工。重芳烃油加工路线优化后,缩短了重芳烃油加工路线。生产报告显示优化后一个季度整体经济效益提升了3997.33万元,达到了运营优化和效益提升的目的,对同类型炼油厂重芳烃油全流程优化加工具有较好的借鉴意义。

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。

“双碳”驱动的地质储氢技术:潜力、瓶颈与创新

摘要:【目的】针对氢能大规模、长周期储能需求,聚焦地质储氢技术在全球能源转型背景下的技术潜力与发展路径,旨在构建覆盖技术评估、风险管控及产业化推进的全链条解决方案,为“双碳”目标下氢能产业链完善提供科学支撑。【方法】通过整合全球典型地质储氢工程数据,建立多维度技术评价指标体系,系统梳理国内外地质储氢构造空间类型,分析地质储氢技术的发展历程与现状,归纳总结当前地质储氢技术的潜力与瓶颈,并展望未来地质储氢技术的重点发展方向。【结果】①地质储氢技术在氢能产业链中具有显著的协同效应,能够有效平衡氢能供需波动,降低跨区域调配成本,并适配交通、工业、发电等多场景需求;②地质储氢在需求端、资源端、经济端及安全端都展现出极大潜力,有望实现大规模地质储氢;③地质储氢面临地质完整性评价、井筒完整性检测与评价、氢与储层介质化学反应、储氢库地面注采技术、储氢库安全监测体系、储氢库长期稳定性评估等多种技术挑战,应加快相关理论技术攻关。【结论】未来地质储氢可从技术创新、管理创新、商业模式及政策保障方面协同推进:①聚焦储层地质与工程体系优化,研发基于多物理场融合的井筒智能监测技术,建立数字孪生储气库系统以实现全生命周期预测预警;②促进氢能产业链上下游协同,构建标准化战略体系,制定分级标准与全生命周期质量控制规范,形成可复制推广的技术方案;③探索“氢储能收益权质押+区块链溯源”的金融创新,设计绿氢供应与储氢服务捆绑的一体化方案及“风光发电+地质储氢+调峰供电”的能源套餐;④构建技术创新支持体系,加速地质储氢设施及氢气管网建设,为氢能产业规模化发展奠定基础。

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。

分子蒸馏及其在石油化工领域中的应用

摘要:分子蒸馏作为一种低碳、环保的新兴分离技术,在高沸点、热敏性物质的分离过程中展现出独特优势,国内外正处于开发利用的活跃期。文中系统介绍了分子蒸馏技术的分离原理、分离过程、影响因素等,并对分子蒸馏自身的优缺点、不同蒸馏设备之间的优缺点进行了总结对比,重点探讨了其在油品分离、油品分析、废油品回收等石油化工领域的应用。指出现阶段对分子蒸馏技术的基础理论研究不足,尤其是在反应过程的流体力学、传质传热数学仿真模型建立方面,并对扩大工业实际应用规模提出了建议。

在役天然气管道掺氢应力腐蚀开裂研究进展及展望

摘要:【目的】全球氢能需求正大幅增长,对氢气输送技术提出了新要求。在现有技术路径中,利用已建成的天然气管道开展掺氢输送,是一种兼具经济性与高效性的解决方案。但该输送方式也面临诸多挑战,尤其在复杂腐蚀环境中,管道易出现应力腐蚀开裂(Stress Corrosion Cracking, SCC)风险。通过研究氢-腐蚀-应力耦合作用下管道的 SCC行为,可为掺氢天然气管道的安全评估与防护提供理论依据及实践指导。【方法】阐述了应力腐蚀的阳极溶解机理(包括氧化膜开裂、滑移溶解、膜致脆断等),探讨氢致开裂机理,并分析了材料因素(元素含量、夹杂物、微观结构等)、环境因素(温度、外加电位、腐蚀介质、pH 值等)、应力因素(残余应力、膜致应力等)及气态氢对管道 SCC 行为的影响规律。【结果】氢的掺入会降低管道材料韧性,显著加剧管道 SCC 风险。材料的微观组织、加工工艺及力学性能均会影响其氢脆敏感性:含碳量增加会提升材料脆性,晶界碳化物的存在则会加速SCC进程;温度、外加电位及腐蚀介质的变化对管道 SCC 敏感性的影响无统一规律,需结合管道材料特性开展多因素耦合分析;在应力层面,残余应力与膜致应力在氢-腐蚀-应力的共同作用下,会显著促进裂纹形核与扩展,进而加速管道发生SCC。【结论】当前在掺氢天然气管道SCC风险评估与管理方面的研究存在不足,尤其在掺氢比确定、安全性评估、相关技术工艺优化等领域。未来需重点关注氢能管道输送技术的核心问题,主要包括管材相容性验证、管道寿命预测、氢能管道输送技术标准体系的建立与完善等,可为在役天然气管道掺氢输送提供更有力的保障,推动氢能大规模应用。

天然气掺氢输送管线钢氢脆敏感性研究进展

摘要:天然气掺氢输送可实现低成本、大规模、持续性氢能供给。在高压氢气环境中管道表面吸附的氢原子会因浓度梯度驱动而扩散到管材内部,导致氢脆。管线钢的氢脆过程复杂,其钢级、表面缺陷、组织缺陷及腐蚀环境和运行工况等均会影响氢脆敏感性的变化规律与机制。探究现役天然气长输管道与氢气环境相容性特征,对预防和控制氢脆的发生、保障掺氢管道的安全运行具有重要意义。简述了在天然气掺氢输送过程中氢的来源及其渗透过程,概述了氢脆机理的主要发展历程,重点分析了管道内外缺陷、服役环境(氢浓度、温度、应力状态)以及合金元素(铜、钒、钼、铌)等因素对管线钢氢脆敏感性的影响,最后对天然气掺氢输送管线钢氢脆敏感性的研究方向进行了展望。