迈向绿氢时代:中国氢能产业系统诊断与政策重构

摘要:2025年以来,中国氢能产业遭遇项目退潮、示范不及预期等阶段性困难,折射出能源转型的多维复杂性,亟需深入剖析问题根源,明确发展路径。为此,梳理中国氢能产业发展现状,构建了“能源安全- 产业迭代”双轮驱动分析框架,基于国际典型政策、国内产业数据、成本模型及560 余项政策文本的量化分析,从技术、资本、政策三个维度剖析产业面临的核心约束,并提出系统性优化路径。研究结果表明:①中国发展氢能的核心目标在于保障国家能源安全、推动能源体系低碳转型,尽管产业整体已跻身全球第一梯队,但尚未完成从示范应用向商业化规模化发展的关键跨越;②现行氢能政策体系虽覆盖面广、供给充足,但存在政策碎片化、不同层级间协同性不足等突出问题,难以形成有效合力,制约了氢能产业化规模化发展;③氢能产业面临的发展困境可归结为技术经济瓶颈与制度性障碍两大维度,商业链无法在综合挑战下实现闭环。结论认为,中国氢能产业发展需要完善顶层设计,破解体制障碍;创新政策工具,驱动商业循环;促进区域协同,优化产业生态,加速将中国的可再生能源优势与市场优势转化为氢能产业的核心竞争力和全球领导力。

深海气田开发人工智能技术应用现状及展望

摘要:深海海域环境复杂,存在地形条件多变、地层压力高、水温低、流体腐蚀性强,以及气藏分布分散、边底水发育等因素,同时深海气田井数少、数据噪声大、井下动态监测设备易损坏、数值模拟模型耗时长,这些问题给深海气田的勘探开发带来极大的挑战,人工智能的发展为解决上述问题带来了可能。从物探、测井、钻完井及气藏工程4 个领域系统论述了人工智能技术在深海气田勘探开发领域的现状与研究进展,并展望了人工智能技术在深海气田未来的发展方向。研究结果表明:①总结了现有人工智能在深海气田关键勘探开发技术,如地震相识别、岩性识别、测井曲线重构、钻完井参数反演、工况预警、气藏代理模型评价、流动保障风险智能评估等方面的应用场景;②探讨了当前智能勘探面临的硬件不足、数据治理困难、算法泛化能力不足及“深海油气+ 智能化”应用场景难落地等挑战;③提出建立深海气田共享数据库,发展可解释性智能算法,解决少井条件下储层模型精确预测难题,构建深海气藏井筒-储层-地面一体化智能决策平台发展方向。结论认为,人工智能技术有望实现深海气田生产关键开发指标的快速预测和生产制度的智能优化和决策,研究成果对进一步推动深海气田人工智能算法相关研究与应用具有较好的参考作用,并可为深海气田勘探开发领域未来的发展提供指导。

金属氧化物光催化甲烷氧化制含氧化合物的研究进展

摘要:甲烷是一种储量丰富的化石能源, 利用甲烷作为原料实现高值化学品生产具有重要研究价值和经济意义. 然而, 传统热催化甲烷转化过程存在反应条件苛刻、能耗高、易过度氧化等严峻挑战, 极大限制了相关技术的进一步发展. 太阳能作为广泛易得、清洁绿色的可再生能源, 是甲烷增值化利用的理想驱动力. 金属氧化物半导体由于合适的能带结构、良好的结构稳定性、丰富的表面配位形式等优良特性在光催化甲烷选择性氧化领域展现出了巨大潜力. 本文综述了近年来金属氧化物光催化甲烷选择性氧化制含氧化合物的研究进展, 聚焦于光催化反应过程、甲烷活化机制、金属氧化物半导体的调变策略和反应系统设计, 并对当下亟需解决的问题进行了讨论和展望.

极地油气钻井关键技术与装备研究进展

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。

中国含油气盆地富氦资源分布规律及勘探方向

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。

中国海油深水及海上深层钻完井技术进展与展望

摘要: 深水和海上深层油气资源是我国海洋油气增储上产的关键,但其钻完井作业面临复杂工程地质条件、极端环境与高成本等多重挑战。系统综述了中国海油在深水及海上深层钻完井领域的关键技术进展,展望了未来发展方向,旨在为复杂场景下的安全高效开发提供理论支撑与实践参考。针对深水复杂井井控溢流监测、井筒完整性、高效完井等核心难题,中国海油创新研发了气侵早期海底预警技术、全寿命环空压力调控技术及多流道旁通筛管等装备,成功保障了“深海一号”超深水大气田等重大项目的安全投产;针对海上深部地层复杂、开发成本高等瓶颈问题,中国海油提出了多源信息融合构造识别、抗高温低成本防腐及硬地层裸眼侧钻等关键技术,显著提升了渤中19−6 等深层气田的开发效率。然而,深水超浅气层开发、深水深层高温高压工况叠加等复杂场景仍存在技术瓶颈,核心工具、装备及工程设计软件的自主化程度有待进一步提高。未来,中国海油需重点突破超深层钻井智能控制、全生命周期防腐优化及颠覆性绿色技术研发,以增强自主可控能力,推动我国深水及海上深层油气资源的高效开发。

井下压裂工具用可溶铝合金材料研究进展

摘要:可溶铝合金(DAAs)具有良好的力学性能、较低的密度以及在特定环境下可溶解等优点,是油气开发井下压裂工具的重要基体材料之一。本文综述了近年来DAAs在制备工艺、活化溶解以及合金元素对性能影响等方面的研究进展,其中DAAs的制备工艺主要采用粉末冶金法和熔炼铸造法,影响DAAs溶解度的主要元素有Ga、In、Sn、Zn和Cu等,影响合金力学性能的有Mg、Si、稀土元素等,同时概述了DAAs的活化溶解机制,最后展望了DAAs的发展前景。

天然氢地面集输及处理工艺关键技术现状与展望

摘要:天然氢作为一种直接赋存于地下的氢源,因其潜在的低成本与低碳足迹特征,正成为国际能源领域关注的新兴方向。目前国内外对天然氢从井口到外输全过程的地面集输与处理工艺研究相对薄弱、相关技术体系尚不成熟,制约了天然氢资源的开发利用。为此,系统梳理天然氢地面工程相关技术现状与标准,结合全球天然氢开发实例开展针对性研究。研究结果表明:①天然氢生产的非稳态特征及气质高度异质性决定了其地面集输与处理流程需采用差异化配置与多技术耦合的工程模式,单一分离或提纯技术难以实现经济与效率兼顾;②鉴于天然氢共生组分物性相近带来的单一分离技术局限性,通过多种分离技术分级组合与协同运行,可有效平衡分离深度、能耗与设备规模,实现氢气高回收率与氦气高附加值利用;③天然氢地面工程系统的整体性能受产品规格、分离深度与外输方式等协同约束,需在开发早期同步开展产品定位、处理流程与储运路径的一体化设计,以减少重复建设并提升全生命周期经济性。结论认为,天然氢地面工程系统应以分阶段开发、多产品协同和工艺柔性配置为核心原则,推动形成适应气质组分波动和产量非稳态特征的集输与处理技术体系,为天然氢的规模化开发利用及相关标准制定提供参考。

渤海深部中生界火山岩探井钻井关键技术

摘要: 针对渤海油田中生界火山岩地层存在异常压力圈闭、裂缝发育和易漏失等地质难点,以及使用无固相钻井液保护储层的特殊要求,在深入分析渤海深部中生界火山岩探井钻井过程中面临漏失风险高、耐高温无固相钻井液耐温性能差、地层硬度高导致机械钻速低和非均质性强易发生井斜等技术难点的基础上,通过研究防漏堵漏技术、耐高温高密度无固相钻井液、钻井提速技术和动力防斜钻具组合,形成了渤海深部中生界火山岩探井钻井关键技术。渤海油田的2 口深部中生界火山岩探井应用了该关键技术,显著提高了钻井效率,降低了钻井成本,并且这2 口井测试获得了高产。研究和现场应用表明,渤海深部中生界火山岩探井钻井关键技术可以解决渤海深部中生界火山岩探井的钻井技术难题,为渤海油田中生界火山岩地层的后续勘探开发提供了技术支持,对类似复杂地质条件下的油气勘探也具有参考价值。

油气综合立体调运关键技术现状与趋势

摘要:油气调运系统是以油气管道为主体,道路、轨道、水路等多种调运方式协同构成、既相互独立性又彼此关联的交通运输网络系统,但中国的油气调运仍以单一管道、道路、轨道、水路调运方式为主。统筹考虑各种方式的油气调运规律,以及不同调运方式之间的匹配衔接关系,实现多种油气调运方式与运载工具组合、调运路径与设备设施的全局优化配置,是保障国家能源供应安全的重大需求。文章总结了天然气、成品油、原油的调运模式及管道、道路、轨道、水路调运的关键技术现状;指出了推动管道、道路、轨道、水路多种调运方式融合,建立油气综合立体调运系统,提升油气调运经济性、安全性、时效性、灵活性和韧性的发展趋势;阐述了油气综合立体调运大数据技术、调运网络耦合机制、调运系统一体化大模型仿真、调运优化决策、油气综合立体仿真优化调运平台开发5个方向面临的挑战;提出了4方面的理论技术研究和政策建议。