渗吸置换提高原油采收率研究进展

摘要:渗吸置换作用已逐渐成为非常规油藏和低渗、特低渗裂缝性油藏提高原油采收率的一种重要方式,大量裂缝的存在及细小孔隙发育为渗吸作用的发生创造了有利条件。首先,基于毛细管压力与重力对渗吸的贡献程度,对渗吸模式进行分类;而后,主要聚焦于影响渗吸的各类因素,详细阐述如储层类型、孔渗物性、边界条件、流体(包括原油与渗吸液体)性质等因素对渗吸的影响规律及作用机制,总结了目前使用的研究渗吸的各种实验手段;最后,根据渗吸作用的研究进展,探讨在实验条件确定、黏土水化影响、界面张力优化和渗吸模式选择等方面所面临的问题,并对这些问题的研究前景进行展望。

油气钻采工程中的人工智能方法研究进展

摘要:引入智能方法解决钻采过程中参数优化、状态识别等技术中的效率和可靠性等问题是目前的研究热点,并展现了广阔的发展前景。但在油气钻采智能化工程技术的研发过程中,智能优化算法和预测模型尚存在时效性和鲁棒性差、可靠性不足等问题,导致人工智能方法在油气钻采工程中的应用尚不理想。对国内外油气钻采领域内钻完井工程设计与施工参数优化、水力压裂改造效果评价与工艺参数优化、人工举升井故障诊断、油气藏物性和产能预测等方面的人工智能方法及智能化技术的发展现状进行了概述,并对人工智能模型的训练过程对标签数据依赖严重、可解释性不足以及小样本学习能力欠佳、工程适用性与可靠性验证不足,以及智能方法解决优化问题时效性差、多目标优化决策方法灵活性不足等主要问题进行了归纳分析。结合中国石油工业钻采技术研究现状及上述问题提出了油气钻采工程中人工智能方法发展建议:①建立标准化行业共享数据库体系,解决智能模型对比与验证难题;②加强学习范式研究,缓解标签数据依赖问题;③加强智能优化方法研究,提高决策精准性与时效性;④强化物理约束的数据驱动模型研究,增强物理—数据双驱动模型的可靠性;⑤推进样本均衡与增强技术研究,提升少数类识别准确性与模型稳定性;⑥加强多模态数据融合与处理方法研究,提升智能模型预测精度与工程鲁棒性;⑦发挥通用及行业大模型优势,提高油气钻采多场景智能优化决策可解释性与准确性。

二氧化碳作为地下储气库垫底气的注采机理及运行策略

摘要:枯竭气藏型地下储气库是天然气调峰的重要设施,但传统采用CH4作为垫底气的方式会产生高昂的沉没成本,不利于资源优化与碳减排目标的实现。为此,以CO2替代CH4作为垫底气,通过构建储层力学- 多组分渗流-非稳态扩散动态耦合数值模型,模拟分析了周期注采条件下CO2-CH4混合体系的渗流-扩散-压力演化规律,从工程机制与运行策略层面论证了CO2作为垫底气的可行性与优越性。研究结果表明:①CO2在储层中以超临界态存在,其高密度、低黏度与高可压缩性有助于形成稳定垫气层,使可利用库容提升约26%,显著缓解因储层孔渗衰减导致的CH4可采量下降;② CO2与CH4的混合扩散过程会影响天然气回采纯度,对注采节奏与频率提出了更高要求;③垫底气占比为50%~70% 时封存效率提升最快,减少注采转换频次可提高CH4产量1.7%~4.1%,但会小幅增加CO2采出量。结论认为,构建的动态耦合模型可量化垫底气比例、运行压力与注采强度对储层性能的影响,形成的可协同提升储能效率与碳封存能力的运行策略,为储气库低碳运行提供了理论依据。

钛合金及其油井管耐蚀性能研究进展

摘要: 综述了油井管现状、钛合金组织与力学性能,重点探讨了钛合金作为油井管的耐蚀性能、影响因素与耐蚀机理,并对第一性原理计算在钛合金管材成分设计与界面腐蚀特征中的应用进行了概述。研究发现,钛合金管材具有较强的抗硫化物应力开裂(SSC)性能,在高温高压(HTHP)油气田的工况条件下具有极低的腐蚀速率,对孔蚀、缝隙腐蚀、接触腐蚀以及氢脆等也具有高的抵抗力; Ti-6Al-4V(TC4)合金表面的钝化膜在含H2S腐蚀环境中更易遭到破坏,其稳定性会因温度变化与其他元素介入而发生变化,抗腐蚀性能也会随之发生改变。

全球煤层(岩)气形成分布、富集模式及发展前景

摘要:中国煤层(岩)气勘探取得重大突破,截至2025年底已探明深层煤层(岩)气地质储量超过1×1012 m3,鄂尔多斯盆地大宁-吉县区块已建成年产300×104 t 油当量的煤层(岩)气田。全球浅层煤层气开发已趋成熟,但深层煤层(岩)气资源潜力尚待深入揭示。为深入认识全球煤层(岩)气分布特征及富集规律,通过梳理全球主要成煤期、煤炭分布特征及典型含煤盆地煤层(岩)气开发案例,系统探讨不同类型盆地煤层(岩)气的富集条件、资源潜力及发展前景。研究结果表明:①全球煤炭的形成与分布受控于植物演化、古气候变迁及区域构造演化,三大主要成煤期为晚石炭世—二叠纪、侏罗纪—白垩纪和古近纪—新近纪,现存两大主要含煤条带为欧亚大陆东西向成煤带(以石炭系—二叠系煤为主)和美洲南北向成煤带(以侏罗系—白垩系煤为主);②全球煤炭及煤层(岩)气资源分布具有显著的地质时期、煤阶与埋深分异特征,古生界、中生界和新生界煤炭资源量占比分别约60%、35% 和5%,煤层(岩)气资源量占比分别约74%、21% 和5%; ③中生界以中低煤阶浅层煤层气为主,古生界煤热变质程度高、保存条件好,深层煤层(岩)气资源潜力巨大;④煤层(岩)气富集模式分为2 种类型,其中滞留“原生”型以热成因气为主,气体部分逸散,在良好储集- 保存条件下原位富集;改造“混生”型由原始气藏水侵改造、次生生物气补给或源外气体充注形成。结论认为,全球不同含煤盆地的煤层(岩)气勘探开发需综合考虑煤阶、气源及保存条件等关键因素,研究成果进一步丰富和深化了全球煤层(岩)气的资源认识,为中国煤层(岩)气的增储上产提供了理论指导。

国内电动压裂技术现状及发展建议

摘要:随着非常规油气资源开发需求增长,传统柴驱压裂技术因功率低、能耗高、污染大等问题难以满足绿色、低碳、环保、智能化开发的要求。为理清电动压裂技术发展脉络,推动其进一步应用,系统分析了国内外电动压裂技术现状,总结技术瓶颈并提出发展建议。通过文献调研、企业案例对比及现场应用数据分析,梳理国内外电动压裂技术发展历程、装备特点及市场应用现状,结合国内典型工区的实际需求,评估技术优势与不足。研究结果表明,国内电动压裂技术快速发展,形成1 875~6 000 kW装备体系,设备稳定性与信息化水平全球领先,参与工作量占比超40%。东方宏华、石化四机等企业主导研发,实现了“源-网-荷-储”供电方案及智能一键压裂功能,电动压裂泵单机功率高(等效2~2. 5台柴驱压裂车)、占地减少27%、能耗降低31%、碳排放趋零(电网供电),能适应复杂工况,但存在电网带载能力不足、橇装设备移运性差等问题,制约规模化应用。建议通过电网增容改造、多电源组合提升供电能力;优化设备轻量化设计,推广车载式装备;发展智能集控与故障预警技术,实现24 h连续作业。未来需聚焦自动化、智能化方向,完善“源-网-荷-储”生态,推动电动压裂技术向海上及分散井位扩展。研究结果可为我国电动压裂技术长足发展提供支撑。

中国页岩气研究与发展20年:回顾与展望

摘要:中国页岩气科学研究和勘探开发已历经20 年,创新形成了以中国南方海相页岩气富集规律为代表的诸多理论与认识,支撑了国内页岩气产业健康快速发展,2023 年中国页岩气产量达250×108 m3,在当年全国天然气总产量中的占比超过10%,页岩气已经成为中国天然气产量增量的主力军之一。为了给中国页岩气产业高质量发展提供借鉴和参考,系统回顾了国内页岩气科学研究和勘探开发历程,归纳总结了富有机质页岩发育机理、页岩气优质储层特征及其成因机制、页岩气源—储协同演化机制、页岩气赋存机理与含气性评价、页岩气富集高产机理与评价、页岩气储层改造、页岩气开采等理论和技术进展,分析研判了面临的技术难题和挑战,指出了海相/ 陆相/ 海陆过渡相页岩气富集高产机理、基于动态演化过程的页岩气富集区评价方法、低丰度页岩气高效开发技术以及提高页岩气采收率技术等4 个亟需攻关的研究方向。进而针对中国页岩气商业化勘探开发所面临的挑战,提出以下建议:从新区新领域、老区挖潜及提高采收率现场试验等方面开展页岩气勘探开发攻关探索,以期早日实现中国页岩气多领域多层系、由点到面的大突破和大规模高效勘探开发,全方位推进中国页岩气革命,提升能源高效供给能力,保障国家能源供应安全。

电催化水分解催化剂的研究进展

摘要:为了解决工业革命带来的能源短缺和环境污染问题,亟需寻找可持续、清洁、高效的能源,氢气的燃烧产物只有水,是一种可替代化石燃料的无污染、可再生的理想清洁能源。通过电催化水分解制氢可实现零碳排放,被认为是最清洁和可持续的方法。总结了电催化析氢反应和析氧反应催化剂的研究进展,概述了其内在反应原理以及提高催化剂电催化水分解性能的设计方法,从贵金属基催化剂和非贵金属催化剂两方面展开讨论,介绍了增强催化剂电催化水分解活性的方法及目前催化剂面临的挑战,并对研究前景进行了展望。

页岩气随钻导向钻井技术发展现状与趋势

摘要:页岩气资源对保障国家能源安全及实现“双碳”目标具有战略意义,而我国页岩气储层普遍具有低孔隙度、低渗透率、非均质性强等特点,钻井过程中面临井眼轨迹控制难、储层钻遇率低等挑战。通过攻关随钻导向钻井技术,实时获取伽马、电阻率等随钻参数,快速迭代更新地质模型,动态调整井眼轨迹,大幅提高了浅层页岩气优质储层钻遇率和单井产量,形成了页岩气高效开发的核心技术。对比分析了随钻测量/井、地质导向分析决策、定向轨迹高效控制三大导向钻井核心要素的国内外技术差距,针对深层页岩气给随钻导向钻井技术带来的新挑战,明确了要进一步攻关极限测传技术、开展多学科一体化协同作业、研发高效旋转导向工具和发挥智能化大数据优势四大方向。研究结果对推动随钻导向钻井技术发展具有重要借鉴意义。

自蔓延高温合成陶瓷内衬油管的力学和耐腐蚀性能分析

摘要:为提升油田开发用油管的使用服役性能,以Ф73×5.51 mm J55油管为基体,运用自蔓延高温合成技术(SHS)在Al+Fe2O3 基本铝热体系中(B 组分)添加质量分数为4%Nb2O5、8%ZrO2、13%CrO3、5%SiO2 为新型SHS 材料体系,制备了新型陶瓷内衬耐磨涂层油管(A 组分)。运用SEM、EDS、XRD、FTIR等分析手段测试了耐酸性腐蚀、结合强度、弯曲强度和压溃强度等性能,对比分析结果表明:A组分制备的陶瓷内衬层的耐腐蚀性、弯曲强度、结合强度及压溃强度均优于B。其中,A 组分涂层和B 组分涂层1200 h 的流动腐蚀失重率分别为0.42%、0.54%,性能均优于J55油管基体。A组分制备的陶瓷内衬油管弯曲强度比B组分提升了15.9%。基于滑脱位置观测,确定了Fe-Fe界面部分冶金结合力与Fe-Al2O3界面机械结合力强弱的转换温度约为200℃,低温时机械结合力大于冶金结合力,高温时机械结合力小于冶金结合力。