钛合金在油气开采中的应用及研究现状
摘要：我国目前现有的油井管用钛合金都是在其他行业所用钛合金的基础上进行改进设计的，普遍存在抗腐蚀性能较差、成本较高等缺点，并且钛合金在我国油气开采领域还未得到大规模的生产与应用。总结了钛合金油井管在油气开采领域的应用以及油井管用钛合金抗腐蚀能力的研究成果，并且梳理了我国目前油井管用钛合金材料抗腐蚀性能的不足，为后续的研究提供参考。
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。
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。
四川盆地深层页岩气钻井关键技术新进展及发展展望
摘要：四川盆地页岩气资源丰富，目前深层页岩气已成为该盆地天然气增储上产的重点领域，但随着埋深增加和构造背景变化，地质工程条件将更加复杂，钻井过程中将面临井漏风险高、井下工具高温易失效、水平井轨迹控制难度大等技术难题。为此，在系统分析已完钻井实钻数据的基础上，依据深层页岩气区块地质工程特征，系统梳理了影响安全优快钻井的关键技术难点，形成了以地质工程一体化导向技术、钻井提速技术、防漏治漏与复杂防治技术为主体的深层页岩气安全优快钻井关键技术系列。研究结果表明：①以精细地质建模优选地质工程“双甜点”、实时靶体追踪为主的地质工程一体化导向技术，实现了地质目标的精准优选和精确追踪；②以“高效PDC 钻头选型＋个性化优化＋大扭矩螺杆”高效破岩技术、“MSE ＋ CCS”参数实时优化技术、油基钻井液地面降温＋高温旋转导向技术为主的钻井提速技术，实现了页岩气钻井提速提效；③以井壁稳定性评价、裂缝性漏层识别、井漏与复杂防治为主的复杂防治技术，从源头降低了井下漏失和卡钻风险。结论认为：①形成的深层页岩气安全优快钻井技术，显著提高了机械钻速和铂金靶体钻遇率，在现场规模化推广应用200 余口井，单井平均钻井周期降低42.7%，钻井提速效果显著，有力支撑了深层页岩气效益规模开发；②深层页岩气钻井将聚焦“地质工程一体化、水平段一趟钻、防漏治漏及智能钻井决策”等方面的技术攻关。
特殊螺纹油管接头重复上卸扣后的密封性能研究
摘要：ISO 13679规定特殊螺纹油管的气密封试验需要在9次上卸扣后进行，且特殊螺纹接头的上扣性能直接影响到其服役时的密封性能与连接强度。为探索有限元方法动态模拟多次上卸扣试验的可行性，建立了某锥面－ 锥面密封型特殊螺纹油管接头上卸扣的有限元模型，对该接头进行了9次上卸扣的全过程模拟，仿真分析了该接头的密封性能，并进行了实物试验验证。研究结果表明：特殊螺纹接头的气密封性能随着上卸扣次数的增加而降低，最终其密封指数降低为第1次上扣时的73%；密封面处的塑性应变是影响接头密封性能的重要原因；随着上扣次数的增加，特殊螺纹接头的密封接触长度呈现先减小后增大的趋势；在上卸扣过程中密封面过盈量的变化较为显著。通过与实物试验的对比，验证了该方法的可行性与准确性，为深入了解上卸扣试验对接头密封性能的影响提供了有效方法。
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。
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。
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。
油气井井下腐蚀检监测技术及国内应用现状
摘要：为在油气开采中尽早识别井下管柱的腐蚀和其他缺陷，从而保障油气安全、高效生产，本文对国内外现存的油气井井下腐蚀检测技术和监测技术进行了综述，进而分析了上述技术在国内油气田的应用，同时对相关技术的发展提出了展望。认为提高技术、设备的可靠性和适应性，实现在线监测和实时监测，是非常重要的攻关方向。
基于光电催化的硫化氢高值利用研究进展
摘要：油气田的开采和石油化工的生产过程中存在大量剧毒硫化氢( H2S)气体。传统处理H2S的方法是克劳斯工艺，该工艺只能提取H2S 中的硫元素，潜在的氢能直接以水的形式排放，从而造成巨大的能源浪费。因此，开发与设计出能够实现硫化氢高值利用的新技术已迫在眉睫。光电催化技术是一种能够实现将硫化氢同时转化为氢能与硫化工产品的新型绿色低碳技术，目前已被广泛研究。然而，光电催化H2S走向实际应用的挑战主要在于开发抗硫毒化的高活性光电催化材料和调控硫氧化反应实现高附加值产品的定向转化。因此，本文从光电催化H2S 的反应原理、反应类型、高活性H2S分解光电材料构筑策略和H2S耦合利用四方面进行概述，指出目前光电催化H2S高值利用研究体系存在的问题并对未来发展方向进行了展望，以期为光电催化H2S高值利用的发展提供参考。
