摘要：管道输送是经济高效的CO_(2)运输方式,海洋CO_(2)运输是离岸碳捕集、利用与封存(CCUS)产业链的关键环节和规模化开展离岸CCUS工程建设所需的核心技术。本文明晰了我国实施离岸CCUS的优势、典型海洋碳运输情境和海洋CO_(2)运输方式,剖析了国内外海洋CO_(2)管道输送的技术与工程概况;从CO_(2)流体相态及流动安全,沿程腐蚀风险评估、监测及预警,CO_(2)泄漏实时监测技术,高压CO_(2)泄放及对环境的影响等方面梳理了海洋CO_(2)管道输送工艺技术现状;从CO_(2)管道材料断裂行为及止裂措施、高耐蚀及密封材料、碳钢管道长寿命运行的关键腐蚀控制技术、注采井筒的腐蚀风险评估等方面梳理了海洋CO_(2)管道材料技术现状。研究认为,加快发展适应海洋CO_(2)管道输送复杂工况的材料体系、全流程CO_(2)管道的智慧管理与数字孪生技术、海底CO_(2)管道全生命周期运行关键技术、在役海底管道改输评估与保障技术,采取加快推动我国近海碳封存CO_(2)管网规划、拓展和深化跨行业/跨机构合作模式创新、系统建设海陆统筹的标准体系、引导专业化技术服务企业深度参与海底CO_(2)管网建设等举措,促进我国海洋CO_(2)管道输送体系高质量建设。

摘要：相较于传统的水合物生成抑制方式,向管线中添加低剂量抑制剂的水合物风险控制策略,在深水多相集输领域防控水合物堵塞中具有显著的优势,备受国内外学术与工业界的青睐。阻聚剂是一种能在更为苛刻的高过冷度工况下,仍具有良好阻聚效果的低剂量抑制剂,可保证多相混输流体内生成的水合物以浆液呈现可输送状态。本文重点阐述了影响阻聚剂性能的关键因素,梳理了阻聚剂存在体系内水合物生成及流动的宏微观特性。总体而言,阻聚剂的性能受加剂量、含水率、矿化度、pH、溶液乳化状态及应用工况过冷度等综合因素的影响;添加阻聚剂体系的水合物浆液内水合物生成量稳定适中、流动性越好,油气水混输系统内发生水合物堵塞的风险越低,其流动安全的保障可靠性越高。基于上述研究,本文总结了阻聚剂对水合物的作用机理,并给出了未来深入开展阻聚剂研究的建议。

摘要：钢质懒波形立管(Steel Lazy-Wave Riser,SLWR)作为一种新型的钢悬链线立管(Steel Catenary Riser,SCR),在国外深水油气开发中的应用越来越广泛。将SLWR与SCR进行了特点对比,通过调研SLWR在国内外海洋油气开发中的应用现状和前景,分别从动力学分析、流固耦合模拟及涡激振动(Vortex Induced Vibration,VIV)诱发疲劳分析、立管内部段塞流诱发振动3个方面论述了SLWR振动机理的研究进展。当前深水SLWR的研究难点主要包括立管内部段塞流诱发振动机理不明晰、波流流固耦合振动机理待揭示,未来应研究立管内部段塞流与立管外部波浪海流耦合作用下的振动机理、安全控制机理。研究成果可为未来中国深水SLWR技术的发展及在油气田中的应用提供参考。(表3,参39)

摘要：在深水测试工况中,隔水管-测试管系统受到海流VIV效应、自身纵横向耦合效应以及测试管FIV效应,极易发生屈曲变形、疲劳断裂和摩擦穿孔等破坏问题。笔者采用微元法、能量法结合哈密顿变分原理建立了深水隔水管-测试管系统非线性振动模型,基于弹塑性体接触碰撞理论,提出了管柱系统非线性接触载荷计算方法。采用三次Hermit差值形函数和Newmark-β法离散并求解系统振动模型。借助现场管柱参数,采用相似原理,设计了隔水管-测试管系统非线性振动模拟试验台架,测得隔水管和测试管的振动响应,与理论模型计算结果和单管振动模型计算结果对比,验证了深水隔水管-测试管系统非线性振动模型的正确性和有效性。在此基础上,分析了中国南海实例井管柱振动特性,表明在测试管振动疲劳分析时,不能忽略其自身局部高频振动的影响;测试管易发生强度失效的位置主要出现在中上部和下部。研究成果为深水测试管-隔水管的安全设计奠定理论基础。

摘要：水合物核磁共振表征对于海上水合物储层勘探以及地层描述具有重大意义。设计实验探究了溴化四丁基铵(TBAB)水溶液在分级降温与升温过程中的低场核磁共振弛豫响应特征。实验数据结果表明,变温过程中横向弛豫时间(T2)分布存在3个区间,即小峰区间(小于4 ms)、中峰区间(4~100 ms)和大峰区间(100~3000 ms),核磁共振弛豫信号分别来源于水合物、TBAB分子和水中的氢原子核。测试样品的温度以及T2分布演化规律能够识别样品中所包含物质,即固态水合物、TBAB水溶液、水、冰。小峰信号由水合物提供,依此建立了水合物核磁共振信号(幅值和T2)与温度的关系,可以作为量化分析水合物含量的温度校准依据。

摘要：流动安全保障技术业已成为制约深水油气田开发和远距离输送的关键技术瓶颈之一。本文概况介绍了深水油气田流动安全保障技术总体进展,对国内在流动安全设计技术、固相沉积预测与防控技术、流动安全监检测技术以及流动管理技术等方面的研究进展进行了详细阐述,并对深水油气田流动安全保障技术发展方向提出建议。

摘要：为了提高单喷嘴射流破碎采掘水合物的效率,推进海洋非成岩水合物固态流化开采的商业化进程,基于非成岩水合物替代试样,设计非成岩天然气水合物单喷嘴射流破碎实验方案,搭建单喷嘴射流破碎实验系统,研究射流时间、射流靶距、射流压力和喷嘴水平段直径等因素对替代样射流破碎深度和破碎体积的影响。研究结果表明:在所设的实验条件下,随时间增加,水合物破碎深度和破碎体积呈先增大后趋于平稳的趋势,水射流作用下达到极限破碎深度的时间为30 s;破碎体积和破碎深度与射流靶距呈反比例关系,与射流压力呈近似二次方正比例关系;破碎深度与水平段直径呈正比例线性关系,破碎体积与水平段直径呈二次方关系;在射流压力和直径的影响下,破碎相同体积所需要的耗能分别为0.91 W/cm^(3)和2.85 W/cm^(3),射流压力对非成岩水合物的射流破碎影响更大。该研究为海洋非成岩水合物的固态流化射流破碎缩扩型单喷嘴的设计及优化提供了实验依据。