海洋油气工程研究所

一、研究所概况

长江大学海洋油气工程研究所,依托学校在石油工程、化学工程及省部共建非常规油气协同创新中心等优势学科平台,联合多家企事业单位协同组建,面向海洋油气安全开发中的关键科学问题和工程挑战开展前沿交叉研究。研究所整合了低碳催化与二氧化碳利用全国重点实验室、油气钻完井国家工程研究中心长江大学研究室、油气钻采湖北省重点实验室、中石油钻井工程重点实验室防漏堵漏技术研究室和非常规油气协同创新中心(长江大学)等重要科研条件,目标建成国内重要的海洋油气工程技术创新与成果转化基地。

研究所聚焦深水与海洋能源开发过程中的“安全—绿色—提效”三大核心目标,围绕深海钻完井、井筒完整性、控压与承压作业、绿色钻井流体、堵漏与封堵、储层保护、热-流-力多场耦合与智能控制等方向持续攻关,致力于解决海洋油气开发中高风险、高难度、高成本等核心难题,为我国海上油气绿色安全开发提供理论创新与技术装备支撑。

研究所现有教职工8人,其中教授1人,副教授5人,讲师2人。团队人才层次高,成员入选国家“万人计划”、全国优秀教师、国务院政府特殊津贴专家、湖北省“科技副总”计划、长江大学“菁英人才”计划等。团队先后承担国家科技重大专项、国家自然科学基金及三大石油公司重点工程项目,形成了持续稳定的高水平科研产出。

经过二十余年发展,研究所在海洋复杂环境与深层高温高压工况下的钻完井工程关键技术领域形成了系统优势:构建了绿色高性能钻井液与超高温钻井流体体系,发展了智能承压堵漏与随钻复合封堵技术,建立了井筒完整性修复与密封保障方法,提出了耐高温耐腐蚀固井材料与环空压力防控技术,形成了井筒流动–传热–力学多场耦合预测与仿真能力,并构建了面向钻井全生命周期的数据驱动智能预测与参数优化模型,为海上油气安全、高效与绿色开发提供了成体系技术支撑。

二、教师名录

教授:许明标

副教授:徐鹏  何淼  马东  宋建建  罗娟

讲师:胡康  蒲磊

三、主要研究方向

研究方向一:多场耦合作用下CCUS封存井筒完整性保障与长效封隔关键技术

在CCUS井筒完整性保障与长效封隔方向,揭示了多场耦合作用下井筒屏障的动态损伤机理,构建了适应高温、高压及强腐蚀环境的井筒封隔与腐蚀防护技术体系,实现复杂封存井筒的长期有效封固。研发了全尺寸超高温高压井筒密封完整性监测评价系统,形成井筒密封能力监测与评价方法,并建立CCUS井筒寿命预测模型。形成了不留塞压差式微孔承压封堵体系、热固性凝胶封堵体系等井筒密封修复技术,实现二氧化碳封存井筒泄漏的快速修复与完整性重构。

研究方向二:面向页岩与复杂井工况的高性能钻井液成套解决方案

研究团队构建了“水替油”超滑水基钻井液体系,具备优异井壁稳定与摩阻控制能力,滚动回收率>95%,润滑系数0.064,性能可媲美油基体系且更环保。与此同时,形成的页岩气油基、高密度油基和超高温油基钻井液已在700余口井成功应用,表现出稳定性高、损耗低、周期短等工程优势,形成水基替代与油基支撑并行的高性能钻井液成套技术。

研究方向三:随钻承压复合堵漏与井筒完整性修复一体化技术

该技术以“刚柔复合+高滤失承压”协同机理为核心:通过弹性石墨等可变形材料与刚性颗粒的复配,实现随钻条件下在裂缝中架桥填充并形成高强度封堵层;同时利用高滤失承压机制,使封堵剂及固相颗粒在压差驱动下快速滤失并聚结成致密堵漏层,有效密封漏失通道。该体系兼具随钻实时防漏与井筒密封完整性修复功能,适用于复杂裂缝型地层与高压高温井筒的长期失返与密封重构场景。

研究方向四:基于数据驱动的钻井参数智能预测与优化控制

构建了基于注意力机制与双向LSTM的海洋钻井机械钻速实时预测模型,实现钻井状态的智能感知并揭示参数贡献规律;以提升机械钻速为目标提出Adam-PSO协同优化算法,实现多参数全局寻优;结合随钻监测数据与现场可调约束,实现钻井参数的闭环智能调控与动态优化,为深海钻井的高效与安全施工提供支撑。

研究方向五:数字孪生的海洋工程结构极限强度评估与智能健康监测技术

构建了面向海洋工程的数字孪生智能健康监测体系,实现结构性能退化与损伤的全寿命可视化感知与智能评估,显著提升平台安全运行与寿命管理能力。提出并实现逆有限元+模态叠加变形反演技术,开发结构损伤识别算法并完成工程化实现,形成可推广、可复制、可落地的全周期健康监测与极限强度评估技术解决方案。

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四、代表性科研成果

(一)科研项目

团队在钻井液与完井液、井壁稳定、防漏堵漏与储层保护等方向开展了120余项系统研究工作,积累了丰富的理论研究与现场工程转化经验。近七年来承担相关研究任务32项,形成的体系化技术流程及程序化实施工艺已在国内得到推广应用。研究团队共承担纵向科研项目18项(其中省部级及以上11项),横向科研项目62项,累计到账科研经费近4000万元,为复杂工况油气工程关键技术突破奠定了扎实基础。

1

莺琼盆地高温高压堵漏评价技术研究

横向/中海油湛江分公司

2

顺北5号断裂带志留系程序化堵漏技术研究

横向/中石化西北油田分公司

3

油基钻井液堵漏技术研究

横向/中石化涪陵页岩气公司

4

页岩气钻井智能堵漏工艺研究及应用

横向/中石化涪陵页岩气公司

5

涪陵页岩气水平井钻井液/固井技术研究与应用

纵向/国家重大专项

6

井下管柱快速堵漏技术研究

横向/中海油上海分公司

7

套管化学堵漏技术研究

横向/中石化江汉油田分公司

8

渤中19-6油田断层防漏堵漏技术研究

横向/中海油天津分公司

9

长宁区块防漏堵漏技术研究

横向/中石油长宁页岩气公司

10

珠江口盆地古近系地层失稳机理及钻井综合提速技术研究

横向/中海油深圳分公司

11

番禺油田堵漏技术研究

横向/中海油深圳分公司

12

永页4-1HF井套管堵漏

横向/中石化涪陵页岩气公司

13

乐东10-1超高温高压气田井壁强化技术研究

横向/中海油湛江分公司

14

车排子地区防漏堵漏技术措施研究

横向/中石油新疆油田分公司

15

裂缝性漏失封堵屏障再破坏机理与稳态重构理论研究

纵向/国家自然科学基金

16

百21井区夏子街组裂缝性油藏恶性漏失治理研究

横向/中石油新疆油田分公司

17

深水钻井特殊环境水泥浆体系研究

国家科技重大专项

18

固井屏障完整性评价研究

中海油研究总院

19

单通道井固井质量检测技术及水泥浆体系

中海油研究总院

20

固井水泥环气密完整性评价技术研究

中海油研究总院

21

旅大5-2北油田II期开发——高温多轮次注采套管与水泥环完整性测试及可靠性评估

中海油研究总院

22

荔湾3-1气田固井水泥浆体系研究

国家科技重大专项

23

南海次深水低温低密度水泥浆固井技术

中海油深圳分公司

24

盐膏层定向井固井技术研究及钻井液体系评价

中海油研究总院

25

平湖高温高压及大位移井固井工艺优化研究项目

上海石油天然气有限公司

26

涪陵页岩气水平井钻井液与固井技术研究

国家科技重大专项

27

海上热采井套损防止及耐高温弹性水泥石研究

国家科技重大专项

28

环空带压治理技术研究

中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司

29

东海地区低孔低渗气层固井工艺技术研究

中海油田服务股份有限公司

30

海外复杂地层固井及修井液技术

国家科技重大专项

31

盐膏层钻完井关键技术研究

中海油伊拉克有限公司(国际项目)

32

复杂大位移井固井水泥浆及配套工艺措施研究

中海油研究总院

33

二氧化碳气顶油藏防腐防窜固井技术研究

中海油田服务股份有限公司

(二)论文及专著

研究所在Energy、SPE Journal、JPSE、POF、石油勘探与开发等知名期刊发表论文200余篇,出版中英专著4部。

(三)授权专利及软件著作

研究所在油基与水基钻井液、防漏堵漏、智能钻井与固井等方向形成了系列创新成果,累计申请专利138项,已获授权71项,其中发明专利61项、实用新型10项,含3项PCT国际专利,为复杂地层与海洋油气工程关键问题提供了面向工程可转化的核心技术储备。

五、荣誉及奖励

研究所长期面向国家能源战略需求开展关键技术攻关,科研成果丰厚。累计获得省部级及以上科技奖励22项,完成湖北省科技成果登记11项,入选湖北省高新技术产品名录4项,承担省部级以上政府科研项目26项,在油基钻井液、固井液等国内尖端技术领域取得25项行业领先成果。多年来共开发核心技术42项,构建了国内最全面的钻完井液、固井水泥浆及堵漏技术体系,建成国内领先的钻井流体成果转化创新基地,研究成果现场应用率超过60%,成果转化覆盖全国15个省份及渤海、东海、南海等35个典型地区与海域,实现了对海洋与非常规油气开发的关键技术支撑。



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