“巴西超過94%的石油和84%的天然氣儲量位于海上深水鹽下油氣田，具有較大勘探開發(fā)潛力，該國擁有豐富的油氣資源，有望成為石油輸出國組織外全球最大的石油生產(chǎn)國，對我國原油進(jìn)口來源多元化、保障能源安全具有重要意義。”近日，中國石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院姚軍教授在中海油主辦的“中國-巴西海洋科技創(chuàng)新論壇”上介紹碳酸鹽巖油藏?cái)?shù)值模擬的最新研究成果以及與巴西高校合作情況。
今年恰逢中國與巴西建交50周年，中國與巴西在石油能源領(lǐng)域的合作具有較強(qiáng)的戰(zhàn)略性和互補(bǔ)性，發(fā)展?jié)摿薮?。近年來，中國石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院在科學(xué)研究、人才培養(yǎng)等方面與巴西里約熱內(nèi)盧聯(lián)邦大學(xué)等高校不斷深化合作，持續(xù)推動(dòng)中巴高校間科教合作走深走實(shí)。
巴西東南海域的Santos盆地是目前世界上鹽下油氣最富集的區(qū)域，累計(jì)探明石油儲量48.1億噸、天然氣2萬多億立方米。明確該區(qū)域油氣藏的分布規(guī)律，有助于提升巴西油氣開發(fā)效率。然而富含油氣的鹽下碳酸巖儲層上覆蓋有深度2000米的海水、1000米的鹽上地層及2000米的鹽層，想要揭開鹽下超深油氣藏的“面紗”實(shí)屬不易。
近年來，姚軍教授團(tuán)隊(duì)聚焦于縫洞型碳酸鹽巖油氣藏開采中的滲流與自由流耦合的問題，提出了離散縫洞網(wǎng)絡(luò)模型，研制了考慮多相多組分、流固耦合、酸巖反應(yīng)流的縫洞型碳酸鹽巖油氣藏?cái)?shù)值模擬方法和軟件。團(tuán)隊(duì)從微觀油水兩相流N-S方程出發(fā)，利用體積平均法，首次創(chuàng)建了宏觀兩相滲流-自由流耦合界面條件，首次基于激光多普勒測速儀(LDA)設(shè)計(jì)并測量得到滲流-自由流的速度剖面分布。
國際表面涂層科學(xué)與技術(shù)協(xié)會杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)獲得者、巴西里約熱內(nèi)盧天主教大學(xué)M.Carvalho教授驗(yàn)證了姚軍教授團(tuán)隊(duì)提出的滲流-自由流數(shù)值模擬的正確性。里約熱內(nèi)盧天主教大學(xué)Cristian Mejia等人在Journal of Natural Gas Science and Engineering期刊發(fā)表的文章中表示，姚軍教授團(tuán)隊(duì)提出的離散縫洞網(wǎng)絡(luò)模型和相關(guān)流固耦合數(shù)值模擬研究方法和技術(shù)，正在巴西Santos盆地Lula和Tupi油田區(qū)塊進(jìn)行應(yīng)用，有助于巴西海上碳酸鹽巖油氣藏高效開發(fā)的滲流理論和技術(shù)政策研究，為巴西鹽下超深水油田的高效開發(fā)、增儲上產(chǎn)提供了理論支撐。
孫寶江教授作為“海洋油氣工程創(chuàng)新引智基地”的負(fù)責(zé)人，與巴西科學(xué)院、工程院、世界科學(xué)院三院院士Renato Cotta教授，巴西科學(xué)院、工程院兩院院士Segen Estefen教授，在深水海洋油氣工程裝備、深水油氣井筒多相流動(dòng)與安全控制等領(lǐng)域長期開展科技合作。Segen Estefen院士表示，“巴西石油公司和以中海油巴西公司為代表的中國駐巴西能源公司，正在大力推進(jìn)巴西深水鹽下層油氣田的開發(fā)，但過程中面臨巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)，亟需雙方通過加強(qiáng)科技交流合作，實(shí)現(xiàn)超深水技術(shù)的突破。”
近年來，孫寶江教授團(tuán)隊(duì)與中海油國際能源公司針對巴西巨厚鹽層鉆井面臨的鹽層易蠕變、安全密度窗口窄等難題開展合作，考慮了深水巨厚鹽層鉆井“井筒-地層耦合作用機(jī)制”，建立了巨厚鹽層鉆井卡鉆風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警技術(shù)，形成了適用于巨厚鹽層的井筒壓力精細(xì)調(diào)控技術(shù)。成果在多個(gè)巴西深水區(qū)塊進(jìn)行了應(yīng)用，有效避免了卡鉆、井涌井漏等風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，降低了鉆井非生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間，為巴西深水巨厚鹽層安全高效鉆井提供了技術(shù)支持。
付光明副教授與Segen Estefen院士團(tuán)隊(duì)聚焦深水低溫高壓環(huán)境下油氣安全輸運(yùn)的難題開展合作，圍繞深水夾層復(fù)合管道安全設(shè)計(jì)開展了大量基礎(chǔ)理論研究與前瞻技術(shù)探索，共同承擔(dān)了“深水夾層復(fù)合管道安全評價(jià)”國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)、山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)，中化巴西公司前瞻性課題“夾層管結(jié)構(gòu)完整性評價(jià)”1項(xiàng)。
“深水夾層復(fù)合管道技術(shù)在巴西深海油氣開發(fā)輸運(yùn)中具有顯著優(yōu)勢，然而深海高壓環(huán)境使管道承受巨大的外部靜水壓力，可能導(dǎo)致整條管道發(fā)生失穩(wěn)破壞，造成重大經(jīng)濟(jì)損失和生態(tài)影響，因此針對巴西深水油田開展管道安全研究具有重大的工程意義。”付光明表示。通過聯(lián)合攻關(guān)，雙方團(tuán)隊(duì)在深水夾層復(fù)合管道安全評價(jià)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、深水復(fù)合管道動(dòng)力學(xué)響應(yīng)等方面取得了顯著進(jìn)展，揭示了深水夾層保溫管道動(dòng)態(tài)壓潰傳播機(jī)理，建立了夾層復(fù)合管道壓潰及壓潰傳播工程設(shè)計(jì)公式，取得計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)1項(xiàng)，核心研究論文入選ESI高被引論文2篇。相關(guān)成果被中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)直接采用。
石油工程學(xué)院與巴西里約熱內(nèi)盧聯(lián)邦大學(xué)等高校的科教合作由來已久。自2012年至今，雙方就海洋油氣開發(fā)技術(shù)合作、高層次人才聯(lián)合培養(yǎng)先后開展多層面洽談10余次，簽署MOU合作備忘錄2次，依托“海洋油氣工程創(chuàng)新引智基地”平臺邀請巴西能源領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者來校及線上交流30余人次，3次率團(tuán)訪問巴西里約熱內(nèi)盧聯(lián)邦大學(xué)、圣保羅大學(xué)、中海油巴西公司、中石化巴西公司等高校及中資能源企業(yè)，持續(xù)推進(jìn)國際項(xiàng)目合作、碩博士聯(lián)合培養(yǎng)、高端專家互訪等工作落地落實(shí)。
近日，里約熱內(nèi)盧聯(lián)邦大學(xué)工程技術(shù)研究院副院長Jean-David教授、核工程系主任SuJian教授、海洋工程系主任Marcelo Igor教授來院洽談研究生聯(lián)合培養(yǎng)等事宜，計(jì)劃于2025年開展碩博士研究生互訪活動(dòng)，并力推雙博士學(xué)位項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)突破。“從戰(zhàn)略層面，中巴兩國開展能源技術(shù)合作有助于實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)和互利共贏;從院校層面，里約熱內(nèi)盧聯(lián)邦大學(xué)作為巴西最大的聯(lián)邦大學(xué)，擁有百年歷史和國際聲譽(yù)，石油工程學(xué)院作為“雙一流”建設(shè)學(xué)院，推進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育科研資源共享有利于雙方共同發(fā)展。”Jean-David教授對雙方合作充滿信心。
近年來，學(xué)院與巴西高校在人才培養(yǎng)方面的合作取得多項(xiàng)成果。與巴西里約熱內(nèi)盧聯(lián)邦大學(xué)共同申報(bào)國家高層次人才項(xiàng)目2項(xiàng)，參與共建“海洋油氣工程創(chuàng)新引智基地”并獲得延續(xù)資助，共同承擔(dān)“非常規(guī)油氣與綠色能源開發(fā)”國家公派創(chuàng)新型人才國際合作培養(yǎng)項(xiàng)目1項(xiàng);實(shí)施研究生“雙導(dǎo)師”聯(lián)合培養(yǎng)計(jì)劃，與里約熱內(nèi)盧大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)碩博士研究生7人，共同發(fā)表學(xué)術(shù)論文19篇，其中ESI高被引論文2篇，海洋領(lǐng)域SCI一區(qū)12篇，二區(qū)2篇。（閃電新聞?dòng)浾?劉繼順 通訊員 于夢飛 付光明 黃朝琴 王大勇 報(bào)道）
