“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國，對我國原油進口來源多元化、保障能源安全具有重要意義。”近日，中國石油大學(華東)石油工程學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數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域的合作具有較強的戰(zhàn)略性和互補性，發(fā)展?jié)摿薮?。近年來，中國石油大學(華東)石油工程學院在科學研究、人才培養(yǎng)等方面與巴西里約熱內盧聯(lián)邦大學等高校不斷深化合作，持續(xù)推動中巴高校間科教合作走深走實。
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”實屬不易。
近年來，姚軍教授團隊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，提出了離散縫洞網絡模型，研制了考慮多相多組分、流固耦合、酸巖反應流的縫洞型碳酸鹽巖油氣藏數值模擬方法和軟件。團隊從微觀油水兩相流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)設計并測量得到滲流-自由流的速度剖面分布。
國際表面涂層科學與技術協(xié)會杰出貢獻獎獲得者、巴西里約熱內盧天主教大學M.Carvalho教授驗證了姚軍教授團隊提出的滲流-自由流數值模擬的正確性。里約熱內盧天主教大學Cristian Mejia等人在Journal of Natural Gas Science and Engineering期刊發(fā)表的文章中表示，姚軍教授團隊提出的離散縫洞網絡模型和相關流固耦合數值模擬研究方法和技術，正在巴西Santos盆地Lula和Tupi油田區(qū)塊進行應用，有助于巴西海上碳酸鹽巖油氣藏高效開發(fā)的滲流理論和技術政策研究，為巴西鹽下超深水油田的高效開發(fā)、增儲上產提供了理論支撐。
孫寶江教授作為“海洋油氣工程創(chuàng)新引智基地”的負責人，與巴西科學院、工程院、世界科學院三院院士Renato Cotta教授，巴西科學院、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與安全控制等領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挑戰(zhàn)，亟需雙方通過加強科技交流合作，實現(xiàn)超深水技術的突破。”
近年來，孫寶江教授團隊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-地層耦合作用機制”，建立了巨厚鹽層鉆井卡鉆風險預警技術，形成了適用于巨厚鹽層的井筒壓力精細調控技術。成果在多個巴西深水區(qū)塊進行了應用，有效避免了卡鉆、井涌井漏等風險的發(fā)生，降低了鉆井非生產作業(yè)時間，為巴西深水巨厚鹽層安全高效鉆井提供了技術支持。
付光明副教授與Segen Estefen院士團隊聚焦深水低溫高壓環(huán)境下油氣安全輸運的難題開展合作，圍繞深水夾層復合管道安全設計開展了大量基礎理論研究與前瞻技術探索，共同承擔了“深水夾層復合管道安全評價”國家自然科學基金項目2項、山東省自然科學基金項目1項，中化巴西公司前瞻性課題“夾層管結構完整性評價”1項。
“深水夾層復合管道技術在巴西深海油氣開發(fā)輸運中具有顯著優(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，可能導致整條管道發(fā)生失穩(wěn)破壞，造成重大經濟損失和生態(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，雙方團隊在深水夾層復合管道安全評價與結構設計、深水復合管道動力學響應等方面取得了顯著進展，揭示了深水夾層保溫管道動態(tài)壓潰傳播機理，建立了夾層復合管道壓潰及壓潰傳播工程設計公式，取得計算機軟件著作權1項，核心研究論文入選ESI高被引論文2篇。相關成果被中國工程建設標準化協(xié)會標準直接采用。
石油工程學院與巴西里約熱內盧聯(lián)邦大學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域專家學者來校及線上交流30余人次，3次率團訪問巴西里約熱內盧聯(lián)邦大學、圣保羅大學、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)推進國際項目合作、碩博士聯(lián)合培養(yǎng)、高端專家互訪等工作落地落實。
近日，里約熱內盧聯(lián)邦大學工程技術研究院副院長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，計劃于2025年開展碩博士研究生互訪活動，并力推雙博士學位項目實現(xiàn)突破。“從戰(zhàn)略層面，中巴兩國開展能源技術合作有助于實現(xiàn)優(yōu)勢互補和互利共贏;從院校層面，里約熱內盧聯(lián)邦大學作為巴西最大的聯(lián)邦大學，擁有百年歷史和國際聲譽，石油工程學院作為“雙一流”建設學院，推進優(yōu)質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，學院與巴西高校在人才培養(yǎng)方面的合作取得多項成果。與巴西里約熱內盧聯(lián)邦大學共同申報國家高層次人才項目2項，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“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)項目1項;實施研究生“雙導師”聯(lián)合培養(yǎng)計劃，與里約熱內盧大學聯(lián)合培養(yǎng)碩博士研究生7人，共同發(fā)表學術論文19篇，其中ESI高被引論文2篇，海洋領域SCI一區(qū)12篇，二區(qū)2篇。（閃電新聞記者 劉繼順 通訊員 于夢飛 付光明 黃朝琴 王大勇 報道）
