中国油气资源安全从本地保障到全局保障

首先综述了中国能源消耗现状和发展趋势,由于中国目前的化石能源供给有限,无法满足中国现在和未来的需求缺口,天然气、石油供给在很大程度上将依赖进口,最后总结亟需解决中国在一定时期内石油、天然气对外依存度较低的问题。进一步提高中国油气的对外依存度,既具有内部的可容性条件,也具有外部的可容性条件。世界上许多国家都有很高的对外依存度,特别是在当前的条件下,油气对外依存度并不构成国家能源安全的一个重要条件。中国应该转换思路,从局部的油气资源安全保障,转换到区域,乃至全球的油气资源安全保障上来。通过"一带一路"、互联互通,把眼光从局部,转移到区域和全球,以区域和全球的油气资源安全保障来解决局部油气安全保障的问题。     

基于燃气轮机富氧辅助供能的风电耦合化工系统容量优化配置

利用电解水制氢技术将可再生能源风电嫁接到炼油产业,实现风电与化工耦合,可以有效改善化工产业碳排放高的问题。综合考虑到风电出力的不确定性和氢气需求的波动特性,提出了一种以满足化工用氢为主,基于燃气轮机富氧辅助供能的低碳能源系统。考虑风电机组、燃气轮机、电解槽、储氢储氧罐、以及二氧化碳液化压缩捕集装置的设备投资成本和操作成本,建立以等年值总费用最小为目标的优化配置模型。基于西北某地区实际风机出力数据和炼油厂用氢数据,利用CPLEX求解器和YALMIP工具箱进行模型求解,得到该系统各装置最优容量配置方案,并进行相关分析。结果表明,该系统可以有效地平抑风电出力的短期不确定和氢气需求长期波动问题,实现了“以氢定电”,可为现代化工企业获取绿色氢气来源提供一定的理论和参考。     

鄂尔多斯盆地非常规资源微孔隙储层测井评价

鄂尔多斯盆地处于中国中西部结合部位,是中国大型叠合含油气盆地之一,油气资源极为丰富.经过多年的勘探开发,鄂尔多斯盆地形成了"南油北气"的开发局面,建成了多个大型油气田.为了保持油气田的可持续开采,需要积极寻找可接替区域和层位.利用烃源岩资料、岩心资料及大量测井资料和试气资料对研究区潜在油气层位的储集性能、运移通道及测井响应特征进行了分析.结果 表明研究区太原组致密灰岩、本溪组铝土质泥岩、延长组长7"张家滩页岩"、太原组、山西组和延安组煤层普遍微孔隙发育,具备一定的储集能力,加之研究区烃源岩丰富,在油气运移的过程中,这些地层在适当的条件下能够形成不同于常规致密砂岩的非常规储层,具有成为可接替层位的潜力.     

高速重载车辆主动油气悬架系统平顺性控制发展综述

主动油气悬架具有车身姿态和高度实时控制、阻尼、刚度参数实时调节,路面情况适应性好等特点,能使车辆在不同的运动状态或路面情况下始终保持良好的平顺性和操纵性能。随着计算机控制技术和电控技术的快速发展,以及人们对于乘车舒适性的要求愈来愈高,主动油气悬架在车辆上的应用需求日益增加,尤其是针对一些行驶路况较差、载重量大的高速重载底盘工程车辆,传统的被动油气悬架也难以满足其平顺性要求,采用主动油气悬架系统对车辆行驶的平顺性进行升级成为当前研究的热点。本文对车辆的主动油气悬架系统的原理及特点进行分析,以及对国内外高速重载车辆的主动油气悬架系统平顺性控制研究与应用现状进行总结和回顾,详细阐述了油气悬架进行主动控制常用的控制策略,最后对高速重载车辆的主动油气悬架系统技术的未来发展做出了展望。     

废弃油藏建储气库库容变化机理室内实验研究*

地下储气库作为应急气源在调峰中起到重要作用;但目前关于废弃油藏建储气库的基本理论和库容参数预测方面的研究相对较少。采用实际废弃油藏岩心,通过设计与建库过程相似的室内驱替实验,进行了初次注入及后续多次注采转换过程的实验;探索了库容与压力、库容与注采轮次之间的内在关系。结果表明:经过3个轮次注采储气库含气饱和度只能达到40%左右,而后的注采增容能力减弱,5个轮次后趋于达容,含气饱和度达到50%左右。说明废弃油藏由于含水和含油的影响,库容最大仅能达到废弃油藏整个储集空间的一半,解决了以往计算库容不准确的问题。     

长输管道储气调峰对管径选取的影响研究

针对天然气长输管道管径选取问题,开展了将管道储气调峰纳入管径比选的研究,总结了管道末段储气能力及调峰需求量计算方法。以某天然气长输管道工程为例,结合用气的不均匀性,采用稳态仿真模拟和动态仿真模拟相结合的方法,首先,对管道通过能力满足均月均日和高月高日工况时的管径进行水力计算,然后,对小时调峰、日调峰和月调峰的需求量进行分析,根据管道储气调峰能力和调峰需求量对比选取调峰工况下的适宜管径方案。在此基础上,对管道调峰和建设储气库调峰进行了详细经济性对比分析,获得了通过适当增大管径的方式不仅能满足小时调峰和部分日调峰需求、而且经济性更高的结论。研究结果表明,在管径选取时,应将管道调峰纳入管径比选的考虑因素,综合对比得出最优的管径方案。     

新型变井储试井理论图版研究及其应用

本文针对目前变井储试井分析基本上仍停留于理论研究,还不能适应油气田生产需要的现状,建立了一个新的变井储试井模型,并在提出一种新的导数计算法基础上,研制出了适合各类变井储情况的驼峰型、台阶型和拟标准型典型曲线理论图版。结合一种新的变井储早期近似解解决了新图版应用中的多参数问题。最后分析了一个气井实例。     

计及需求响应的联网型微电网储能容量随机规划方法

为了获取更理想的储能容量规划结果,在考虑功率平衡最优和需求响应的基础上,提出了一种新的联网型微电网储能容量随机规划方法。在需求响应条件下基于联网型微电网的运行模式和随机理论,将功率平衡最优作为规划目标,组建储能容量随机规划模型。利用改进粒子群算法对构建的储能容量随机规划模型进行求解,获取最优联网型微电网储能容量随机规划方案。实验结果表明：随着电容电量的不断增加,微电网的整体平衡能力开始变强;所提方法的能量平衡能力指标更高,储能额定电量容量更稳定,储能系统负荷更小,规划效率更高。所提方法能够更好地实现联网型微电网储能容量规划。     

中国车用氢能潜力分析

 分析了中国氢气应用和生产的现状,利用实际工业生产数据,根据工业氢气制取、转化的应用原理,得出了中国氢气消费总量与相关化工产品产量的数量关系,确定了目前中国工业氢气的生产能力和副产氢资源。采用情景分析方法,预测了2050年前燃料电池汽车发展对应的氢能需求及面临的供应选择。分析结果表明,根据目前中国的规模化工企业的生产现状,每吨合成氨耗氢量178.18~182.44kg,每吨甲醇耗氢量126.45~142.26kg,根据2007年中国合成氨和甲醇的产量,对应氢气消费量分别达920万吨和130万吨。根据中国炼油加氢工艺耗氢量和近年加氢裂化和加氢处理加工量,耗氢量达180万吨。合计中国工业氢气消费量超过1200万吨,年均增长速度9%。此外,中国是世界重要的烧碱、钢铁和焦炭生产大国,根据每生产1吨烧碱副产270m3氢气,氯碱工业每年副产氢气约41.57万吨,同时1m3的焦炉煤气可制取约0.44m3的氢气,中国焦炉煤气蕴含563.86万吨的副产氢资源。合计超过600万吨的副产氢资源可供应686万辆燃料电池大客车或2703万辆乘用车的运行,是未来重要的车用氢能来源。通过设定缓慢、中等、快速发展情景假设,中国副产氢资源可满足燃料电池汽车在缓慢情景下到2050年对氢能的需求,在中等和快速发展情景下分别支持到2046年和2040年对氢能的需求。     

储油库油气挥发过程分析及计算

储油库储存、运输及销售过程挥发的油气不仅浪费能源,而且造成环境污染,影响人体健康。因此,进行油气控制是节能、环保、安全的综合体现。笔者就储油库的油气挥发过程进行了分析,对国内外储油库油气计算方法进行了介绍和对比,并对某千万吨级炼油厂储油库进行了油气挥发核算及经济效益估算。     

基于综合需求侧响应的多能存储系统优化配置

相比单一储能和需求响应(demand response,DR),多能存储和综合需求响应(integrated demand response,IDR)可显著改善多能源系统的经济性.首先构建基于激励手段的综合需求响应模型,接着对多能存储系统进行分析及建模,同时引入用户用能舒适度指标模型.最后,基于典型日负荷轮廓,以系统年最低总成本为优化目标建立多能存储系统优化配置模型.算例分析表明多能存储和综合需求响应可协同优化各时段能源供给和柔性负荷需求,可显著提高多能存储系统的经济性.     

中国节约利用油气资源的必要性与方法探讨

分析中国油气资源利用现状,根据中国能源禀赋与供需矛盾提出节约合理利用的油气资源利用思路,根据中国油气消费结构提出"节约用油,合理用气"的油气资源利用方向和"交通节油、工业节油"的节油重点方向,进而提出了具有针对性的节油用气的方法。统计分析表明,中国能源效率相对低下,但节油潜力巨大,应尽快调整经济产业结构,推广节能技术,加强政策综合调控,构建资源节约型社会,提高油气利用效率,促进形成高效、清洁、低碳的能源结构,从而更好地实现中国经济社会的可持续发展。     

基于遗传算法的盐穴储气库注气能力方案优化

盐穴储气库作为中国天然气调峰的重要手段之一,承担着战略储备的重要任务。为提高川气东送输气管网的运行优化能力,对金坛盐穴储气库提出合适的注气配产方案以降低压缩机能耗作为当前阶段的首要目标。通过对金坛盐穴储气库的地理环境、管道参数、储气井参数、压缩机能耗等综合因素进行分析后,以该地区十口井注气流程为例,将其配气方案的能耗分析作为主要目标,在满足于储气库总量、单井注气约束条件的情况下,应用遗传算法对注气任务方案进行优化。通过分析了5组遗传算法进行优化的注气配气过程,结果表明当迭代步数达到25步左右时,总能耗达到收敛且平均每组运行时间为4.57 s,进一步分析得出各单井注气量在优化过程中的趋势图。在符合现场条件、满足于注气需求的情况下,最终模拟优化后的配产方案系相比最初配产方案压缩机能耗下降了33%,实际现场压缩机能耗下降普遍在30%～35%,大幅降低了压缩机能耗浪费,对实际生产应用具有一定的指导作用。     

空气源热泵相变蓄能除霜特性实验研究

为了解决空气源热泵除霜过程中能量来源不足而导致的各种除霜问题,提出了空气源热泵相变蓄能逆循环除霜方法.对一台额定功率为850 W的家用空气源热泵进行改造,并在人工模拟室内外环境的条件下进行实验.实验结果表明:蓄能除霜可以有效地提高除霜期间压缩机的吸排气压力,缩短除霜时间,减少除霜能耗.相对于常规除霜,在实验条件下,蓄能...     

塔里木盆地某地区奥陶系古岩溶作用机理及控制因素分析

古岩溶是一种重要的聚集油气的地质体,储层发育状况和油气聚集的情况比较复杂。塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩储层,基质岩性致密,不具备有效的储渗能力,只有岩溶和裂缝储集体为其主要的储集空间,认识该地区古岩溶的作用机理与控制因素是研究碳酸盐岩古岩溶储层的首要问题。通过对塔里木盆地某地区奥陶系一间房组、鹰山组碳酸盐岩的研究,采用将今论古的研究方法,结合前人的研究成果,根据现今岩溶相带的划分,系统的探讨了本研究区古岩溶的作用机理及模式,并综合分析控制古岩溶发育的诸多因素,包括地层岩性、古地貌、古构造、古水文、海平面变化、不整合面、断裂、古气候等等。     

中国天然气能源安全评价研究

天然气作为影响国家经济安全的重要能源资源,其开发利用备受世界各国重视,天然气能源安全已经成为我国重点关注的战略问题.文章提出了一种全面综合的方法和一个定量模型框架以量化我国天然气能源安全,基于天然气资源可获得能力、技术可利用能力、环境可承载能力以及国民可负担能力四个维度,构建了我国天然气的能源安全评价模型,并根据4-As雷达图,分析2005年－2018年我国天然气安全变化度的总体趋势,以及各安全维度的演变和影响因素.研究表明：1)自2005年以来,我国天然气能源安全度处于先下降后上升的“V”字型走势,2005年－2011年期间,我国天然气能源安全度整体上处于下降趋势,天然气安全度在2005年处于较高位,而在2011年达到最低值,2011年以后天然气能源安全度不断走高,在2017年到达最高值.2)我国天然气能源安全度受到四个维度的共同制约,其中资源可获取能力成为制约我国天然气能源安全的关键因素,而天然气技术可利用能力成为我国天然气能源安全度增加的最主要动力.3)天然气旺盛的需求降低了天然气的可获得能力,加大了对外依存度,构建安全的国家天然气能源体系已迫在眉睫,随着我国天然气对外依存度的不断攀升以及国际政治环境不稳定性加剧,保障天然气进口和争取天然气国际定价权成为影响我国天然气能源安全的重要因素.     

我国石油天然气安全预警研究

石油天然气安全是我国能源安全的核心问题.基于供需、运输、灾变、经济和环境等因素,建立了石油天然气安全预警指标体系.综合运用主成分分析、自回归和K均值聚类,建立了石油天然气安全预警模型,并应用于我国石油天然气预警,结果表明2007年我国石油天然气运行继续处于危险状态,需加强防范.     

基于插电式电动汽车储能的智能家居动态规划能量管理策略

电动汽车储能为可持续能源供应和分布式能源储存提供了新的机遇和挑战.文中提出基于插电式电动汽车储能的智能家居能量管理问题,并应用动态规划方法完成能量管理策略设计.根据系统结构对系统功率流和PEV电池组进行建模.在家庭能量需求和PEV充电需求约束下,以分时电价和分时家庭能量需求为背景,提出用电成本最小的动态规划能量管理策略优化问题.仿真验证了不同家庭能量需求、不同车辆行驶工况下所提方法的系统经济性,仿真结果表明夏令时和冬令时分别节省家庭日用电费用约50%和27%.      

储气库注采井井筒温度场预测与影响因素分析

随着冬季对天然气需求的持续增加,对储气库的调峰能力提出了严峻的考验,注采井作为连接地面与地下的通道,井筒温度受注采周期的影响发生变化,如何准确地预测井筒内温度变化,对于预测环空压力、保证油管和套管安全、水泥环密封性和储气库运行安全至关重要。根据流体力学中质量守恒定律、能量守恒定律和动量定理,将气体的压强、温度、密度和流速进行耦合分析,利用显式四阶Runge-Kutta数值求解方法,输出油管内气体不同深度的流动参数,并对影响油管内气体温度的敏感性因素进行分析,得到了储气库注气过程、采气过程、关井阶段温度分布规律。结果表明：注气过程井底处温度受注气量影响较大,注气时间和注气压力对井底温度影响较小;在采气过程,井口处气体温度随采气量的增加而增大,油管内气体压力由井底到井口逐渐减小,并且随着采气量的增加,减小趋势越明显;在关井初期,油管内气体温度变化速率较大,随着关井时间的持续增加,油管内气体温度逐渐趋于地层温度,并且越接近于井口气体温度变化速率越明显。     

原油储罐温室气体排放核算方法研究

原油储罐是油气生产上游环节中不可忽略的温室气体逸散排放源。为探究原油储罐温室气体排放情况,对储罐温室气体排放过程进行分析,建立基于气体状态方程、连续性方程和绝热条件下的能量方程的储罐小呼吸温室气体排放核算模型,修正Vasquez-Beggs(VB)闪蒸排放模型,得到一次、二次沉降罐和净化罐温室气体排放核算方法,并与实测数据、API经验公式计算值进行对比。结果表明:储罐温室气体排放的理论计算与实际情况吻合较好,所修正的VB模型与小呼吸损耗模型可准确地评估原油储罐温室气体的排放量;储罐小呼吸损耗与闪蒸损失相比不能忽略,验证了模型的准确性。