【本站讯】“巴西超过94%的石油和84%的天然气储量位于海上深水盐下油气田，具有较大勘探开发潜力，该国拥有丰富的油气资源，有望成为石油输出国组织外全球最大的石油生产国，对我国原油进口来源多元化、保障能源安全具有重要意义。”近日，石油工程学院姚军教授在中海油主办的“中国-巴西海洋科技创新论坛”上介绍碳酸盐岩油藏数值模拟的最新研究成果以及与巴西高校合作情况。
今年恰逢中国与巴西建交50周年，中国与巴西在石油能源领域的合作具有较强的战略性和互补性，发展潜力巨大。近年来，我校石油工程学院在科学研究、人才培养等方面与巴西里约热内卢联邦大学等高校不断深化合作，持续推动中巴高校间科教合作走深走实。G20峰会将于11月18日至19日在巴西里约热内卢举行，为两国高校间进一步深化合作提供了新机遇。
姚军教授在“中国-巴西海洋科技创新论坛”上作报告
巴西东南海域的Santos盆地是目前世界上盐下油气最富集的区域，累计探明石油储量48.1亿吨、天然气2万多亿立方米。明确该区域油气藏的分布规律，有助于提升巴西油气开发效率。然而富含油气的盐下碳酸岩储层上覆盖有深度2000米的海水、1000米的盐上地层及2000米的盐层，想要揭开盐下超深油气藏的“面纱”实属不易。
近年来，姚军教授团队聚焦于缝洞型碳酸盐岩油气藏开采中的渗流与自由流耦合的问题，提出了离散缝洞网络模型，研制了考虑多相多组分、流固耦合、酸岩反应流的缝洞型碳酸盐岩油气藏数值模拟方法和软件。团队从微观油水两相流N-S方程出发，利用体积平均法，首次创建了宏观两相渗流-自由流耦合界面条件，首次基于激光多普勒测速仪（LDA）设计并测量得到渗流-自由流的速度剖面分布。
国际表面涂层科学与技术协会杰出贡献奖获得者、巴西里约热内卢天主教大学M.Carvalho教授验证了姚军教授团队提出的渗流-自由流数值模拟的正确性。里约热内卢天主教大学Cristian Mejia等人在Journal of Natural Gas Science and Engineering期刊发表的文章中表示，姚军教授团队提出的离散缝洞网络模型和相关流固耦合数值模拟研究方法和技术，正在巴西Santos盆地Lula和Tupi油田区块进行应用，有助于巴西海上碳酸盐岩油气藏高效开发的渗流理论和技术政策研究，为巴西盐下超深水油田的高效开发、增储上产提供了理论支撑。
巴西Santos盆地Lula和Tupi油田区块示意图
孙宝江教授作为“海洋油气工程创新引智基地”的负责人，与巴西科学院、工程院、世界科学院三院院士Renato Cotta教授，巴西科学院、工程院两院院士Segen Estefen教授，在深水海洋油气工程装备、深水油气井筒多相流动与安全控制等领域长期开展科技合作。Segen Estefen院士表示，“巴西石油公司和以中海油巴西公司为代表的中国驻巴西能源公司，正在大力推进巴西深水盐下层油气田的开发，但过程中面临巨大的技术挑战，亟需双方通过加强科技交流合作，实现超深水技术的突破。”
Segen Estefen院士团队参观学院实验室
近年来，孙宝江教授团队与中海油国际能源公司针对巴西巨厚盐层钻井面临的盐层易蠕变、安全密度窗口窄等难题开展合作，考虑了深水巨厚盐层钻井“井筒-地层耦合作用机制”，建立了巨厚盐层钻井卡钻风险预警技术，形成了适用于巨厚盐层的井筒压力精细调控技术。成果在多个巴西深水区块进行了应用，有效避免了卡钻、井涌井漏等风险的发生，降低了钻井非生产作业时间，为巴西深水巨厚盐层安全高效钻井提供了技术支持。
巴西Santos盆地某盐下层区块示意图
付光明副教授与Segen Estefen院士团队聚焦深水低温高压环境下油气安全输运的难题开展合作，围绕深水夹层复合管道安全设计开展了大量基础理论研究与前瞻技术探索，共同承担了“深水夹层复合管道安全评价”国家自然科学基金项目2项、山东省自然科学基金项目1项，中化巴西公司前瞻性课题“夹层管结构完整性评价”1项。
“深水夹层复合管道技术在巴西深海油气开发输运中具有显著优势，然而深海高压环境使管道承受巨大的外部静水压力，可能导致整条管道发生失稳破坏，造成重大经济损失和生态影响，因此针对巴西深水油田开展管道安全研究具有重大的工程意义。”付光明表示。通过联合攻关，双方团队在深水夹层复合管道安全评价与结构设计、深水复合管道动力学响应等方面取得了显著进展，揭示了深水夹层保温管道动态压溃传播机理，建立了夹层复合管道压溃及压溃传播工程设计公式，取得计算机软件著作权1项，核心研究论文入选ESI高被引论文2篇。相关成果被中国工程建设标准化协会标准直接采用。
深水夹层复合管道部分优化计算结果
石油工程学院与巴西里约热内卢联邦大学等高校的科教合作由来已久。自2012年至今，双方就海洋油气开发技术合作、高层次人才联合培养先后开展多层面洽谈10余次，签署MOU合作备忘录2次，依托“海洋油气工程创新引智基地”平台邀请巴西能源领域专家学者来校及线上交流30余人次，3次率团访问巴西里约热内卢联邦大学、圣保罗大学、中海油巴西公司、中石化巴西公司等高校及中资能源企业，持续推进国际项目合作、硕博士联合培养、高端专家互访等工作落地落实。
学院与里约热内卢联邦大学多次交流互访
近日，里约热内卢联邦大学工程技术研究院副院长Jean-David教授、核工程系主任Su Jian教授、海洋工程系主任Marcelo Igor教授来院洽谈研究生联合培养等事宜，计划于2025年开展硕博士研究生互访活动，并力推双博士学位项目实现突破。“从战略层面，中巴两国开展能源技术合作有助于实现优势互补和互利共赢；从院校层面，里约热内卢联邦大学作为巴西最大的联邦大学，拥有百年历史和国际声誉，石油工程学院作为‘双一流’建设学院，推进优质教育科研资源共享有利于双方共同发展。”Jean-David教授对双方合作充满信心。
学院与里约热内卢联邦大学洽谈研究生联合培养事宜
近年来，学院与巴西高校在人才培养方面的合作取得多项成果。与巴西里约热内卢联邦大学共同申报国家高层次人才项目2项，参与共建“海洋油气工程创新引智基地”并获得延续资助，共同承担“非常规油气与绿色能源开发”国家公派创新型人才国际合作培养项目1项；实施研究生“双导师”联合培养计划，与里约热内卢大学联合培养硕博士研究生7人，共同发表学术论文19篇，其中ESI高被引论文2篇，海洋领域SCI一区12篇，二区2篇。
近日，国家主席习近平在复信巴西友好人士时提到，希望两国各界人士为推动中巴关系不断发展发挥积极作用。下一步，石油工程学院将把握与巴西高校间合作的新机遇，稳步拓展合作新领域新空间，促进人才双向流动，整合科技创新资源，推进文化互嵌共融，为进一步深化双方科教合作注入活力，为提升学校国际影响力贡献力量。