针对我国高粘、高凝、高矿化度油田采出液和复杂天然气在集输与处理环节面临的世界性技术难题，我们创新性构建了一套覆盖井口至外输全流程、理论研究至工程应用全维度的一体化技术体系。该体系以“精准预测—物理改性—化学智能—工艺协同”为核心范式，系统性破解了油气流动安全保障不足、集输能耗偏高、处理效率偏低等行业关键瓶颈。依托该技术体系，研发形成多项关键核心技术：保障流动安全的含蜡原油多相管输流动安全控制技术、稠油边界层稳定润滑减阻输送技术、微波改性高凝高粘原油输送技术、稠油乳化降粘减阻输送技术和天然气集输系统湿气分离及排液技术；复杂组分天然气的高效处理、液化、再气化技术，天然气耦合提氦、BOG回收、轻烃分离技术、LNG冷能利用技术、微波—化学协同破乳脱水技术与油田采出液快速集结聚垢除垢技术。上游集输环节重点保障油气在管输过程中的流动性与稳定性，实现安全、经济高效输送；下游处理环节聚焦油气水的高效分离与系统长效运维，保障外输油气品质与水处理系统稳定运行。该全链条技术体系从根本上攻克了易凝、高粘、高矿化度油田采出液和复杂天然气“输得出、输得稳、处理得好”的系列技术难题，为提升我国复杂油气资源高效开发利用的整体效益与安全水平，提供了坚实可靠的技术支撑与解决方案，也为国家“双碳”战略和油气行业节能减排提供全方位技术支撑。
【核心技术突破】
含蜡油多相流动安全技术：明确管输中含蜡油在管道中沉积问题，有助于现场能源的调配，实现加热温度的及时调整，制定合理的清管计划。预期研究成果有助于油气田集输系统或含蜡油长输管道工艺参数的优化。纳米复合降凝剂具有更好的降凝效果，稳定性更强，是含蜡原油降凝剂发展的新方向。预期研究成果有助于纳米复合降凝剂在含蜡油中的推广应用，实现节能减排。
稠油流动边界稳定润滑减阻管输技术：研制适用于稠油管输的耐油耐盐抗温抗压黏弹性润滑体系，探究稠油在黏弹性流体作用下的动力学行为，阐明近壁面黏弹性润滑层形成条件和稳定机制，提出黏弹性润滑层动态稳定性控制方法；开发黏弹性油水两相流数值计算方法，揭示稠油流动边界黏弹性润滑层减阻机理，为我国稠油等重质石油资源的经济高效开发及流动安全保障提供理论支撑。
微波改性高凝高粘原油输送技术：微波改性降凝降粘减阻输送技术同时具有热效应和非热效应，非热效应体现为微波作用降低了分子键的活化能，热效应体现为微波加热具有选择性，产生的局部热源导致大分子发生热裂解。因此，微波辐射处理能改善高凝高粘原油的低温流动性，使其凝点、粘度、屈服应力都有不同程度的降低，且这些改变是不可逆的。
稠油乳化降粘减阻输送技术：创新性地研发出一系列无污染、分散性强、可反复循环使用，且具有电磁效应和粘弹效应的绿色“乳化剂”，在油水比为8:2时，可以形成稳定的O/W型乳状液，突破油相体积不能超过74%的限制，4h分水率仅为10.25%，降粘率高达98%，在输送终端通过外部磁场可实现快速油水分离和乳化剂回收。
天然气集输系统湿气分离及排液技术：基于超音速喷管凝结理论实现湿天然气脱水，设计了地面管道涡旋流排液装置，研究成果有效解决了苏里格气田地面集输管道积液问题；随着“碳达峰”和“碳中和”目标的提出，我国能源转型迫在眉睫，以含水天然气为介质开展数值模拟，进行了喷管结构优化，建立了最佳喷管模型，其次以CO2-CH4混合气体为介质开展数值模拟，研究CO2气体凝结流动过程机理并总结流动规律，构建了超声速分离器内含CO2的天然气凝结分离研究模型。
天然气处理工艺设计及优化：应用 HYSIS 软件设计天然气液化流程，模拟并优化混合冷剂天然气液化流程，改进LNG接收站BOG处理和回收工艺，提出了有效能分析及工艺优化改进措施；结合KBO法和优化器中的Box算法，以系统最小功耗为目标函数，对C3/MRC流程进行了优化模拟，得到了系统最优工艺参数和最优制冷剂配比；建立联产LNG天然气低温－膜分离提氦工艺，可以提高氦气回收率和氦气纯度，降低能耗和投资成本。
LNG高效气化技术：面向LNG接收终端和气化站，提出了针对空温式气化器（AAV）、开架式气化器（ORV）、中间介质式气化器（IFV）、浸没燃烧式气化器（SCV）、印刷电路板式气化器（PCV）等多种LNG气化器的热工水力预测模型与基于AI的结构优化设计方法，提出了集成温差发电模块的LNG气化器结构型式，有效提高了LNG气化效率。
LNG冷能梯级利用技术：发展了多种LNG冷能高效梯级利用工艺，构建了集成LNG冷能利用、BOG提氦、轻烃回收、CO2捕集等工艺以及“风光热冷储”综合能源系统，实现了LNG高效气化以及LNG冷能的互补综合利用。同时，构建了基于AI的工艺流程设计评价和多目标优化方法和技术体系。
微波化学破乳技术：微波脱水效率高、无污染、易操作，改性磁性纳米粒子用剂量低、可循环使用，两者具有强烈的耦合协同作用，可以实现高效的油水分离效果。当微波辐射功率为200W、辐射时间为20s的条件下，改性磁性纳米粒子的质量浓度为50ppm时，20min稠油乳状液的分水率高达99.10%，且循环使用7次后分水率仅降低8.71%，该发现对于微波化学破乳技术的突破具有重要意义。
油田采出液快速集结聚垢除垢技术：综合性水质硬度调节装置可用于高矿化度采出液、不配伍性水掺混的快速集结聚垢除垢，该装置具有过流单元易取出、电磁场可控性强、太阳能光伏加热高效环保等优点，该技术的应用能最大限度降低井筒、管线和换热设备结垢，提高经济效益，降低能耗，创建油田经济、绿色、低碳、高效除垢新模式。
【成果支撑】
技术成果获国家自然科学基金、陕西省自然科学基金、西安市教育局项目、企业横向等80余项科研课题支持；获中国石油和化学工业联合会技术发明奖三等奖1项，克拉玛依市科技进步奖二等奖1项，新疆维吾尔自治区技术发明奖二等奖1项。授权发明专利40余项；发表SCI/EI论文100余篇，出版专著多部。
【应用前景】
非常规原油流动保障：为应对稠油、高凝原油等非常规资源的输送挑战，以含蜡油降凝、稠油边界润滑、微波改性及乳化降阻为核心的先进流动保障技术，共同构建了一套覆盖全流程的节能、低碳、智能输送体系。该体系可显著降低传统加热输送的能耗依赖，实现从井口到长距离外输的全链条高效运行，为非常规原油的安全、经济、绿色开发提供了关键支撑。
天然气集输和处理系统优化：围绕天然气绿色、低碳与高值化开发，核心前景聚焦于智能集约与系统优化。在集输环节，以超音速旋流分离为代表的脱水－碳捕集一体化技术，推动系统向紧凑化升级改造。在处理环节，通过流程模拟、算法优化与工艺集成，实现能耗最小化，并创新LNG联产提氦等多产品协同工艺，构建起低碳高效、智能响应、价值最大化的新一代天然气集输处理体系。
油田采出液高效处理：微波化学破乳脱水技术在复杂油田采出液处理领域展现出重要的应用价值，该技术尤其适用于稠油/超稠油化学驱后形成的高稳定性乳状液，可显著降低脱水温度、缩短处理时间，实现热能节约；在处理长期积存、严重乳化的老化油时，能实现油、水相的高效分离与资源化回收；为油田绿色低碳开发与生产提质增效提供了关键技术支撑。
高矿化度与复杂水质处理：针对海上和陆地高矿化度采出液，综合性水质硬度调节装置提供了一种“变被动结垢为主动结垢”的聚垢除垢解决方案，该装置的聚垢单元易取出、垢物易清除且可反复多次循环使用，其广泛应用于站内换热器、泵、阀门等易结垢设备的前端保护，延长设备寿命，保障系统稳定运行。
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