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      1. 北京物流信息聯盟

        【微盤點】中國石油2015年十大科技進展

        2022-08-16 12:24:48


        剛剛過去的2015年,中國石油積極應對國際油價低位震蕩、資源劣質化矛盾突出、市場競爭日益激烈的嚴峻局面,繼續保持了石油天然氣產量穩步增長,國內外油氣當量產量達到2.6億噸,新增探明油氣當量儲量連續9年超過10億噸。中國石油在異常困難的環境下能繼續保持平穩發展,科技創新是重要的支撐和驅動力量。下面,就讓我們一起來回顧一下2015年中國石油取得的十大科技進展。

        1

        致密油地質理論及配套技術創新支撐鄂爾多斯盆地致密油取得重大突破


        中國石油依托重大科技專項,創新致密油地質理論與認識,形成致密油勘探開發關鍵技術,支撐鄂爾多斯盆地致密油勘探開發取得重大突破,為長慶油田年5000萬噸持續穩產提供技術保障。


        形成5個方面的理論技術突破:(1)建立陸相湖盆半深湖—深湖“朵體+水道”重力流沉積模式,突破深水區找油氣禁區,拓寬盆地長7致密油勘探范圍。(2)發現致密儲層與低滲透儲層在儲集空間與石油微觀賦存狀態的差異,明確致密儲層滲流系統為簇狀連通孔喉體,體積壓裂是實現致密油有效動用的途徑。(3)深化大型陸相湖盆“高強度生烴、持續充注、近源富集”的致密油成藏機理,提出致密儲層成藏物性下限。(4)建立陸相湖盆致密油甜點優選、資源和儲量評價標準及規范,創新水平井+體積壓裂致密油開發關鍵技術。(5)創新提出致密油水平井準自然能量開發方式、井網類型、能量補充途徑和開發技術政策,在國內率先實現致密油規模開發。


        這些理論技術突破在致密油勘探開發實踐中取得成功應用,勘探成功率由60%提高到78%,單井產量提高4至6倍,落實13個有利目標區,發現我國首個億噸級新安邊大型致密油田,新建產能100萬噸,對我國致密油勘探開發起到示范推動作用。




        2

        含油氣盆地成盆—成烴—成藏全過程物理模擬再現技術有效指導油氣勘探


        中國石油經過10年攻關,自主研發形成了含油氣盆地成盆、成烴、成藏多組分全過程物理模擬新技術,實現油氣成藏要素模擬的定量化、可視化和規范化,為揭示復雜盆地油氣成藏規律、指導油氣勘探部署提供新手段。


        研發具有自主知識產權的盆地構造與變形、高溫高壓沉積成巖等6套大型物理模擬裝置,形成了以成盆、成烴、成儲和成藏為核心的含油氣盆地多組分等9項關鍵技術,解決多動力方向構造擠壓、伸展、走滑作用、可有效推至地質體的高溫高壓生排烴以及成巖動力、油氣充注動力與構造變形耦合等復雜過程的再現難題,使含油氣盆地成藏要素與油氣聚集物理模擬技術走在世界前列。


        這項技術突破了以往成藏單要素模擬的局限性,通過對塔里木盆地庫車鹽下構造變形、儲層演化與保持、天然氣生成與充注的全過程模擬,創新深層天然氣聚集模式,指導克深構造帶萬億立方米規模天然氣勘探,為深層、超深層和非常規領域石油地質理論創新和油氣大發現提供強有力的技術支撐。


        3

        大型碳酸鹽巖油藏高效開發關鍵技術取得重大突破,支撐海外碳酸鹽巖油藏高效開發


        伊拉克碳酸鹽巖油藏為大型生物碎屑灰巖油藏,是海外油田開發遇到的新類型,整體優化部署及注水開發技術方面沒有成熟經驗可借鑒。中國石油經過多年攻關,揭示水驅油機理,攻克整體優化部署及注水開發難題,支撐海外碳酸鹽巖油藏高效開發。


        主要技術創新:(1)生物碎屑碳酸鹽巖油藏描述與一體化三維建模技術,指導油田快速評價與滾動擴邊,新增地質儲量1億多噸。(2)揭示生物碎屑碳酸鹽巖水驅油機理與滲流規律,準確預測開發初期單井產能和開發初期工作量。(3)研發薄層油藏整體水平注采井網模式和巨厚油藏大斜度水平井+直井注采井網模式,節約投資1.5億美元。(4)創新“上產速度+投資規模+增量效益”的多目標協同優化技術,實現艾哈代布和哈法亞項目內部收益率分別提高3%和6%。(5)創新薄層碳酸鹽巖油藏整體水平井注水和巨厚碳酸鹽巖油藏分區分塊差異注水開發技術,預計采收率比衰竭開發提高15%至20%,增加可采儲量5億噸。


        這項技術應用效果顯著,實現伊拉克項目內部收益率達到15%以上,百萬噸產能建設投資低于3億美元,技術推廣應用至魯邁拉和西古爾納,助推伊拉克合作區2015年原油作業產量超過6000萬噸,建成中國石油海外最大油氣合作區。




        4

        直井火驅提高稠油采收率技術成為稠油開發新一代戰略接替技術


        中國稠油已開發區普遍進入注蒸汽開發后期,面臨采出程度低、油汽比低、噸油操作成本高等問題,亟待探索大幅度提高采收率和經濟開發方式?;痱尲夹g操作成本低,但面臨原油燃燒過程復雜等問題。中國石油創新室內實驗手段,揭示原油火燒機理,攻克井下大功率電點火、火線前緣調控等重大技術難題,直井火驅技術在現場得到工業化應用,將成為稠油開發新一代戰略接替技術。


        自主創新形成4個技術系列:(1)火驅機理研究與室內評價技術,創新了高溫氧化反應動力學、三維高溫高壓火驅物理模擬等系列實驗技術,揭示了火驅機理及最優燃燒狀態。(2)直井火驅油藏工程優化設計技術,實現移風接火。(3)大功率移動式點火裝置、井下高溫高壓測試裝置、高溫高含CO2條件下防腐技術、產出流體監測與處理系統等直井火驅關鍵工藝技術,點火成功率100%。(4)火線前緣調控與動態管理技術,能有效形成油墻,實現火線均勻推進。自主研制裝備5套,形成了50余項操作與生產標準規范。


        直井火驅技術在遼河、新疆油田的工業化應用取得突破性進展,使老油區煥發青春,2015年火驅井組已超過160井組,與注蒸汽相比,噸油操作成本降低30%,年產量達到45萬噸。這項技術覆蓋稠油地質儲量10億噸,增加可采儲量3億噸,應用前景廣闊。


        5

        開發地震技術創新為中國石油精細調整挖潛提供有效技術支撐


        隨著油田開發難度的增加,常規地震的分辨率已經不能滿足精細開發的需求。中國石油2006年開始在大慶、冀東、新疆等多個探區實施精細開發地震技術研究,在數據采集、處理等方面取得重大突破,為老油田精細調整挖潛提供有效技術支撐。


        以大慶油田為例,通過近10年的攻關,研發表層吸收補償調查、地下密集管網準確定位、井地聯采等新技術,實現高密度、寬頻采集,地震信號頻寬增加10至15赫茲;建立保幅處理方法和技術流程,地震頻寬由8至63赫茲拓展到8至95赫茲,部分達到110赫茲;實現表層Q補償、深層黏彈介質疊前時間偏移理論方法的突破,形成自主知識產權軟件;創新密井網條件下的井震聯合精細油藏描述技術,。,有效識別斷距3至10米小斷層,斷點組合率由78.5%提高到94.3%,使2至5米窄小河道砂體、復合砂體內部的單一河道邊界和沉積期次的描述精度由65%提高到80%以上,陸相薄互層地震刻畫能力達到國際先進水平。


        開發地震技術重構了地下構造和沉積儲層認識體系,有效指導老油田開發生產。大慶長垣油田累計產油比規劃多980萬噸,水驅多增加階段可采儲量1200萬噸,三次采油多增加階段可采儲量1600萬噸,創直接經濟效益8.33億元。開發地震技術在大慶油田的成功應用為國內外老油田精細調整挖潛提供可靠的成功經驗。


        6

        隨鉆電阻率成像測井儀器研制成功


        中國石油研制成功隨鉆方位側向電阻率和方位電磁波電阻率成像測井儀器,為快速評價復雜儲層和水平井地質導向提供新技術,進一步縮小隨鉆測井技術與國外先進水平的差距。


        隨鉆方位側向電阻率成像測井儀器采用側向電阻率測量方式,能夠完成深淺電阻率測量,同時可實現全井眼覆蓋旋轉掃描電阻率成像以及地層邊界探測,利于詳細描述地層特征,提高地質導向準確性。儀器的主要技術指標達到國際領先水平:垂直分辨率0.2米,圖像分辨率13毫米,測量范圍0.2至2萬歐姆·米,探邊距離達到1米,耐溫耐壓分別為155攝氏度和140兆帕,可連續工作200小時。主要技術創新包括:(1)獨特的發射線圈和測量電極設計,改善地層響應;(2)紐扣電極嵌入技術,提高圖像分辨率;(3)上下環形發射線圈的優化設計和軟件聚焦技術,降低儀器復雜性和制造成本;(4)側向象限電阻率測量技術,同時獲得儲層邊界距離和方位。


        隨鉆方位電磁波測井儀器采用2兆赫茲和500千赫茲兩種測量頻率,適于中低阻地層。主要技術突破在于:(1)獨特的天線設計,使地質導向更精確。(2)自動穩定補償技術和動態方位測量技術,使電阻率測量更準確。(3)動態儀器姿態測量方式,利于提高鉆進效率、減少停鉆次數。(4)自適應快速反演算法和快速實時數據處理及顯示系統,實時顯示地層電阻率及地層邊界3米以內的變化。


        目前,這種儀器已投入現場試驗,測量效果良好。這兩種儀器大幅提升薄層、非均質、低孔等復雜儲層的大斜度井/水平井地質導向和儲層評價能力,具有廣闊的應用前景。


        7

        高性能水基鉆井液技術取得重大進展,成為頁巖氣開發油基鉆井液的有效替代技術


        中國石油針對頁巖垮塌和摩阻大等問題,大力推進頁巖氣水平井高性能水基鉆井液研發,成功開發出CQH-M1、DRHPW-1兩套體系,為解決頁巖氣開發普遍采用的油基鉆井液成本高、對環境不友好及影響開發效益的技術難題提供了一種新的技術途徑。


        CQH-M1高性能水基鉆井液體系具有無土相、高效封堵、復合抑制等特點,已開展9井次試驗應用。在威遠區塊,創下井深5250米、井溫130攝氏度、穿越頁巖進尺2238米等多項紀錄;在長寧區塊,創造了水平段穿越頁巖進尺、鉆井液浸泡時間等多項紀錄。


        DRHPW-1高性能水基鉆井液體系具有強抑制、強封堵、潤滑性和熱穩定性,主體技術指標達到油基鉆井液水平,在昭通區塊YS108H4-2井首次應用即創造這個地區鉆井周期37.17天新紀錄;在其他井中應用,取得1670米水平段中鉆井液浸泡40余天后,順利實施起下鉆、下套管作業等突出效果。


        中國石油頁巖氣水平井高性能水基鉆井液實現國內零的突破,總體指標達到國際先進水平,進一步完善配套,將成為頁巖氣開發中油基鉆井液有效替代技術,滿足頁巖氣開發環保要求,提高頁巖氣開發整體效益。


        8

        X80鋼級1422毫米大口徑管道建設技術為中俄東線管道建設提供了強有力技術保障


        中國石油通過對X80鋼級1422毫米管道建設技術的攻關,形成第三代大輸量天然氣管道建設配套技術,并將首次應用于中俄東線天然氣管道項目建設中,刷新國內高壓大口徑天然氣管道建設紀錄。


        主要技術進展包括:(1)形成了X80鋼級、1422毫米、12兆帕管道斷裂控制技術,建成了國內第一個全尺寸管道爆破試驗場,在國際上首次開展X80鋼級、1422毫米、12兆帕、使用天然氣介質的全尺寸管道爆破試驗。(2)制定了X80鋼級1422毫米管材及管件系列技術要求,完成了直縫埋弧焊管和螺旋埋弧焊管小批量試制、熱煨彎管單根試制、三通單件試制。(3)研制了56英寸全焊接球閥和DN1550環鎖型快開盲板,通過了出廠鑒定。(4)形成了X80鋼級1422毫米焊管現場焊接工藝,管道吊裝工藝及技術規范,冷彎管機的改造以及冷彎工藝。(5)研發了適應于X80鋼級1422毫米管道施工的配套對口器、坡口機、內焊機、外焊機、機械化補口等裝備24臺/套。(6)制定了《1422管道線路工程設計及施工技術規定》等13項標準規范。


        這項技術將為中俄東線以及未來高鋼級大口徑天然氣管道建設提供技術保障,不但能夠推動我國油氣管道建設技術水平持續保持國際領跑地位,而且將帶動國內冶金、制管、機電等相關行業的技術進步。




        9

        千萬噸級大型煉廠成套技術開發應用取得重大突破


        中國石油聯合多家單位,成功開發出具有自主知識產權的千萬噸級大型煉廠成套技術,總體技術水平達到國際先進水平,標志著中國石油完全具備了千萬噸級大型煉廠總體設計和所有主要工藝裝置自主設計能力,補齊了煉油設計技術短板。


        這項成套技術的主要創新包括:(1)創建中國石油首個包括煉廠核心裝置的delta-base模型和硫傳遞數據庫,開發出千萬噸級大型煉廠總體優化技術。(2)開發出千萬噸級重質原油常減壓工藝包。(3)集成開發出沉降器防結焦、提升管后部直連等10余項先進技術及200萬噸/年TMP催化裂解工藝包。(4)攻克定向反射階梯式防結焦焦化爐、供氫體循環等系列先進技術,開發出以加工劣質重質渣油為主的400萬噸年/級延遲焦化工藝包。(5)開發出催化汽油加氫DSO和GARDES技術工藝包。


        這項成套技術中的單項特色技術和工藝包已在廣西石化等40余家單位的80余套工業裝置上得到應用與驗證,大幅減少技術引進,累計創造經濟效益15億元以上,為中國石油煉油業務發展和核心競爭力提升提供了有力技術支撐。


        10

        稀土順丁橡膠工業化成套技術開發試驗成功


        中國石油“1.5萬噸/年稀土順丁橡膠工業化試驗”在獨山子石化公司通過現場驗收,成功試產出合格的BR9101稀土橡膠,開發出具有自主知識產權的5萬噸/年稀土順丁橡膠成套技術,標志著中國石油已經掌握了順丁橡膠稀土催化劑體系制備和稀土順丁橡膠工業化生產成套技術。


        這項技術由中國石油與多家單位合作開發,完成了由小試、中試到工業化技術的開發,形成了單線能力5萬噸/年稀土順丁橡膠生產成套技術工藝包。該技術催化劑體系具有高活性、高穩定性、高溫定向性等特點,可在寬范圍內調節稀土順丁橡膠產品分子量;產品性能達到國外同類產品水平,并制定了國內首項稀土順丁橡膠質量標準。取得的技術創新成果包括:(1)形成了一種新的三元稀土催化劑陳化工藝技術及設備,解決了三元稀土催化劑陳化后易出現沉淀堵塞催化劑進料管線問題。(2)開發了蒸汽預凝聚技術,與凝聚三層異形攪拌相結合,解決了稀土順丁橡膠由于分子量大、自黏性強,在凝聚時易結團問題。(3)首次實現稀土順丁橡膠與鎳系順丁橡膠在同一套裝置共用一套溶劑油回收系統同時生產,使這項技術靈活易操作,在國內現有順丁橡膠裝置即可推廣應用。工業試驗數據表明,產品性能達到國際市場主流牌號產品的水平。


        這項技術的成功,預示著中國石油已經形成了以稀土催化劑為核心的具有自主知識產權的成套稀土順丁橡膠生產技術,是我國繼鎳系順丁橡膠產業化后,自主開發的又一大品種的合成橡膠生產成套技術。


        本文原載于《中國石油報》2016年1月20日第三版


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