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    2012年中国石油十大科技进展

    2013/05/23 信息来源: 中国石油报

      1.复杂油气成藏分子地球化学示踪技术获重要突破

      中国石油在复杂油气成藏分子地球化学示踪技术方面获得重要突破,解决了我国深层超深层、碳酸盐岩和非常规等主要油气勘探领域油气性质预测及富集分布规律认识的难题,为准确定量评价多源生烃成藏潜力、动态示踪油气“生、运、聚”及成藏次生变化过程和有效预测主要勘探层系及其烃类流体性质奠定了理论基础。

      这项研究形成藿烷和甾烷单体分子及其同位素示源、含氮化合物示踪、单体包裹体成分定年和金刚烷示成藏次生变化4项技术系列,获得12项国家发明专利。这项研究建立的相应评价参数体系,有效解决了高过成熟阶段干酪根降解、原油及残留沥青裂解成气和复杂油气运聚成藏期次等成藏要素的判识问题,在海相岩溶礁滩储层多期供烃成藏及晚期调整改造定型,库车深层晚期大规模生气、供气和聚气机制,页岩气和致密油气等非常规油气资源丰度、近源充注及持续成藏等理论研究,以及三大勘探领域的油气发现中发挥了重要作用。

      复杂油气成藏分子地球化学示踪技术的突破,有力推动了我国地质实验技术的快速发展,实现了地球化学从族群参数到单体分子指标的精细化判识、从静态检测到动态示踪的量化判识的转变,使我国的分子地球化学研究水平步入世界前列。

      2.海相碳酸盐岩油气勘探理论技术突破助推高石梯—磨溪气区重大发现

      中国石油在海相碳酸盐岩大油气田勘探理论认识与勘探技术方面取得突破进展。这项研究构建起以源岩滞留液态烃高过成熟阶段规模成气、顺层及层间岩溶作用机理、油气藏集群式分布模式为核心的成藏理论,创建了以缝洞储层量化描述、储层与流体识别为核心的勘探技术,扩大了碳酸盐岩资源潜力,推动勘探深度与勘探范围大幅度增加,大大提高了储层预测精度与探井成功率。这项理论技术应用于川中古隆起震旦—寒武系勘探,落实了有利储层分布范围与风险探井井位;在高石1井震旦系灯影组获得重大发现,灯二段日产气上百万立方米,评价勘探部署多口探井层层见气,试气井口口高产。2012年磨溪构造寒武系龙王庙组再获历史性突破,已完成的3井5层试气,单井平均测试日产气上百万立方米。

      这些理论和技术的创新发展与规模应用,有力推动勘探形成了塔中、哈拉哈塘与古城、安岳与龙岗、靖边西等6个规模储量区,实现了海相碳酸盐岩的突破发现与规模增储,取得了显著的经济与社会效益。

      3.低压超低渗油气藏勘探开发技术突破强力支撑“西部大庆”建设

      为加快鄂尔多斯盆地丰富的低压超低渗油气资源开发,通过专项攻关,中国石油创新形成了低压超低渗油气藏勘探开发理论技术系列,提出了敞流浅水三角州、深水砂质碎屑流等沉积新模式,打破了内陆湖盆中部难以形成大油田的常规地质认识,指导勘探发现姬源、华庆大油田。这项研究发展了超低渗油藏多相非达西渗流理论;研发出超低渗油藏单井产量评价和注水开发动态预测技术,预测精度由70%提高到90%;形成超低渗储层测井产能快速预测评价系统,产能预测符合率提高15%以上;创新形成超低渗裂缝性油藏精细描述技术、精细分层超前温和注水技术,以及油藏整体调剖工艺技术,油藏水驱波及体积提高7%、采收率提高1.5%,储量水驱动用程度提高10%;研发形成致密非均质气藏富集区筛选及井位优选配套技术,超低渗油气藏水平井开发井网及井眼轨迹设计、动态跟踪预测技术,油气藏水平井规模有效开发技术,超低渗油气藏水平井多簇、多段、多缝压裂系列技术,创新了地面工艺技术和标准化建设模式。

      这个技术系列有力支撑了长庆油田快速上产和“西部大庆”建设,油田年均油气当量净增500万吨,2012年年产油气4500万吨,经济效益、社会效益显著。

      4.超深层超高压凝析气藏开发技术突破开辟油气开发新领域

      迪那2气田是塔里木盆地继克拉2之后发现的最大气田,属盐下高陡构造,储层埋藏深达5000米,地层压力高达106兆帕。经过持续技术攻关,超深层超高压低渗裂缝性凝析气藏高效开发技术系列取得重大突破,开辟了油气开发新领域。

      这项研究研发形成裂缝综合评价及预测配套技术,稀井网条件下带裂缝、低孔特低渗气藏精细建模技术,带裂缝应力敏感性凝析气藏井底压力计算、数值试井及产能评价技术,低渗裂缝超高压凝析气藏钻完井技术,超深、超高压凝析气藏有缆测试配套工艺技术;首次在国内引入双管式射孔枪概念,研发出直径127毫米的高温超高压全通径射孔器及配套工具,设计并合成了适合超级13铬油管的高温酸化缓蚀剂,建立了高压凝析气标准处理工艺。

      这个技术系列的形成与应用,不仅保障了迪那2气田的高效开发,而且为后续超深高压气田尤其是大北、克深等气田的开发和建设提供了技术支撑,为西气东输工程的平稳运行提供了气源保障。

      5.复杂山地高密度宽方位地震技术突破支撑柴达木盆地亿吨级油田发现

      有着“世界级地震勘探难题”之称的柴达木盆地英雄岭地区,具有低降速带巨厚、地表冲沟及缝洞极其发育、构造变形强烈等地质特点,造成有效波能量弱、原始地震资料信噪比极低、地震资料成像难度极大等地震勘探瓶颈问题。中国石油研发的复杂山地高密度宽方位三维地震技术,首次获得详细的地震资料及清晰的反射波偏移成像,为发现英东亿吨级油田提供了技术支撑。

      复杂山地高密度宽方位三维地震技术在“野外组合与室内高覆盖联合压噪”重要理念指导下,采用野外组合与室内叠加联合压噪思路,坚持初至时间误差小于有效信号周期四分之一、线距满足无混

      叠假频、有效信号高截频衰减小于3分贝三项基本原则,发展了基于高精度地理信息的复杂山地非规则三维地震采集实施技术、山地高效实施技术、基于浅层标志面综合静校正技术和以叠前噪声压制为核心的三维地震数据配套处理技术。

      复杂山地高密度宽方位三维地震技术采用最高468次的高覆盖次数、高炮道密度(是普通山地三维覆盖密度的5倍)、24条接收线和横纵比达到0.7以上的多线接收的宽方位观测系统,获得高质量的偏移成像数据体,有效落实了英东一号构造,为英东亿吨级油田的发现提供了技术支撑。

      6.超深井钻井技术装备研发取得重大进展和突破

      中国石油在“新疆大庆”和川渝天然气基地建设中,面对近7000米超深井钻井难题,组织实施一系列重大科技专项和重大现场试验,取得钻井关键技术装备重大突破,形成超深井钻井技术、装备系列,大大缩短建井周期,加快了油田建设步伐。

      井身结构优化简化技术解决了超深井钻井中纵向压力层系多、巨厚砾石层和高压盐水层等情况同时存在的难题,有效提升复杂地质条件下钻达目的层的能力。有机盐、抗高温钻井液和新型油基钻井液的突破,解决了超深井大段泥岩缩颈、盐膏层蠕变等难题,大幅度减少了井下复杂事故。自动垂直钻井技术解决了高陡构造防斜打快技术难题。气体欠平衡钻井技术显著提升超深井上部地层钻井效率和深层油气发现率。高效破岩技术大幅度提高了超深井下部地层钻井速度,缩短了钻井周期。大温差固井技术有效提高深井长封固段固井质量,延长了井筒寿命。控压钻井技术解决了超深井窄密度窗口难题。ZJ—5850型8000米钻机研制成功,既降低了钻井成本,又满足了生产安全需要。

      7.自主研发的成像测井装备形成系列实现规模应用

      这项研究研制出微电阻率扫描、阵列感应等系列成像测井仪器,配合精细成像处理和解释技术,形成装备技术系列,实现规模化应用,为日益复杂的油气勘探开发地层评价提供重要技术手段。

      微电阻率扫描仪器实现自适应密封极板、大动态范围电阻率测量等关键技术突破,电阻率测量动态范围达到1万欧姆米,耐温耐压指标提升到175摄氏度/140兆帕,2012年在塔里木油田7000米深井中成功应用。阵列感应仪器实现高可靠线圈系工艺、快速合成聚焦处理等技术突破,全面取代双感应测井仪器,成为长庆油田低孔低渗储层饱和度快速定量评价的利器。阵列侧向仪器形成软硬结合聚焦监控、多频混合纳伏级小信号检测等创新技术,可提供0.3米纵向分辨率的地层径向电阻率信息,使中国石油成为世界上第二家拥有这项技术的公司。通过统一高速传输接口,阵列感应与常规仪器、微电阻率扫描与阵列声波仪器快速组合,大幅度提高测井效率、节约勘探开发作业成本。自主研制的系列成像测井装备获得6项国家发明专利,目前已经形成批量制造能力,技术指标达到国际先进水平。

      截至2012年年底,240套成像测井仪器在长庆、青海和塔里木等10多个油田推广应用,完成测井作业6800多井次,使油气层识别准确率平均提高5%。目前,这套仪器已经在俄罗斯、加拿大等7个国家推广应用。

      8.高钢级高压大口径长输管道技术和装备国产化支撑西气东输二线工程全线贯通

      国家重点工程西气东输二线管线设计全长4800公里、压力12兆帕、管径1219毫米、年输气量300亿立方米。中国石油通过专项攻关,实现X80高强度管线钢管、管道关键技术与装备国产化,支撑西气东输二线工程2012年年底成功建成,使中国石油成为世界油气管道建设行业的领跑者。

      自主创新推动天然气长输管道关键材料国产化,攻克X80钢管断裂控制技术,成功开发出抗大变形焊管,实现中国大口径长距离天然气管道在材料科学、输送工艺和工程建设技术三个方面的重大技术进步,形成工作压力12兆帕的X80高钢级长输管道工程系列技术;首次全面实现X80高强度管线钢管新产品国产化,产品和标准形成系列,打破国外技术垄断,节约直接工程投资100多亿元;首批2台(套)20兆瓦级电驱压缩机组研制成功,开始工业性应用试验;首台30兆瓦级燃驱压缩机组研制成功,首批30台套40英寸、48英寸600磅级和900磅级高压大口径全焊接球阀新产品研制成功,在西气东输二线、三线等工程中规模应用,大大降低工程建设投资,总体达到国际先进水平。

      9.自主研发的加氢裂化催化剂取得成功并实现工业应用

      加氢裂化技术以馏分油为原料,可生产硫含量小于10μg/g的国Ⅴ清洁柴油、3号航空喷气燃料,其加氢裂化尾油可作为乙烯裂解和生产润滑油基础油的优质原料。

      加氢裂化催化剂是加氢裂化技术的关键。加氢裂化催化剂需要具有加氢、裂化和异构化的多重功能,以实现产品分布的灵活调整。中国石油石油化工研究院等单位攻克DAY分子筛有机配位法改性、DQ—35分子筛超浓体系法合成、载体材料复配和加氢裂化催化剂制备等关键技术,解决了催化剂加氢和裂化的双功能协同难题,成功开发出活性稳定性好、中油选择性高和异构性能强的加氢裂化催化剂(PHC—03),实现保证目的产品质量和灵活调整产品分布的双重目标,填补了中国石油技术空白,达到国际先进水平。

      2012年5月,加氢裂化催化剂(PHC—03)在大庆石化公司120万吨/年加氢裂化装置实现首次工业应用试验,投料17个小时即生产出合格产品,实现开车一次成功。截至12月底,加氢裂化催化剂已经应用200多天,累计加工常压、减压蜡油等原料70多万吨,液体产品收率达到99.37%,产品质量全部达到标准要求。加氢裂化催化剂(PHC—03)在中油选择性、异构裂化能力和降低装置能耗等方面具有明显优势,同比柴油和航空喷气燃料收率提高约3%,柴油凝点降低5摄氏度以上,加氢裂化尾油BMCI值降低2个单位。

      10.我国首套自主研发的国产化大型乙烯工业装置一次开车成功

      经过多年持续攻关,中国石油自主开发出大型乙烯工业化成套技术,成功应用到大庆石化120万吨/年乙烯改扩建工程龙头项目——年产60万吨新建乙烯装置,并于2012年10月5日生产出合格产品。这标志着依靠自主开发的成套技术建设的我国首套国产化大型乙烯工业装置一次开车成功。

      乙烯装置是石油化工中最为复杂的装置,装置工艺流程长,操作条件苛刻且变化范围大,操作压力覆盖负压至12兆帕,温度上至1200摄氏度(裂解炉)下至零下170摄氏度(冷箱),设备台数多,建设材料品种规格多。开发出的大型乙烯成套技术,解决了急冷系统大量非确定石油馏分的表达、裂解炉区裂解气及超高压蒸汽管系的热膨胀所造成的应力计算、氢气等量子气体二元交互作用参数等多个技术难题,建立了功能强大的碳二加氢和碳三加氢反应模型,取得裂解技术、电介质技术和冷箱技术等多项重大关键技术突破。新建乙烯装置主要设备以投资计算国产化率高达83%,以设备台数计算国产化率为95%,形成完整的成套技术。开发出的大型液体裂解炉具备投用条件,将进一步提高乙烯装置设备国产化率。大庆石化乙烯装置开车成功打破长期以来国外公司在乙烯领域的技术垄断,填补国内技术空白,大幅度提升中国石油在乙烯技术领域的国际话语权。

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