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          專注油氣領域
          與獨立思考者同行

          CNPC發布:2020中國石油與國際石油十大科技進展

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          中國石油經濟技術研究院發布“CNPC與國際石油十大科技進展”。

          這項評選是中國石油科技管理部從2000年起開始委托經濟技術研究院組織開展的活動,到2020年已是第21屆。來自中石油總部、專業公司、直屬科研院所和石油高校等單位的63位院士、專家參加了評選會,順利從81個候選項目中評出2020年中國石油(CNPC)與國際石油各十項科技進展。

          01.中國石油十大科技進展

          1 風險勘探評價技術創新引領油氣發現實現戰略性突破

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          中國石油依托風險勘探評價重大項目,圍繞制約勘探的關鍵地質問題和瓶頸技術強化攻關研究,創新油氣成藏地質理論認識,推動勘探技術進步,取得一批重大新突破、新發現。推動部署15口風險探井,其中塔里木盆地滿深1、輪探1,四川盆地蓬探1、角探1,準噶爾盆地呼探1、康探1取得重大突破,有望形成新的萬億立方米級和十億噸級大油氣區,有效支撐國內原油產量穩中上升和天然氣快速增長。

          2 大面積、高豐度頁巖氣富集理論指導川南形成萬億方大氣區

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          頁巖氣鉆井現場(資料圖)

          中國石油立足國家重大科技專項與公司科技項目,依托國家級頁巖氣研發平臺和國家級產業化示范區,自主創建了深水陸棚“甜點區、甜點段”高產富集、水平井壓裂平臺式“體積開發”理論和技術體系,有效指導和支撐川南地區成為中國第一個萬億方頁巖氣探明區,建成年產量超百億方頁巖氣大氣田,使中國石油成為國內頁巖氣勘探開發的引領者、推動者和建設者。

          3 納米驅油技術助力低滲/超低滲老油田挖潛降本穩產

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          配制納米驅油劑水溶液(資料圖)

          納米驅油技術可以將水注入到油藏的任意角落,用于中高滲透油藏開發后期的戰略接替和低滲/超低滲油藏的水驅有效動用,是對原有水驅開發理論、經典提高采收率觀念的創新和發展。長慶油田超低滲透油藏10注36采現場先導試驗效果顯著,遏制了產量快速遞減并實現硬增油,預計比常規水驅提高采收率10個百分點,措施和藥劑成本不足15美元/桶。中石油低滲透探明儲量約1/3以上無法注水開發,中高滲儲量仍有40%以上提高采收率的空間,應用潛力巨大。

          4? eSeis陸上節點地震儀器達到國際領先水平并實現產業化

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          東方物探(資料圖)

          中國石油自主研發的eSeis陸上節點地震儀實現了高精度、高效率數據采集和低成本制造,可任意擴展采集道數,大幅提升作業效率和數據質量,降低作業成本和安全風險。eSeis節點地震儀實現了設計研發制造應用一體化,已工業化制造11萬道,先后在新疆、長慶、華北等多個探區生產應用,性能穩定,數據回收率高達99%,減少放線作業人員50%以上。隨著產品不斷發展完善,將改變地震隊傳統施工模式,引領地震勘探從人工有線勘探向智能無線節點方向發展。

          5 三維感應成像測井儀研發成功實現各向異性儲層評價突破

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          中國石油經過多年攻關,國內首次成功研制形成了三維感應成像測井儀器與配套處理技術,可同時探測地層水平電阻率、垂向電阻率以及傾角、方位角等信息,實現感應測井技術從二維到三維、從均質測量到各向異性地層測量的跨越,提高了復雜儲層油氣準確識別和飽和度定量評價能力。三維感應成像測井儀器在大慶、長慶、西南等油氣田規模試驗和應用,累計作業50余井次,測井資料合格率100%,開發井和探井解釋符合率分別達到96.1%和93.6%。

          6 自動化固井技術裝備提升固井質量與作業效率

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          中國石油創新理論、升級工藝方法,自主研發形成設計-仿真-監控一體化自動固井技術與裝備,改變了傳統固井作業以經驗和人為控制為主、自動化程度低、施工質量和封固質量難以把控的現狀。該技術已在長慶、西南、遼河、塔里木等地區規模應用。AnyCem?固井軟件支撐復雜深井、天然氣井、水平井等固井優質率提升10%以上,助力高效勘探開發;自動化固井技術提升了固井連續精準施工水平,已建立5個示范隊,提高作業效率30%,正引領國內固井技術發展。

          7 立體式大平臺水平井鉆井技術助推頁巖油規模開發

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          國家級致密油示范區隴東華H11作業大平臺(資料圖)

          我國中高成熟度頁巖油是未來油氣增儲上產戰略重要接替領域,但面臨層系多(2-3層)且單層厚度薄、非均質性強、單井累計產量低帶來的成本控制難題。中國石油創新形成的大平臺立體式鉆完井技術,在長慶頁巖油全面推廣,節約土地面積3266畝,鉆井周期降至18天,最短鉆井周期8.5天;創亞洲油井水平段4088米最長鉆井紀錄;單平臺三個層系水平井數達22口。該技術為慶城300萬噸頁巖油建設提供了有力支撐,示范帶動了新疆、吉林等油田頁巖油水平井大井叢鉆完井技術的規模應用。

          8 自動化施工和數字化管道技術支撐中俄東線項目建設

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          中俄東線輸氣管道是目前世界上最大的一條高鋼級(X80)、大口徑(1422 毫米)、高壓力(12兆帕)、長距離(全長逾8000公里)天然氣輸送管道。中國石油創新形成一系列自動化施工和數字化管道技術,為中俄東線工程的設計、建造、運行提供了先進的技術支撐和保障。主要技術進展包括首次研究并掌握低溫服役條件管線鋼管、熱煨彎管、管件等生產技術;首次實現管線100%自動化焊接、100%自動檢測、100%機械化防腐補口;開展管道數字孿生體構建等等。

          9 航空生物燃料生產成套技術研發及工業應用

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          依托重大科技專項,航空生物燃料生產成套技術研發攻克了毛油精煉、加氫脫氧、裂化異構等關鍵技術,編制了6萬噸/年毛油精煉和航空生物燃料工藝包,已具備工業示范應用條件。該技術研制成功,標志著中國石油已掌握了具有自主知識產權的航空生物燃料生產成套技術,對公司實現綠色低碳持續發展的戰略目標和生物能源業務的發展具有重要意義。

          10 全球首套柴油吸附分離工藝及裝備成功實現工業應用

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          40萬噸/年柴油吸附分離制工業白油裝置全景

          針對我國煉化行業劣質柴油加工難,烯烴、芳烴生產原料不足等重大問題,中國石油聯合有關單位首創開發了柴油吸附分離工藝,攻克了技術、裝備等難關,形成了特色鮮明的油品分質加工“平臺級”技術,形成了柴油餾分吸附分離工藝、柴油吸附劑、吸附分離專利格柵裝備、吸附分離專用控制系統等多項重大創新,已申報專利12項,實現2套工業應用。該技術的成功應用標志著我國成為目前全球唯一掌握柴油等重烴組分高純度分離基礎性關鍵技術的國家。

          02.國際石油十大科技進展

          1 表征頁巖含烴有效孔隙度技術助力頁巖油勘探開發

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          基于溶劑萃取和熱萃取的方法不能準確地測量富含油頁巖的含烴孔隙度(φHC)和表征烴的組成成分,也無法區分孔隙中的吸附油和游離油。表征頁巖含烴有效孔隙度技術可有效解決上述問題。該技術已成功應用于分析墨西哥灣沿岸白堊紀頁巖和西加拿大沉積盆地中生代頁巖高成熟井的孔隙流體組成成分的詳細分析,有效指導了頁巖油井的勘探開發方案設計。

          2 地下原位裂解降粘開采技術提高稠油開發效率

          稠油地下原位裂解降粘高效開采新技術通過在儲層中注入催化劑和氫氣,實現稠油在地下發生熱解化學反應,提高了稠油開采效率,并降低稠油煉制加工成本。是一項稠油開采顛覆性的創新技術。以北美油田現場應用為例,稠油地下原位裂解降粘高效開采新技術大大提高了稠油/瀝青開發效率,降低了開采成本。與目前廣泛使用的蒸汽輔助重力驅相比,桶稠油/瀝青油的開發成本降低了6%,且二氧化碳排放量降低了10%,具有重大實用價值。

          3 高效精細油藏數值模擬技術取得重大進展

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          高效地質建模與精細油藏數值模擬研究平臺,將GPU(圖形處理器)高效并行計算技術及智能優化算法融為一體,實現了千萬至十億網格節點的模擬,成功應用于全球油氣藏開發方案快速設計和油氣藏建模及數值模擬計算研究。與傳統建模數模技術相比,新技術降低了人工調參的不確定性,節約了時間成本,縮減了決策周期,在全球200多家油氣公司得到廣泛應用。

          4 分布式光纖聲波傳感監測技術應用快速發展

          分布式光纖聲波傳感(DAS)技術利用光纖本身作為傳感器進行信號采集,可以部署在深井或直接埋在地下、鋪設在海底進行地震成像,在井中地震勘探、油氣藏動態監測和微地震監測等方面的應用發展迅速,憑借高密度、全井段、高效、低成本、耐高溫高壓等優勢,成為貫穿油井全生命周期中一項重要的新興油藏監測技術。光纖DAS系統雖然還存在信噪比及橫向敏感性較低等問題,但由于其高效的超高密度地面/井中地震數據采集與降低生產成本的優勢,具有良好的應用前景。

          5 隨鉆聲電成像測井儀提升地質導向與地層評價精度

          隨鉆聲電成像測井儀可同時提供高分辨率電阻率圖像、聲波圖像和井徑數據,能夠對天然裂縫、斷層、成巖結核等地質信息進行準確和可靠的解釋,優化完井設計;在復雜環境中提供井旁構造信息以協助實時地質導向決策,并為地質和儲量評價提供依據。在墨西哥灣,結合隨鉆聲電成像測井儀和隨鉆綜合測井儀對低阻油層進行了評估,進而加速了墨西哥灣疊層河道砂巖儲層的解釋。

          6 鉆頭導向技術實現水平井導向鉆井的新突破

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          常規旋轉導向鉆井系統的導向機構位于鉆頭后方,限制了造斜能力及定向井段和水平井段的導向控制。新一代鉆頭導向鉆井系統將導向機構集成在鉆頭上,可提高造斜能力,精確控制井眼軌跡,顯著提高機械鉆速。能應用于多種特定巖層,已在北美多個非常規油氣田進行了超過500井次的應用,總鉆深超過120萬米。在美國DJ盆地項目中,實現29小時鉆穿直井段+定向段+水平段,總進尺4609.5米,平均機械鉆速159.4米/小時,創造該盆地機械鉆速最快的新紀錄。

          7 長壽命導向螺桿鉆具提速降本成效顯著

          在美國,為節約鉆井成本,非常規油氣水平井應用最多的導向鉆井技術是導向螺桿鉆具,使用旋轉導向技術的只占大約30%。為延長導向螺桿鉆具的使用壽命,更好地滿足水平井一趟鉆的要求,多家公司均推出了新一代長壽命導向螺桿鉆具。長壽命導向螺桿鉆具現場應用實現了高速鉆進下一趟鉆進尺3000米,與傳統導向螺桿鉆具相比,水平段一趟鉆進尺增加40%,同時縮短鉆井周期40%。該技術可廣泛應用于地層相對簡單、井底溫度較低的情況,成為低油價下鉆井提質增效的適用技術。

          8 LNG薄膜型儲罐技術引領儲罐大型化發展趨勢

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          LNG儲罐的發展方向是大型化和超大型化。LNG薄膜型儲罐技術于2015年首次認證用于陸地儲罐,經過近年來持續改進,在增容、降本、省時等方面取得較大突破,具有自動化焊接率80%以上、建設周期短、罐容理論上沒有極限、可減少10%—35%的投資等優點。目前,該技術應用于國際30余臺儲罐,我國也將應用該技術建設首個22萬方薄膜型儲罐。

          9 塑料廢棄物轉化為柴油的新型催化劑成功實現工業試驗

          一家瑞士特種化工產品公司研發出新一代加氫脫蠟催化劑,并將該催化劑應用到塑料制柴油專利技術中。該技術可在超過300℃的高溫下通過熱降解反應將塑料廢棄物轉化為液態油,從而進一步轉化為符合歐VI標準的高品質低凝點柴油,可在-34℃的超低溫環境下保持低溫流動特性。目前,該技術已在斯洛伐克一家工廠成功實現工業試驗,并將應用到一家40噸/年的低凝柴油示范工廠。將塑料廢棄物轉化為優質清潔燃料,對于綠色可持續發展具有重大意義。

          10 將PET聚酯酶降解為單體的新技術取得成功并計劃投入運營

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          全世界每年生產近5000億個PET聚酯瓶,傳統的熱機械回收再循環工藝無法解決彩色不透明PET聚酯瓶的回收問題,而法國一家公司將PET聚酯酶降解為單體的新技術,可以成功把彩色不透明PET聚酯瓶降解和再生。該工藝已在法國工廠完成了試運行,計劃2023年建成一個全面運營工廠,預計年產能20萬噸。這種新型酶降解技術被認為是有史以來第一次將PET聚酯或纖維完全降解為其合成單體的顛覆性技術,不僅有效解決塑料等難降解材料造成的嚴重環境污染問題,還真正開啟了向循環經濟的轉變。

          來源:中國石油報

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