中国石油发布十大科技创新成果!

1.陆相页岩油地质理论与勘探开发技术

  主要贡献单位:中国石油勘探开发研究院 中国石油新疆油田公司 中国石油大庆油田公司 中国石油长庆油田公司 中国石油大港油田公司

中国石油发布十大科技创新成果!

  中国陆相页岩有两次颠覆性创新:第一次陆相“页岩生油”创新,打破了“中国贫油”说,奠定了我国常规石油工业发展资源基础;近10年的第二次陆相“页岩产油”创新,形成一项地质理论和三大技术体系,开辟了非常规石油重大战略新领域。

  该成果创立了中国陆相页岩油富集地质理论:创建陆相富有机质页岩沉积模式、发现页岩纳米级孔喉储油系统、揭示页岩油“连续型”页岩油甜点区/段富集规律,回答了陆相页岩“生油”“储油”“富油”的重大科学问题。

  该成果创建了页岩油实验研究、勘探评价、开发工程三大技术体系:建立陆相页岩油“体积开发”理论,创新页岩油水平井优快钻井、细分切割体积压裂、大平台—井工厂立体开发等技术体系。支撑获得了一批页岩油重大勘探发现,建立了准噶尔盆地吉木萨尔、鄂尔多斯盆地庆城、松辽盆地古龙等国家级页岩油示范区与基地。构建了陆相页岩油评价标准体系,关键技术取得了中国和美国发明专利授权,知识产权成果突出。

  该成果有效指导和推动了中国陆相“页岩油革命”:彻底改变了页岩只生油、不产油的传统认识,完全颠覆了勘探只寻找“圈闭型”常规油藏的常识。突破了陆相页岩油“理论误区”,打破了“勘探禁区”,攻破了“开发无人区”,推动页岩油成为中国石油工业战略性资源,对保证国内石油稳产上产、保障国家能源安全意义重大。

2.百万吨级乙烷制乙烯成套技术——乙烷裂解制乙烯国家示范工程

  主要贡献单位:中国寰球工程有限公司 中国石油兰州石化公司 中国石油独山子石化公司

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  近年来,中国石油持续加大乙烯领域科技研发力度,在乙烯原料多元化、乙烯装置大型化和系列化等方面取得突破,陆续成功开发出系列液体原料及气体原料裂解炉,及前脱丙烷前加氢、前脱乙烷前加氢和顺序流程分离技术,实现乙烯原料由乙烷到重质的全覆盖,形成了中国石油自主百万吨级液相复杂原料、煤基原料,及乙烷裂解制乙烯成套技术。

  大型乙烷制乙烯成套技术在两个国家示范工程——兰州石化长庆80万吨/年乙烷制乙烯项目和独山子石化塔里木60万吨/年乙烷制乙烯项目,实现了我国自主乙烷裂解制乙烯技术工业化应用零的突破。该成套技术具有乙烯收率高、流程短、成本低、能耗低、易操作等特点,关键指标达到国际先进水平。两套乙烷制乙烯项目不仅采用国内自主开发的乙烯成套技术,而且引进设备材料坚持最小化。寰球工程技术团队对工艺流程不断进行优化和提升,形成了乙烷制乙烯系列设计和建设技术。该技术突破了传统乙烯生产能耗物耗高、乙烯收率低的制约,乙烯成本具有绝对优势,助推中国石油炼化绿色低碳转型升级和高质量发展,进一步巩固了中国石油在乙烯行业的技术优势地位,起到“支撑当前、引领未来”的作用。

3.CG STEER旋转地质导向钻井系统——石油钻井技术皇冠上的明珠

  主要贡献单位:中国石油川庆钻探工程有限公司

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  旋转地质导向钻井系统是集机、电、液、控等于一体的井下智能控制系统,技术含量高、攻关难度大,国内长期处于“依赖进口、受制于人”的被动局面,是制约我国页岩气等非常规油气产业高质量发展与国家能源安全战略的关键技术。中国石油川庆钻探迎难而上、领衔攻关、砥砺奋进,依托“十三五”国家重大专项,联合航天科工和中国石油大学(华东),突破六大核心技术瓶颈,自主研发成功了CG STEER旋转地质导向钻井系统。

  该成果深刻认识了影响造斜率的关键因素,独创了平衡趋势造斜率精确预测模型,造斜能力突破12.5度/30米,满足页岩气等非常规油气勘探开发需要;具备近钻头井斜、方位和伽马测量功能,能够实现储层的精确追踪,综合性能达到国际先进水平。该系统在国内率先实现了国产旋转地质导向钻井系统在页岩气水平井的全井段导向作业,在川渝、长庆等地区的页岩油气和致密油气应用50余口井,在页岩气和致密气水平井一趟钻进尺分别达到1200米和2331米。关键核心技术自主可控,形成了独立自主的全过程生产保障体系,同比进口购置成本和服务成本均降低30%,填补了我国陆上非常规油气国产旋转地质导向钻井系统空白。

  4.一键式人机交互7000米自动化钻机——国家钻井工程领域的“国之重器”

  主要贡献单位:中国石油宝鸡石油机械有限责任公司

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  由宝石机械与川庆钻探、工程院等单位联合研制的国内首套一键式人机交互7000米自动化钻机,是国家科技攻坚任务和中国石油重大科技专项研究成果。在研制过程中,破解了多个重要技术瓶颈,形成“一键式人机交互操控”“独立建立根”等5项关键技术,研制“高效动力猫道、一体化铁钻工”等8套关键设备,开发“集成化人机交互软件”等3套功能软件。该钻机具有动态防碰管理、司钻辅助操作、钻机无线遥控起升等功能,极大地提升了作业现场本质安全;控制人员只需通过一个按键就能使钻机多个设备复合联动、无缝衔接作业,实现“一个按钮控全程”。

  该钻机于今年5月7日通过专家组出厂验收。9月1日,在四川页岩气威204H62平台应用,目前钻进2600多米,各项功能和性能指标优异,达到了设计预期。钻机在应用中体现出自动程度高、作业效率高、安全水平高、操控性能优等“三高一优”的显著特点,实现了用工总量降低1/3,重体力劳动降低90%,采购成本降低1/3。

  该钻机的研制成功,使我国成为全球为数不多的具备一键式自动化钻机自主研制能力的国家之一,打造了国家钻井工程领域的“国之重器”,让钻井工人从“蓝领”变“白领”成为现实,成为我国钻井装备发展史上新的里程碑。

5.EV56高精度宽频可控震源——中国石油深部油气资源勘探利器

  主要贡献单位:中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司

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  可控震源的信号激发与目标识别技术源于二战后期的雷达技术,而低频信号的激发与信号畸变控制技术是整个地震信号控制技术中的核心,也是长期以来制约石油地震技术行业向深部资源探测的技术瓶颈。EV56高精度宽频可控震源在国际上率先突破了低频地震信号激发的技术瓶颈,采用新型液压伺服系统与振动器结构设计,实现了1.5Hz-160Hz线性宽频地震信号激发,成为国际上首个规模化应用的高精度宽频可控震源,为高精度、高效率、安全环保油气勘探开发提供了核心装备支撑,为深部油气勘探进一步擦亮了眼睛,使中国石油深部油气勘探取得了大面积突破,有力地保障了我国的油气战略安全。

  EV56的创新主要体现在:①首创振动器扰动抑制技术,极大地消除了时变(频变)质量对可控震源振动的影响,使低频地震信号控制与输出更稳定;②创新性的振动器平板结构,改善了激发信号在传输中的能量适配性,提高了深层地震数据成像的精度;③首创振动液压合流系统,满足振动系统低频对大流量的系统需求,垂直探测深度可达莫霍面。海外行业资深专家评价:在地震可控震源(地震信号的激发)频带与保真度(指标)上,东方物探公司的EV56构建了新的国际标准。

6.多功能一体化油藏数值模拟软件(HiSim4.0)——油藏数值模拟中国“芯”

  主要贡献单位:中国石油勘探开发研究院

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  HiSim4.0是中国石油历经10余年攻关,自主研发的一款高性能、高精度、集地质建模—油藏模拟于一体的大型软件系统,拥有地质建模、黑油模拟、组分模拟、裂缝模拟、化学驱模拟、热采模拟、模型建立、结果可视化、交互历史拟合、井网部署等十大功能模块,界面美观、操作便捷、可视化和交互式功能丰富,软件模拟规模大、精度高、速度快,单机模拟规模可达千万网格。该成果创新攻克了10项关键核心技术,在一体化复杂渗流数学模型、多元化学驱数学模型、复杂裂缝建模与模拟、大规模高效求解技术方面处于国际领先水平,在陆相沉积油藏模拟方面有优势,是油藏工程师进行油气藏精细油藏描述、层系井网部署和调整、开发方案优化和提高采收率等研究的重要技术手段,是助力油气田高效开发和高质量发展的关键核心工具。

  目前,这套软件系统已在集团公司安装上千套、在国内外百余个区块成功应用,实现了油藏数值模拟软件的自主化、替代化,打破了国外技术垄断,解决了关键技术问题。

7.AnyCem自动化固井技术与装备——国际首创自动化固井工艺技术

  主要贡献单位:中国石油集团工程技术研究院有限公司

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  依托中国石油重大科技项目,工程技术研究院联合长城钻探、川庆钻探、渤海钻探和各大油田,勠力创新自主攻关,突破了固井工程核心数理模型、装备自动控制关键方法,形成了以AnyCem固井软件为核心、自动化固井成套装备为载体的设计—仿真—监控一体化首创技术——AnyCem自动化固井技术与装备。

  主要创新包括:①突破了全生命周期固井密封完整性控制、复杂温压条件井下压力精细分析等八大关键数理模型,提升了提高固井质量的科学设计能力,奠定了自主软件的核心理论基础。②研制出自动化水泥车、水泥头及闸阀系统、稳定供灰等四大关键固井装备,开发出现场作业数据实时采集与监控系统,建立了自动化固井的硬件基础。③创新形成集固井设计、仿真、自动监测与控制、大数据分析与技术管理等多功能AnyCem软硬件一体化平台,整合了固井业务单元孤岛数据,在国内外率先实现“无人操作”固井作业,推进了固井业务数字化转型发展。

  该技术已在长庆、西南、辽河、塔里木等地区规模应用。AnyCem固井软件支撑复杂深井、天然气井、水平井等固井优质率提升10%以上,助力高效勘探开发;自动化固井技术提升了固井连续精准施工水平,已建立5个示范队,降低现场劳动强度50%、提高作业效率30%,正引领国内固井技术发展。

8.CPLog多维高精度成像测井系统——集团公司高端测井主力装备

  主要贡献单位:中国石油集团测井有限公司

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  “十三五”期间,在国家的大力支持下,中国石油历经5年集中攻关,成功研制出CPLog多维高精度成像测井系统,实现了国产装备从阵列成像向多维成像的跨越,为国际化战略实施提供技术支撑。

  该系统以网络化、模块化、智能化及标准化设计为核心,突破了高性能测井芯片、高精度传感器、高速通信与无线传输等技术,实现了测得更准,实现从二维均质向三维各向异性测量的维度突破;看得更清,实现纳米级孔喉识别和高分辨率“高清”成像;探测更远,实现“一孔之见”向“一孔远见”的跨越;绿色测井,可控源取代化学源,实现安全环保新途径;远程测控,创新“无人驾驶”测井新模式。

  CPLog系统具有完全自主知识产权,结束了我国高端测井装备长期依赖进口的历史,建立了配套自主创新体系,形成了完整的技术攻关团队,成为国内技术系列最全、指标最先进、应用最广的新一代标志性主力测井装备和解决复杂油气评价难题的利器。

  目前,CPLog系统已在国内16家油气田、海外8个国家应用;微电阻率成像创8882米陆上亚洲超深井测井纪录,声波成像实现井旁80米以上有效探测;中国石油油气重大发现参与率100%。

9.第四代精细分层注水工艺技术

  主要贡献单位:中国石油勘探开发研究院 中国石油大庆油田公司 中国石油长庆油田公司 中国石油吉林油田公司

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  第四代分层注水技术首次实现了分层注水全过程实时监测和自动控制,使油藏开发的“眼睛”和“手”能够延伸到井下各个层段,对各层段的认识更精准,调控也更高效。

  该成果突破了井下强干扰环境下流量永置式检测、小直径电机驱动的流量无级调节等世界级基础共性难题,研制了集成流量计、压力计和流量调节总成的一体化配水器等关键工具,形成了缆控式、波码通信和地面式等第四代分层注水工艺,实现了分层注水井下测调自动化、状态监测实时化和数据管理网络化,助力我国分层注水工艺持续国际领先;基于实时分注数据和油藏静态数据,开发了精细油藏分析与优化软件IRes,推进了注水方案优化与调整由“滞后调控”向“实时、精细、智能优化”的重大跨越。

  该成果在大庆、长庆、吉林和华北油田,建立11个示范区。示范区分注合格率均保持在90%以上,水驱动用程度平均提高5.7个百分点,自然递减率平均下降2.76个百分点。

10.灵活切换生产1-丁烯/1-己烯成套技术

  主要贡献单位:中国石油石油化工研究院 中国石油兰州石化公司 中国寰球工程有限公司

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  该成果在世界上首次提出“高品质1-丁烯/1-己烯的柔性生产”理念,攻克催化反应引发慢、易失活,易黏结体系制约工艺长周期,差异化反应过程难耦合和关键微量杂质控制等共性技术难题,研发出集成了兼具选择性与活性的催化剂、耦合内循环热/质强化与外循环高效清胶的多功能高效反应设备和柔性生产流程的成套工艺技术。

  该自主成套技术率先在国家示范工程——长庆80万吨/年乙烷制乙烯项目应用。2021年8月30日,长庆3万吨/年工业装置中交,9月8日装置开车成功,生产的1-丁烯产品纯度高达99.87%,关键杂质1,3-丁二烯含量仅为4ppm,显著低于30ppm的技术要求,更大幅优于国外同类技术商低于50ppm的技术保证值。

  该技术开发和应用显著提高了国家示范工程自主创新水平,为中国石油聚乙烯业务提质增效提供技术支撑,并推动我国聚烯烃行业技术发展进步。

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