2010十大石油科技進展

2010十大石油科技進展（中國篇）變質基巖油氣成藏理論及關鍵技術指導渤海灣盆地發(fā)現(xiàn)億噸級儲量區(qū)帶針對基巖內幕有無良好儲層、能否規(guī)模成藏等制約成熟盆地深化認識和規(guī)模發(fā)現(xiàn)的重大地質問題，中國石油通過對遼河凹陷變質基巖潛山油氣成藏的系統(tǒng)研究，創(chuàng)建了變質基巖內幕油藏成藏理論和成熟盆地基巖油氣藏評價理論，創(chuàng)新和發(fā)展了基巖油藏預測與評價等六項關鍵技術，樹立了“源儲一體化”勘探理念，指明了基巖油藏勘探的三大潛力領域。變質基巖內幕油氣成藏理論突破了變質基巖油藏五項傳統(tǒng)認識，發(fā)現(xiàn)了變質基巖內幕存在多套油水系統(tǒng)，提出了油氣成藏底界深度不小于烴源巖最大埋藏深度的理念，把占凹陷15%?20%的潛山領域拓展到全凹陷基巖內幕領域；發(fā)展了變質基巖油氣藏評價理論，即T-CDMS多要素匹配成藏評價理論；創(chuàng)新和發(fā)展了變質基巖內幕地震成像預測技術、變質基巖巖性識別與儲層評價等七項關鍵技術；形成以儲層評價為核心，以源巖評價為約束的“源儲一體化”勘探理念，揭示出成熟盆地富油氣凹陷規(guī)模發(fā)現(xiàn)前景廣闊，指出了變質基巖內幕油氣藏和巖性油氣藏等是該區(qū)下一步勘探獲規(guī)模發(fā)現(xiàn)的重要潛力領域。目前，在變質基巖油氣成藏理論及勘探配套技術的指導下，遼河油田在變質基巖內幕等領域發(fā)現(xiàn)了億噸級規(guī)模儲量區(qū)帶三個，累計新增探明儲量1.2億噸、控制儲量1.4億噸、預測儲量1.4億噸，儲量規(guī)模4.0億噸，總體技術達到國際領先水平，將對我國類似盆地的油氣勘探起到指導作用。高煤階煤層氣勘探開發(fā)理論和技術突破推動沁水盆地實現(xiàn)煤層氣規(guī)?；_發(fā)煤層氣是我國最現(xiàn)實的戰(zhàn)略接替資源，對保障我國天然氣可持續(xù)發(fā)展意義重大。中國石油華北油田公司和勘探開發(fā)研究院經多年攻關，煤層氣勘探開發(fā)關鍵理論與技術獲突破性進展，新增加基本探明地質儲量2045億立方米，形成沁水盆地等煤層氣產業(yè)基地，實現(xiàn)中國煤層氣規(guī)模化開發(fā)。在煤層氣勘探方面，系統(tǒng)建立中國煤層氣成因、賦存、成藏地質理論體系，實現(xiàn)了高煤階煤層氣地質理論的突破，揭示了煤層氣富集規(guī)律；闡明了高煤階煤層氣開采過程中滲透率的變化規(guī)律；形成煤層氣可采資源預測和煤層氣富集區(qū)綜合地質評價方法，開發(fā)三維三分量采集一處理一解釋一體化煤儲層裂隙預測技術和煤層氣富集區(qū)AVO預測技術。煤層氣地質理論和勘探技術有效指導沁水盆地探明我國第一個千億立方米級煤層氣大氣田，累計探明儲量1239.2億立方米，預計可探明5000多億立方米，為“十二五”煤層氣產能建設提供了資源基礎，培育和催生了我國煤層氣戰(zhàn)略性新興產業(yè)。在煤層氣開發(fā)方面，自主設計了多分支水平井井型結構和布井方式，創(chuàng)新了煤層氣開發(fā)的解堵性二次壓裂增產技術，首次建立了“五段三壓”氣井管理方法，攻克了防砂防粉煤五項排采工藝技術，在沁水建成第一個數(shù)字化規(guī)模化煤層氣田，直井最高日產量1.1萬立方米、水平井最高日產量5.5萬立方米。沁水煤層氣田已建成6億立方米產能并商業(yè)化運營，2010年商品氣量為3.8億立方米，已向西氣東輸提供商品氣量超過1億立方米?！岸Y合”水驅挖潛及二類油層聚合物驅油技術突破支撐大慶油田保持穩(wěn)產大慶油田長垣進入特高含水開發(fā)階段，面臨著保持油田持續(xù)高產穩(wěn)產的世界級難題。經持續(xù)攻關，大慶油田長垣“二三結合”水驅挖潛及二類油層聚合物驅油技術取得重大進展，“十一五”期間新增原油產量263.7萬噸，獲得直接經濟效益46.7億元，保障了大慶油田特高含水期4000萬噸以上持續(xù)高產穩(wěn)產目標的實現(xiàn)，也將對大慶油田“十二五”持續(xù)穩(wěn)產和百年油田建設起到重要支撐作用。形成三項重要技術創(chuàng)新成果：（1）創(chuàng)新了不同類型河道砂體儲層內部建筑結構精細刻畫和剩余油定量表征技術，提高了特高含水期厚油層控水挖潛的效果，應用區(qū)塊厚油層水驅采收率提高1個至2個百分點。（2）創(chuàng)新形成了滲透率100?300毫達西的二類油層聚合物驅油技術，比水驅提高采收率10個百分點以上，使二類油層聚合物驅在原有技術基礎上多提高采收率3個百分點。（3）創(chuàng)新了大慶長垣特高含水油田“二三結合”開發(fā)模式和“二三結合”控水挖潛綜合調整技術，將二次采油和三次采油相結合、二類油層挖潛和三類油層挖潛相結合，在三次采油之前對剩余油富集的二、三類油層進行水驅挖潛，提高水驅采收率4個至6個百分點，在常規(guī)三次加密調整基礎上采收率進一步提高1個至2個百分點。目前，我國陸相砂巖油田大都即將進入高含水或特高含水開發(fā)階段。該項技術將對我國陸上高含水老油田進一步提高采收率技術的發(fā)展起到積極的引領作用，對改善我國同類陸相砂巖油田高含水或特高含水期開發(fā)效果具有重要的指導作用、廣泛的應用價值和推廣應用前景，必將產生巨大的經濟效益和社會效益。超稠油熱采基礎研究及新技術開發(fā)取得重大突破我國陸上稠油已累計發(fā)現(xiàn)儲量30億噸，動用儲量17億噸，年產稠油1200萬噸以上，但面臨開采方式單一、能耗與成本高、經濟效益差、大量超稠油亟待動用等重大技術難題。針對我國稠油開發(fā)面臨的問題，中國石油自主研制了以大型三維熱采模擬裝置為標志的實驗新技術新方法，使室內實驗技術實現(xiàn)了從一維模擬向二維和三維高溫高壓模擬的重大跨越，數(shù)值模擬技術實現(xiàn)了油田現(xiàn)場不同尺度、不同空間維數(shù)稠油超稠油各種開采技術的實際模擬。建立了遼河、新疆稠油開發(fā)新技術先導試驗基地，并在超稠油蒸汽驅、THAI、SAGD和火燒油層等系列新技術研發(fā)方面取得重大突破，揭示了火驅燃燒前緣展布規(guī)律和各區(qū)帶熱力學特征，深化了超稠油雙水平井SAGD開采機理的認識，突破了SAGD循環(huán)預熱及蒸汽腔發(fā)育均勻性調控、火燒油層點火、火燒前緣監(jiān)測與控制等8項關鍵瓶頸技術，使我國稠油開發(fā)整體水平達到國際前列，為國內稠油1200萬噸持續(xù)穩(wěn)產、海外稠油業(yè)務快速發(fā)展提供強有力的理論技術支撐。這些研究成果直接指導了新疆紅淺1井區(qū)火燒、風城超稠油開發(fā)等重大開發(fā)試驗及遼河稠油提高采收率技術的工業(yè)化應用。中國石油適合火燒驅油技術的儲量8億多噸，可提高采收率30%以上，增加可采儲量2.5億噸以上；新疆風城超稠油可動用儲量2.5億噸，“十二五”末將建成年產400萬噸的生產規(guī)模;遼河稠油蒸汽驅和SAGD已形成年產規(guī)模100萬噸，提高采收率25%以上。逆時偏移成像技術突破大幅提高成像精度逆時偏移成像是目前國際上公認的高精度成像方法，只有少數(shù)幾家大公司掌握這項技術。中國石油東方物探公司歷時一年半，研發(fā)成功具有自主知識產權的適用于陸上和海上的逆時偏移軟件系統(tǒng)一一閃電系統(tǒng)，打破了國外公司技術封鎖，填補了國內深度域偏移成像領域的技術空白，提升了我國在高端物探市場的競爭力。逆時偏移軟件基于完整的波動方程，在成像中無傾角限制，不僅可以對一次波成像，還可以對回轉波、棱鏡波、鬼波和其他多次波成像。與克?；舴蚍e分法偏移和單程波動方程偏移相比，其成像結果更好、信噪比更高、斷層和陡傾角邊界更清晰。該系統(tǒng)運行效率高，所需資源少，同等條件下相同單炮數(shù)據運算時間僅為其他商業(yè)軟件的八分之一。中國石油研發(fā)出的具有自主知識產權的軟件系統(tǒng)，在應用上更具靈活性，對硬件系統(tǒng)適應性更強，在國際同類型商業(yè)軟件中處于領先地位。目前，閃電系統(tǒng)已在新疆、環(huán)渤海和濱里海等地區(qū)2255平方公里資料處理中得到應用，成像效果顯著。國產逆時偏移軟件系統(tǒng)的誕生，是國內偏移技術研發(fā)的一個新的里程碑，將對提升我國核心軟件國際市場競爭力發(fā)揮重要作用，并將進一步推動我國地震資料處理的技術進步，為占領物探高端服務市場提供有力的技術支撐。水平井鉆完井和多段壓裂技術突破大大改善低滲透油田開采效果我國低滲透油氣資源豐富，但普遍存在鉆探難度大、開發(fā)效益差等難題。中國石油應用水平井技術，在水平鉆井提速、降低鉆井成本、水平井增產改造方面取得重大突破，水平井應用規(guī)模得到大幅提升，在低滲透油氣田開發(fā)上取得顯著成效。在鉆井技術方面，開展井身結構優(yōu)化、取消導眼井鉆進、優(yōu)化靶前距和井眼軌跡、個性化鉆頭、優(yōu)化鉆井液等技術改進，水平井鉆井周期明顯縮短，蘇里格地區(qū)水平井平均鉆井周期從2008年的132天縮短到2010年的63.4天，鉆井成本大幅降低。在增產改造技術方面，通過自主攻關，建立了水平井井網、水平井分段壓裂二套優(yōu)化設計方法，研制出水平井雙封單卡分段壓裂、水平井滑套分段壓裂、水平井水力噴砂分段壓裂三大主體技術，完善了水力裂縫監(jiān)測與評價、水平井修井、液體膠塞分段壓裂改造及碳酸鹽巖自轉向高效酸化酸壓三大配套工藝技術，在508口井中進行了現(xiàn)場試驗，壓后平均單井日產穩(wěn)定在6.5噸，是直井的3.9倍。特別是在蘇里格，2010年完成水平井近百口，水平井初期投產的日產量達到7.8萬立方米，預測日產5萬立方米可穩(wěn)產5年。水平井增產改造技術的創(chuàng)新與應用，基本滿足了大慶、吉林、長慶等油田常規(guī)低滲透油氣藏水平井分段壓裂的要求。水平井鉆井與增產改造技術的規(guī)模化應用改變了中國石油低滲透油氣田的開發(fā)方式，初步實現(xiàn)了低滲透及特低滲透油田的高效開發(fā)，節(jié)約了土地占用，提高了單井產量，并將全面扭轉中國石油長期存在的多井低產的油氣開發(fā)狀況。新一代一體化網絡測井處理解釋軟件平臺開發(fā)成功中國石油勘探開發(fā)研究院和中油測井公司采用先進的編程手段，開發(fā)出一體化網絡測井解釋軟件平臺IFLog。這是全球首個基于Java-NetBeans前沿計算技術理念建立的第三代測井處理解釋系統(tǒng)，具有一系列突出特點：跨Windows>Linux和Unix三大操作系統(tǒng)，運行在真64位環(huán)境，將全系列裸眼測井與套管井測井解釋評價完全集成。目前開發(fā)出的CIFLog1.0版本包括單井解釋、火山巖解釋、碳酸鹽巖解釋、水淹層解釋、生產測井解釋、煤層氣解釋、管理及工具支撐和國產重大裝備配套解釋等處理解釋系統(tǒng)。在單井解釋系統(tǒng)中，除了包括全套常規(guī)處理程序以外，還包括微電阻率掃描成像、陣列感應、聲波成像、偶極子聲波、核磁共振、元素俘獲能譜、過套管電阻率、電纜式地層測試等測井資料的處理解釋程序，可提供中文版、英文版和其他文字版本。新一代測井處理解釋一體化軟件平臺將測井軟件技術推向了一個新高度，在國內及國際測井服務領域具有很大的推廣應用價值，不斷升級和發(fā)展的潛力巨大，是我國測井軟件技術研發(fā)的重大標志性成果。目前此軟件平臺已經投產上百套，年處理能力達到上萬井次。多品種原油同管道高效安全輸送技術有效解決長距離混輸難題西部原油管道是我國西部油氣輸送大動脈之一，也是目前我國輸送工藝最先進、運行方式最復雜的長距離原油管道。在建設和生產運行中，遇到了原油品種多、物性差異大、不穩(wěn)定性強、冷熱油交替輸送、頻繁停輸導致凝管風險等一系列我國乃至世界原油長輸管道史上罕見的挑戰(zhàn)。中國石油與石油大學共同研究，逐一攻克了這些技術難關，形成了包括“多品種多批次原油加劑改性長距離常溫順序輸送技術”、“同溝敷設原油成品油管道熱力影響模擬技術”、“長距離管道冷熱原油交替順序輸送技術”、“長距離含蠟原油管道間歇輸送技術”、“降凝劑改性原油輸送過程剪切和熱力效應定量模擬理論與技術”等多項先進的輸油新技術。通過把這些新技術集成應用于西部原油管道，形成了能有效應對多種復雜條件和輸送要求的技術集成成果，構成了有效支撐管道安全、高效、靈活運行的原油輸送技術體系。該集成成果取得了多項技術創(chuàng)新，有效解決了嚴重制約西部管道工程建設及運行的系列重大難題，提高了管道運行的安全性、經濟性與適應性，經濟和社會效益顯著，填補了該領域的多項技術空白，屬國際領先水平，推廣應用前景廣闊。滿足國W標準的催化裂化汽油加氫改質技術開發(fā)成功由中國石油自主開發(fā)的高選擇性催化裂化汽油改質工藝技術（GARDES）與催化汽油選擇性加氫脫硫（DSO）技術解決汽油加氫脫硫與辛烷值損失之間的矛盾，可直接生產出滿足國W標準的汽油。這兩種技術都是將全餾分催化裂化汽油或經切割后的重催化裂化汽油先經過裝有選擇性脫硫催化劑的反應器進行選擇性脫硫，然后再進入裝有加氫異構化芳構化催化劑的反應器進行辛烷值恢復。GARDES技術可對硫含量不超過500PPM、烯烴含量不超過50%（體積分數(shù)）的催化裂化汽油直接生產硫含量不超過50PPM的國IV標準清潔汽油調和組分。該工藝2010年1月9日在大連石化20萬噸/年汽油加氫改質裝置投油運轉以來，穩(wěn)定運轉至今。工業(yè)應用結果表明：該技術在不經過輕重餾分切割的情況下加氫改質，可使催化裂化汽油的硫和烯烴含量降低70%?80%和25%?33%，辛烷值損失不大于1個單位，汽油收率大于99%，對高烯烴含量催化裂化汽油有較好的適應性，改質汽油硫含量和烯烴含量全面達到調和國W標準汽油要求。DSO技術具有工藝流程靈活、反應條件緩和、脫硫率高的特點，2008年、2009年在玉門煉化總廠和大連石化的催化汽油加氫裝置上應用，取得了良好效果。2011年將在烏魯木齊石化60萬噸/年催化汽油加氫裝置進行工業(yè)試驗，針對硫含量300PPM~500PPM的催化汽油，直接生產硫含量小于50PPM的國W汽油調和組分，液收大于99%。GARDES技術和DSO技術作為中國石油具有自主知識產權的清潔汽油生產技術，填補了中國石油的技術空白，為汽油質量升級提供有力的技術保障，具有巨大的社會效益和經濟效益。己烯-1工業(yè)化試驗及萬噸級成套技術開發(fā)成功助力提升聚乙烯產品性能中國石油自主開發(fā)的乙烯三聚合成己烯-1成套技術，在大慶石化公司5000噸/年己烯-1工業(yè)試驗裝置上成功投產運行，并完成了2萬噸/年己烯-1工藝包開發(fā)。工業(yè)運行表明，催化效率較中試技術提高1.3倍，