新世纪国际石油科技十大进展之2005

1.台盆区海相碳酸盐岩天然气勘探开发取得重大进展

近年来，世界台盆区海相碳酸盐岩天然气勘探开发及配套技术在气区构造识别、储层展布预测、储层改造与保护等方面取得了重大进展。气区构造识别方面，已经建立起以研究地质构造垂向变异特征和规律以及建立构造模式为基础，以研究速度横向变化规律建立层状物理模式为核心，以叠前偏移技术为主体、地震剖面精细解释为保证的准确识别圈闭的地震勘探技术，能准确预测气藏的分布范围。

探明可采储量达到27万亿立方米的世界第一大气田—卡塔尔诺斯气田和15万亿立方米的伊朗南帕斯气田，储层均为二叠系碳酸盐岩，是海相碳酸盐岩天然气勘探开发获得的重大突破。

2.海底生产压缩模块系统取得新突破

海底生产系统不仅可以提高采收率，而且不需要对地面不动产进行投资，具有巨大的发展潜力。目前有多家公司正在研究这个课题，从基本元件到完整的模块系统都取得了重要进展。

由于平台成本较高，使用常规技术开发海上边际油气田或深水油气田不经济，使用海底压缩模块则可不用平台，使上述油气田得到有效开发。海底压缩模块可在井口管汇附近安装，通过海底管线连接到岸上或是远距离平台上。海底多相泵是近年发展起来的新技术，并逐渐成为一种常规的提高海上油田采收率的方法。新近研发出了能够输送气体体积组分占95%甚至更高的多相泵。美国通用电器公司开发的海底850千瓦压缩模块已经过2000小时的运行验证，并制造出2.5兆瓦和准备制造12.5兆瓦的模块。这些系统打开了海上油气田经济开发的通道。

3.压裂增产新技术大幅度提高低渗油气藏产量

压裂增产新技术是低渗透油气藏重要的增产措施，但压裂作业的高成本和地层伤害等问题亟待解决。近年来国外经过研究开发推出了许多压裂新工艺和新材料，大幅度降低了低渗透油气藏的开发成本，提高了产量和最终采收率。

在压裂工艺方面，连续管压裂技术实现了一次起下作业压裂多层和选择性压裂产层，可以大幅度提高油气产量，并缩短作业时间，降低作业成本，成为低渗油气藏压裂技术的重要发展方向。在压裂材料方面，无聚合物二氧化碳压裂液只含一种添加剂，适用温度高达93℃，在枯竭或低压储层可用连续管作业，具有优良减阻性能和低摩擦力；光纤辅助压裂技术，通过含有压裂液的光纤网络提供机械的方法运送、悬浮和置放支撑剂，能有效避免支撑剂的返排和沉淀。可变形支撑剂更具有当裂缝闭合时锁住通道，防止返排，渗透性和导流性更优的特点；高强度超低密度支撑剂比重小，采用无聚配方，在某些井中应用产量提高了7倍多。

4.三维地震可视化技术应用规模不断扩大

三维可视化及配套解释技术是20世纪90年代后逐步发展起来的，为石油勘探生产环节的预测数据资料解释方式带来了革命性变化，精度达到前所未有的程度，商业应用中取得了较好效果。目前虚拟现实与三维可视化技术结合起来，实现了全三维解释目标。2004年地震数据可视化规模400千兆瓦比特，打破了以前不足100千兆比特的水平，比典型的PC解决方案大几百倍。2005年投放市场的可视化系统，能够实现实时计算与立体投影。

三维可视化技术的新进展有效地解决了资料类型支持技术相互兼容的问题，并产生了一些创新性的综合解释流程，允许用户同时进入、浏览、解释和管理地质、地球物理、岩石物性、钻井轨迹和油藏工程等不同类型的数据。通过多学科分析研究，对复杂油藏的构成、存在的问题提出有效的解决方案，大大缩短了决策时间，使决策更加准确。近两年，三维可视化技术在应用范围和规模上都取得了很大进展，备受各大石油公司的广泛重视。

5.联合研制成功过钻头测井系统

过钻头测井系统是一种能够在井眼坍塌、页岩膨胀、狗腿严重等困难井眼条件下完成测井作业的工具，已经在若干井中完成了测试，将在直井和中等斜度的井中进行测井服务。过钻头测井系统利用钻柱和钻头作为导管将测井仪器下入裸眼井段，在通井期间或钻井间歇无需起钻即可进行测井作业，节省了钻井时间。

过钻头测井系统采用常规钻头，中心有一个活动插件，插件和钻头孔眼内的套筒相连。通过测井仪器串底部的下入工具向外释放套筒和插件组合，进入裸眼井段测井。测井之后，通过起出钻杆在地面回收测井仪器；或者使测井仪器缩回钻头内，关闭钻头中心的孔眼并继续钻井。该系统具有可靠性高、作业风险低、节省钻机时间、保证数据采集等优点。而且系统使用小直径测井仪器，特别适用于困难井眼环境的低成本测井。

6.套管钻井技术成为降低成本的新技术

套管钻井是使用特制的套管钻机、特制的钻具和钻头，利用套管作为水力通道，采用绳式钻井马达进行的钻井作业。目前，加拿大和美国的公司等均致力于研究开发这种钻井技术。由于减少了钻井时间，改进了钻井工艺，完善了配套设施，套管钻井技术钻井成本平均降低了10%—13%。

近年来，套管钻井技术取得了多项新的进展，包括研制成功专门用于套管钻井的套管接头、马达和钻头、旋转导向钻具、随钻测井仪器等，以及套管钻井专用的配套设备、固井工艺。这些技术的实施，使套管钻井从开钻到撤走钻机可节省大约20%—30%的钻机占用时间。从1999年到2005年，加拿大的公司利用套管钻井技术共钻井300多口，其中定向井12口。实践证明，套管钻井大大简化了油井结构，建井成本和修井费用均得到大幅度降低。

7.复合补强钢管在长输管道应用优势显著

天然气管道输送的总体趋势是朝着使用更高强度钢级的高压管道发展。随着钢材强度的不断提高，焊接和控制裂缝成为大问题，复合补强钢管应运而生。这种采用高性能的异丙聚酯树脂玻璃纤维复合材料，对高强度低合金钢管进行补强，具有控制裂缝延伸和止裂的能力，并可解决高腐蚀介质的输送问题，可用于替代高强度特种钢材，使天然气管道达到强度更大、重量更轻、更安全、更经济和更耐用。

复合补强钢管可节约大量材料成本。在管道输量相同的条件下，与X100钢管相比可降低10%—20%的材料成本，比相同压力等级的钢管轻30%-40%，大幅度降低了运输成本。由于管壁薄，可节省40%的焊接作业时间，焊接面积减少50%，施工成本也有所降低。复合材料补强只是在钢管的外部，可增加6%的体积通量。目前，加拿大已建成高压大口径复合补强管道的示范工程。

8.挠性管技术清除管道堵塞可有效节约成本

利用挠性管技术清除将管道完全堵死的沥青质，可降低生产成本，大幅度减少生产损失。在油田开采中，沥青质沉积物会堵塞井下生产油管，使其流量降低。沥青质沉积物降低了油井与生产设施管汇之间的温度和压力，并堵塞地面管道。以前预防管道堵塞，是定期进行清管作业和泵入溶剂来溶解沥青质沉积物。为了有效而快速地清除原油管道内的沥青质沉积物，新开发的挠性管技术及工艺设备，将挠性管插入管道从垂直工作状态逐渐倾斜到接近水平状态。在委内瑞拉一条全长2816米的输油管道不同的位置进行了8次挠性管清堵作业，使油田很快重新开始生产。同其他整治方案相比，用挠性管清除输油管道堵塞可节约上百万美元。

采用挠性管清堵，不仅有效地解决了生产中的实际问题，而且有着显著的经济效益，挠性管技术在石油工业中将得到更广泛的应用。

9.生产超低硫柴油的缓和加氢裂化新工艺

采用新的缓和加氢裂化途径可使减压瓦斯油转化增产柴油，同时加氢裂化反应可大大改进残存的瓦斯油质量，成为催化裂化的良好进料，可提高汽油产率和生产低硫柴油。新工艺以缓和加氢裂化为核心，组合专用的精制段构成一体化流程。瓦斯油进料与循环氢混合，进入反应器经加氢处理的瓦斯油馏分送往催化裂化装置。而柴油馏分与氢相混合进入一次专用精制反应器，采用高氢分压，确保难于加氢脱硫的柴油最大量地进行加氢精制。这一流程与常规流程相比，可节减过程设备投资和操作费用，减少压缩机和空冷器，灵活地实现了热联合。它使来自蒸馏装置、催化裂化、减粘和焦化等装置的柴油，也可进入精制反应器精制。

2005年，采用这项新技术的生产清洁燃料炼油厂投运。催化裂化装置下游设有第一代超深度汽油脱硫装置，既生产低硫催化裂化汽油，又可联产超低硫柴油，这项新工艺进一步提高了柴油质量。

10.过氧化氢生产环氧丙烷工艺加快工业化

过氧化氢生产环氧丙烷工艺与其他常规环氧丙烷生产工艺相比，优点是生产过程中只生产终端产品环氧丙烷和水，不产生其他副产品。常规的氯醇法或苯乙烯单体法生产环氧丙烷，会分别产生含氯废物或大量苯乙烯单体。在这项新工艺中，过氧化氢可完全转化，丙烯转化接近定量值。少量的丙烯排气流进入现有的丙烯网络或循环至反应器。反应出口物流中的丙烯排气、粗环氧丙烷和甲醇通过蒸馏进行分步分离。甲醇再进入循环，最终的含水物流在检测乙二醇为微量后，即可排向水处理设施，粗环氧丙烷则通过蒸馏提纯。

新建装置占地面积非常小，需要配套的基础设施少，可大大节省投资。过氧化氢生产法环氧丙烷生产工艺，过氧化氢转化率高达99%，环氧丙烷选择性高达95%。2006年初，在比利时安特卫普建设第一套过氧化氢生产环氧丙烷工艺装置，生产能力为30万吨/年环氧丙烷，将于2008年投产。2009年和2010年拟在美国和亚洲建两座过氧化氢生产环氧丙烷装置。