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[成果] 1700520401 广东
TE2 应用技术 与石油和天然气开采有关的服务活动 公布年份:2018
成果简介:南海油气高温高压钻完井是公认的世界级难题。该项目历经近20年攻关和实践,在四个方面取得了重大技术创新:1.首创了多源多机制异常压力精确预测方法,研发了极窄压力窗口连续循环微压差定量控制钻井技术,实现了南海高温高压钻井成功率100%。2.首次研发了“五防”、“自修复”高温高压水泥浆体系,构建了多级井筒完整性安全保障技术,实现了南海所有高温高压井环空“零”带压的世界纪录,解决了环空带压的世界级难题。3.首创了智能应急关断、备用应急放喷等8大因素98个控制点的本质安全型测试系统,实现了海上平台狭小空间下的高温高压高产气井安全测试作业。4.研发了环保型水基双效钻完井液和系列提速工具,创建了优质高效作业技术体系,实现了南海高温高压井工期由175天降至52天,费用降低70%。该项目获发明专利32件,实用新型专利90件,企业技术秘密55件,软件著作权34件,发表论文169篇(SCI/EI收录35篇),出版专著5部,制订标准7部。成果已在国内外1820口井上推广应用,发现了7个大中型海上高温高压气田,建成了中国第一个海上高温高压气田群。该项目形成了完整的海上高温高压钻完井技术及工业化应用体系,引领和推动了行业技术进步,使中国成为继美国之后第二个具备独立开发海上高温高压油气能力的国家,为全面开发南海油气、践行“一带一路”和海洋强国战略奠定了坚实基础。
[成果] 1700630213 湖北
TE1 应用技术 与石油和天然气开采有关的服务活动 公布年份:2017
成果简介:该项目属能源、水和矿产资源领域。中国大部分油气藏存在着埋深地质构造复杂、储层非均匀性强等现象,储层注采、完井及储层改造等作业频繁,深部储层岩体处于“三高一扰动”(高地应力、高温度、高渗透压力和施工作业扰动)的恶劣环境,若不能准确预测储层在复杂环境及地质条件影响下的稳定性,将会给钻完井施工、油气开采、水/气驱注入及储层改造带来很大挑战。该项目针对油气储层在复杂环境和地质条件下的稳定性评价及钻完井对策技术等重大难题,从2009年起,长江大学联合国内知名企业,在国家重大专项、国家自然科学基金以及中石油、中石化等企业资助下展开技术攻关,形成了复杂环境与地质条件下油气储层稳定性控制关键技术。其主要创新成果:1、建立了以关键井地应力为约束条件的多目标侧压力反演模型,提出了区域应力场到局部应力场的跨尺度反分析方法,研制了考虑多物理场耦合效应的储层应力场反演系统软件。2、研制了评定复杂流体环境和多轴应力条件的岩石破损特征及其渗透性演化的测试装置和方法,提出了一种考虑储层实际环境的热-弹塑性损伤本构模型,丰富了致密储层和疏松砂岩的岩石破裂损伤耦合理论和数值仿真方法,揭示了储层岩石损伤演化与注水施工作业的关系。3、提出了考虑储层压力衰竭对地应力影响的井眼稳定性预测方法,发展了考虑温度-渗流-应力-损伤耦合效应的储层出砂预测模型,揭示了储层温度、完井方式、生产工艺参数对近井壁储层围岩的影响规律。4、提出了考虑储层物性的筛管冲蚀及寿命的评价方法,丰富了多因素条件下防砂方式选择原则,研制了适用于边底水丰富油藏开发的控水筛管和出砂井的洗井工具。经第三方评价,该项目在深部复杂油气储层应力场反演手段及方法、储层岩石裂隙扩展机制、油气储层防砂完井及洗井完井的工艺和技术等方面达到了国际先进水平。在该领域的知名期刊上发表论文SCI和EI期刊论文32篇,被引次数120余次,发明专利7项,软件著作权4项,部分成果纳入行业标准,起到引领和示范,促进行业科技进步。
[成果] 1700520049 北京
TE2 应用技术 与石油和天然气开采有关的服务活动 公布年份:2017
成果简介:陆上深层是中国能源战略的重要接替领域,39%剩余石油和57%剩余天然气资源分布在深层,超深井钻井成本占勘探开发总投入55%~80%,为高效安全快速地勘探开发深层油气资源,必须解决以下难题:一是溢漏同存导致水平井水平段长度仅达到生产需求的三分之一,深层窄密度窗口安全钻进难;二是强研磨极硬地层比例大、钻速低,常规井身结构不适应复杂压力系统;三是超深井起下钻时间是常规钻井3倍,极易造成复杂和事故;四是高温高压盐水层引起工作液严重不稳定,大温差高压长封固段井筒完整性差。上述世界级难题成为国内外业界攻关的热点,“十一五”前,中国7000米超深井钻井技术与国际先进技术相比差距较大,严重制约了勘探开发进程,复杂超深井钻井技术代表一个国家整体钻井技术水平,为此国家设立科技重大专项,经九年攻关,全面攻克了上述难题,使中国成为掌握7000米复杂超深井钻井技术的先进国家。1、发明了精细控压钻井成套工艺装备。控压钻井工况模拟装置及系统评价方法,压力、流量双目标融合欠平衡精细控压钻井方法,属国际首创,可实现9种工况、4种控制模式、13种复杂条件应急转换的精细控制,压力控制精度0.2MPa以内,可同时解决发现与保护储层、提速提效及防止窄密度窗口井筒复杂的世界难题。深部缝洞型碳酸盐岩水平井水平段延长210%,显著提高单井产能。2、创新形成超深缝洞型碳酸盐岩和复杂盐下砂岩油气藏高效钻井工艺方法。研发一体化钻井设计方法、非常规特殊井身结构、提速司钻导航仪、非平面齿PDC钻头、压力系数2.59的超高压盐水层安全控制等特色技术,完成7000m以上超深井226口,占国内市场61.8%,碳酸盐岩与砂岩油气藏直井钻井周期分别缩短38.2%与50.1%,钻井成本分别降低37.8%与63.7%。3、研制国际首台四单根立柱9000米钻机和国内首台8000米钻机。发明了四单根立柱施工工艺方法和特殊的钻机结构,保障了井架有限空间内弹性薄壁长管柱安全移运;创建了超高井架及底座起升下放、大荷载施工动态响应模型,解决了国内最高井架细长重荷结构件安全作业难题。比常规钻机起下钻时间减少20%,事故复杂时效同比降低75%。4、创新形成超高密度、高温大温差的安全钻完井工作液技术。发明了降粘剂和纳米封堵剂等产品,创新形成了抗45%盐水污染、抗温大于200℃、实钻与压井密度达2.59g/Cm3与2.85g/cm3的油基钻井液技术,事故复杂时效同比降低56.4%;发明了温差大于100℃的缓凝剂和降失水剂等产品,形成3套不同温度段的大温差水泥浆体系,固井合格率100%,创造一次封固6657m的世界纪录。该成果实现了中国超深井钻井工艺与装备升级换代,获授权发明专利23件,实用新型专利30件,技术秘密49项,软件著作权17项,发表论文65篇,制定行业/企业标准35项。获省部级科技进步特等奖1项、一等奖2项,美国E&P工程创新奖,国家重点新产品。已在国内外15个油田1236口井应用,近三年创经济效益139.76亿元,提升了中国钻井技术水平和国际竞争力。
[成果] 1700510472 河南
TE1 应用技术 与石油和天然气开采有关的服务活动 公布年份:2017
成果简介:(一)成果背景:气测录井是发现和评价钻遇地层含有石油天然气资源的重要技术手段,目前传统的气测录井技术遇到了技术挑战,一是快速钻井技术提高了机械钻速,施工现场需要油气信息连续检测技术;薄层、裂缝型油气资源、非常规油气资源的勘探开发需求连续气测录井技术。(二)主要技术发明成果:针对气测录井技术发展所遇到的技术难题,中石化中原石油工程有限公司录井公司在光谱气测录井技术成果基础上,2012年至2014年,先后开展了“CO、CO2、H2S气体光谱连续检测技术研究”和“光谱气测录井技术先导试验”课题研究工作,形成了“光谱连续气测录井装置和方法”,主要有三项技术发明成果。1、光谱连续气测录井装置及方法:光谱连续气测录井装置基于光谱气体检测技术原理,针对录井样品气中不同气体光谱特征,采用模块化结构,设计加工气体分配模块、烷烃组分气体检测功能模块、二氧化碳气体检测功能模块、一氧化碳气体检测功能模块、硫化氢气体检测功能模块,通过计算机控制系统控制,设计开发光谱连续气测录井系统软件,实现光谱气测连续录井,同时由光谱气测录井软件快速解释地层流体性质,实现光谱连续气测录井。2、录井自动稳流脱气装置及方法:针对录井施工过程中,电动脱气器抽取的泥浆量易受钻井工程影响而造成的样品自质量波动较大的问题,基于自动控制原理,设计出一种录井自动稳流脱气装置,可以根据钻井出口泥浆量的大小,自动调整脱气器的高低位置,实现脱气器抽取的泥浆量在设定范围内波动而保证脱气器自动稳流,提高样品气质量。3、气体浓度自动稀释装置:针对光谱气体检测设备检测范围难以满足录井施工现场要求这一技术问题,设计出一种录井用气体浓度稀释装置,该装置在控制单元的控制下,可以通过空气作为混合气体对样品气进行浓度稀释,样品气稀释信息可通过控制信号线传输到光谱录井分析仪,因此能够满足现场样品气浓度变化要求,保证了录井数据的可靠性,该装置能有效测量及控制样品气的浓度变化。(三)授权专利情况:申请9项件专利,均获得授权,其中发明专利1项,实用新型专利8项。(四)技术经济指标:1.光谱连续气测录井装置实现甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷、正戊烷、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢十种气体同时连续检测。2.甲烷、乙烷检测范围为0.001%-100%,丙烷检测范围为0.001%-60%,丁烷、戊烷检测范围为0.001%-50%,CO检测范围为0.000%-100%,CO2检测范围为0.02%-100%,H2S检测范围为0-100ppm。(五)应用情况:近三年来,成果完成单位先后在多个油气田应用该成果260多口井,解决了传统气测录井技术存在的技术问题,累计创效5326万多元;用户单位利用该成果发现新的石油资源,预计储量7.62万吨,经济效益显著。
[成果] 1700510473 河南
TE2 应用技术 与石油和天然气开采有关的服务活动 公布年份:2017
成果简介:1、技术开发背景:钻井过程中井壁失稳问题一直是影响钻井施工顺利进行的主要因素,特别是在深井、超深井、长水平井和大斜度井等日益增多的情况下,上述问题显得更加突出。目前,应用于钻井液中的烷基葡萄糖苷主要是甲基葡萄糖苷(MEG),甲基葡萄糖苷钻井液是高性能水基钻井液,同油基钻井液一样,可以形成理想的半透膜,抑制粘土水化膨胀,而且无毒,可以生物降解,有利于环保,在油层保护方面显示出较强的优越性,较为圆满地解决了钻井液的毒性、润滑性、井壁稳定性与油层保护之间的矛盾,被认为是可以达到油基钻井液效果、防止水敏地层的井壁坍塌及保护储层的水基钻井液体系。但其抑制性有待提高、加量大、抗温性差,限制了其在钻井液中的应用推广。针对烷基糖苷的缺陷,通过分子设计,合成出既保持烷基糖苷润滑性,又显著提高抑制性、抗温性,同时加量小的烷基糖苷衍生物产品十分必要。2、主要技术内容:项目主要完成了以下两个技术内容:“钻井液用高性能烷基糖苷衍生物产品阳离子烷基糖苷(CAPG)的研制及工业化生产技术”和“钻井液用高性能烷基糖苷衍生物产品聚醚胺基烷基糖苷(NAPG)的研制及工业化生产技术”。(1)通过分子设计和合成设计,得到烷基糖苷衍生物产品CAPG的分子设计和合成设计思路,形成了CAPG的优化合成工艺条件,得到了操作简便、纯度较高的提出方法,验证了理论分子设计结构的准确性,研究了CAPG的作用机理,得到了CAPG的工业化生产工艺,最终形成了烷基糖苷衍生物产品CAPG的研制及工业化生产技术。(2)通过分子设计和合成设计,得到烷基糖苷衍生物产品NAPG的分子设计和合成设计思路,形成了NAPG的优化合成工艺条件,验证了理论分子设计结构的准确性,研究了NAPG的抑制防塌机理,得到了NAPG的工业化生产工艺,最终形成了烷基糖苷衍生物产品NAPG的研制及工业化生产技术。3、专利及授权情况:申报国家发明专利23件,已授权5件,其它18件处于审核状态。4、主要技术经济指标:烷基糖苷衍生物CAPG抗温达150℃、NAPG抗温达160℃,CAPG相对抑制率>95%、NAPG相对抑制率>99%,CAPG产品EC50值483500mg/L、NAPG产品EC50值528800mg/L,均大于排放标准30000mg/L,产品及配套钻井液体系应用井段平均井径扩大率<8%。5、应用推广及效益:2012年1月1日-2016年12月31日,钻井液用高性能烷基糖苷衍生物产品CAPG和NAPG及其配套钻井液体系已在陕北、中原、新疆、四川、内蒙等地区现场应用61口井进行了现场应用,直接和间接创造经济效益8733万元,有效解决了现场高活性泥岩、含泥岩、泥岩护层等易坍塌地层的井壁失稳及托压卡钻等井下复杂问题,提高了机械钻速,缩短了钻钻井周期。
[成果] 1700510478 河南
TE2 应用技术 与石油和天然气开采有关的服务活动 公布年份:2017
成果简介:(一)技术开发背景:中国陆上39%的剩余石油资源和57%的剩余天然气资源分布在深层,但由于深层油气勘探开发的工程技术起步较晚,埋深达7000-8000m的油气藏尚未投入开发。中原石油工程有限公司在西南、西北等工区承担了大量超深井的石油工程技术服务工作,针对施工中存在的井底高温高压、井筒多套压力并存、井壁稳定性差、地层含H2S/CO2、机械钻速低等主要技术难题,中原石油工程有限公司经过多年的科技攻关与现场实践,改进和完善了大尺寸井眼钻井提速技术、超深小井眼安全钻井技术、复杂地层井壁稳定技术、高温长封固段小间隙固井技术、深井超深井钻井液技术以及超深井眼取心技术等一系列钻完井技术,形成了具有中原特色的超深井钻完井技术系列,成功完钻了马深1、顺北2、顺北1-2H、顺南6、顺南7井等一批高难度超深井,保障了西南和西北工区深层油气藏资源的勘探开发与有效动用,打造了石油铁军品牌形象,促进了中原石油工程公司“战寒冬、求生存、谋发展”的转型升级之路。同时,也推动了一批钻完井液助剂、提速工具、取心工具的国产化。(二)技术经济指标:项目完成7000m以上超深井69口,其中8000m以上超深井2口;马深1井完钻井深8418m,刷新亚洲第一超深井钻井记录;顺北2井侧钻水平井完钻井深8169.27m,刷新中石化水平井最深记录。(三)社会效益:以马深1井为代表的超深井记录,相当于向下打出一座珠穆朗玛峰的高度,得到了中央及地方各级媒体的关注与报道,牢固树立了公司国内一流钻井公司的品牌形象,大大提升了公司在深部油气资源勘探开发领域的市场竞争力,同时也标志着中国石化超深井钻井工程技术跨入世界领先技术行列。(四)论文、专利情况:项目研究内容共授权实用新型专利10项;发表学术论文13篇,其中SCI期刊2篇、中文核心期刊10篇。
[成果] 1700520084 北京
TE6 应用技术 与石油和天然气开采有关的服务活动 公布年份:2017
成果简介:天然气作为重要清洁能源,2015年占世界一次能源的23.7%。中国能源“十三五”规划天然气消费从5.9%增至10%,充分发挥天然气主体作用是优化能源结构的重大战略。液化天然气简称LNG,常压下温度约-161℃,体积约为气态的1/600。超低温液化技术使LNG远洋运输和全球贸易成为现实,被公认为20世纪以来能源领域最重要的革命性技术之一。2015年中国进口LNG达1965万吨,占天然气进口总量的44%。LNG是确保京津冀、长三角等地区以气代煤、建设碧空蓝天中国梦的有力支撑。天然气液化厂及LNG接收站是LNG产业链核心组成。成套技术包括天然气深度净化及液化、超低温储运及超临界气化等,其工艺条件苛刻、装备制造困难、技术集成复杂、建造标准匮乏,世界上仅美、德、法三国拥有。国家能源局和中石油组织攻关,经9年努力,成功开发了具有国际领先水平的大型LNG成套技术,取得4方面核心创新成果:1.创新LNG全产业链工艺流程及优化算法。发明双循环混合冷剂天然气液化工艺(DMR-HQC),国际首创DMR集成高效板翅式换热器工业应用;创建基于遗传算法优化模型,集成天然气液化、烃分离及脱氮工艺,能耗降低8.5%;创新开架式海水气化器和浸没燃烧式气化器联合运行LNG再气化工艺,节省设备投资18%,降低运行费用35%。2.创新研制超低温材料和核心设备。创立LNG储罐用国产9Ni钢核心技术标准,发明低磷硫超纯净冶炼及高拉速、低水比、高温出坯制备工艺;发明超低温高镍球墨铸铁材料及铸造方法;创新研制高效线元素三元叶轮混合冷剂压缩机、超低温蒸发气压缩机、世界最大高压高效板翅式冷箱,费用较进口降低30%-50%。3.创新大型LNG储罐设计建造技术。国际首次通过实验,系统建立-196℃~20℃低温混凝土应力应变量化关系,创立国际首部技术标准;发明预应力混凝土外罐结构自适应分区迭代算法,建立全工况液固耦合内罐模型,创新形成储罐工程设计方法及软件著作权;发明罐顶自平衡顶升方法,创立储罐建造国家一级工法;建成20座8~22万立LNG储罐,绝热蒸发率降低10%。4.创新形成LNG工程成套技术。应用数值及实验模拟技术、本质安全工程设计方法,创新集成天然气净化、液化和LNG再气化工艺流程,形成50-550万吨/年天然气液化、300-650万吨/年LNG再气化工艺包,建成3套天然气液化装置和3座LNG接收站,综合能耗降低7.5%。创立液化天然气工程设计国家标准。该项目获专利79件(发明37件),软件著作权6件,专有技术17件,技术标准28项,论文及专著176项。成套技术自2011年成功应用于安塞、江苏等LNG项目,部分技术推广到俄罗斯、加拿大等国家。近三年累计新增销售收入108亿元、利润21亿元。该成果亦可应用于页岩气等非常规天然气及海上浮式LNG工程等,为中国在南海及海外获取清洁能源提供技术利器,应用前景广阔。
[成果] 1700470359 北京
TE2 应用技术 与石油和天然气开采有关的服务活动 公布年份:2017
成果简介:研究目的: 2013年以来玛湖凹陷三叠系百口泉组致密砂砾岩油藏勘探获得重大突破,预测地质资源量5亿吨。前期勘探表明,采用常规技术在低油价形势下无法实现经济有效开发。为此,开展钻完井方案优化、钻井提速及降本增效技术研发和创新,对实现该地区致密砂砾油藏经济有效开发具有十分重要意义。 主要技术创新点: (1)针对玛湖地区纵向上多套砂砾岩地层非均质性强、可钻性差的难题,研发了个性化的PDC钻头、液力冲击提速工具,开展钻具组合和轨迹控制技术优化,玛湖平台定向井实现三开各一趟钻完成,水平井造斜一趟钻完成。水平段砂砾岩储层PDC钻头平均进尺从初期的162米提高到337米,机械钻速从2.89米/小时提高到4.82米/小时,PDC钻头最大进尺从前期的600米提高到962米。研发的液力冲击工具配合PDC钻头使用最大进尺780米,机械钻速提高30%。 (2)针对水平井面临的泥页岩井壁失稳、井眼润滑和清洁问题,研发了新型优质水基钻井液以及岩屑床清除工具,有效地保障了水平井安全延伸,最大完井井深超过6000米、水平段长度超过2000米,三维井扭方位最大90°,最大水平偏移距700米。 (3)针对三维水平井165.1mm井眼在扭方位和水平段下入127mm套管面临的摩阻力最高达600KN、套管下入困难的问题,创新了顶驱下套管技术,套管下入最大摩阻力降低到300KN,保障套管安全顺利下入。并配合套管居中和韧性水泥浆体系等技术措施,窄间隙长水平段的固井质量合格率100%,最大水平段长度2007米,最大压裂分段26级,满足了大型压裂、提高单井产能的需要。 成果产生的价值: 该技术成果授权发明专利1项,授权实用新型专利11项,公开发表论文10多篇,制定国家技术标准1项,成果技术水平总体达到了国际先进。2015-2016年共计应用90口平台定向井、27口水平井,定向井钻井周期由75天缩短到54天,水平井钻井周期由原来的140天缩短到80天,共计节约钻井成本2.21亿元,建成致39万吨产能,有力地保障了玛湖致密砂砾岩油藏经济有效开发。
[成果] 1700470364 北京
TE2 应用技术 与石油和天然气开采有关的服务活动 公布年份:2017
成果简介:低密度钻井液技术是低压低渗衰竭油气藏勘探开发和欠平衡钻井的核心技术之一,利于防漏、保护储层和提速,常用技术中混油污染环境、充气及发泡设备成本高,加入减轻剂是最简单的方式,但玻璃中空微珠减轻剂壳层脆破碎率高。受制于缺少新型高性能减轻剂,该技术一直未有重大突破。为此,首次提出研发新型钻井液减轻剂弹韧性高分子中空微珠的技术思路,通过技术创新,攻克了多项技术难关,研发出完全自主知识产权的产品及核心技术,填补了国内外空白,使中国成为唯一拥有高分子中空微珠钻井液减轻剂成套技术并工业化应用的国家,推动了减轻剂及低密度钻井液技术的重大发展。 创新点包括: (1)创新设计并研制出新型钻井液减轻剂。首次提出引入弹韧性高分子材料降低壳层脆性的技术方案,创新设计了表面亲水、壳层密闭的高分子中空微珠减轻剂。研制出抗研磨剪切、分散稳定的系列产品,粒径5~90μm、密度0.02~0.65g/cm<'3>可调、最高抗压可达50MPa、抗温≥90℃。成本仅为进口玻璃中空微珠的1/3。实现了产品创新及在油田领域的率先应用。 (2)独创了表面改性与反应成型一步完成的生产工艺。该工艺使生产流程缩短50%以上,提高了时效,实现了工艺原理创新,并通过技术改造及优化组合,形成了一套全国产化的工业生产装置,节约了投资。 (3)首创以高分子中空微珠为减轻剂的新型低密度钻井液技术。该技术解决了减轻剂漂浮分层、吸附聚结、固控分离等关键技术难题,体系稳定,密度在0.78~1.0g/cm<'3>可控,实现了低密度钻井液技术创新。 (4)发明了减轻剂及低密度钻井液性能评价设备并建立了评价方法。研制出“可压缩流体密度测试系统”等4台套新型评价仪器设备,建立了高温高压条件下可压缩流体密度测试等方法,实现了评价方法创新。 该成果获授权发明专利14件、实用新型专利3件,正实审发明专利6件,发表论文4篇,企业标准1件。已在东北、华北和胜利等油气田成功推广应用23口井,高分子中空微珠低密度钻井液同比油基钻井液节支75%,同比充气钻井液节支80%以上,近3年规模应用18口井,累计节支达4891.2万元。显著提升了中国低密度钻井液技术在国内外市场的核心竞争力,为安全、高效、优质勘探开发低压低渗油气藏提供了技术保障。此外,高分子中空微珠作为一种功能材料,还可广泛用于航天、隔音、节能保温等领域,对推动能源结构优化和产业升级,促进绿色发展,具有十分重要的意义。
[成果] 1700470367 北京
TE2 应用技术 与石油和天然气开采有关的服务活动 公布年份:2017
成果简介:研究目的: 对钻井液中气和油的检测一直是随钻发现、评价地层油气最主要、最经济的技术手段。其技术现状为: 在线含气检测国内技术自上世纪从国外引进以来,原理上没有根本进步,采用电动脱气器分离烃类气体,在离钻井液出口约30m处的仪器房内检测C1~C5烃类气体。检测实时性和准确度不高,定量化不足,检测范围落后国外相关技术。国外实现了定量脱气和高分辨率检测,分析范围扩大至C1~C10。国际市场将C1~C8定量检测列入了市场标准,不转让技术和售卖设备,造成技术上的垄断。 在线含油检测国内外一直是技术空白。PDC钻头粉末状岩屑表面积大,经钻井液冲刷岩屑含油性大幅度降低;荧光钻井液一直影响钻井提速提效与油气发现,低气油比储层气测难以准确发现。 因此,迫切需要新的油、气检测技术来解决上述勘探中的技术难题。 主要技术创新: 成果实现了地层流体气和油全方位、高分辨率、定量、在线、及时检测。分析速度快、检测精度高,安装在钻井液出口区,增强检测实时性和真实性。 含气性检测实现了总烃、C1~C10、苯、甲苯、H<,2>S、CO<,2>、N2等气体组分的检测,突破了C6及之后的气体组分检测的技术瓶颈,分析周期为:C1~C8、苯、甲苯、CO<,2><50s;C1~C10、苯、甲苯、CO<,2><120s。机械定量脱气器脱气效率达到了45%-50%,远大于常规电动脱气器5%~10%的脱气效率。脱气和分析等主要指标达填补了国内空白,达到国际先进水平。 含油量检测实现了钻井液连续、定量进样,小型化钻井液核磁共振传感器重量仅约为20kg,共振频率达到了20MHz,实现了钻井液含油量连续、在线分析,室内最低含油量检测为40mg/L(相当于7级荧光),分析周期<1min,建立了不同荧光钻井液体系下的含油量及含油性评价模型,填补了国内外技术空白。 成果产生的价值: 成果适用于各种勘探对象、作业条件和环境。达到国际市场技术标准,具有广阔的市场前景。已实现直接产值191.605万元。在胜利、江汉、西南等油区进行了10多口井的应用,油气发现率100%,在薄储层划分、油气性质评价、荧光钻井液条件下的油层发现等方面体具有良好的技术优势。 成果已获授权专利7件,受理专利3件,2项中石化认定专有技术,制定行业标准1项,一级企业标准1项,二级企业标准1项,发表正式期刊论文16篇(核心13篇),国际会议口头报告1次,全国会议论文2篇。在2014年北京石油装备展上进行了展出,已列入中石化推广应用项目,正在实施仪器工业化生产和规模化推广,展现出良好的市场和经济前景。
[成果] 1700470370 北京
TE2 应用技术 与石油和天然气开采有关的服务活动 公布年份:2017
成果简介:中国页岩气资源量达到25.1万亿方,水平井钻完井技术是实现商业开发的关键技术之一。与北美相比,中国页岩气地表特征和储层特性更加复杂、储层埋藏更深,美国页岩气工程技术不能复制。中国页岩气工程技术存在钻井周期长(超过120d)、钻完井成本高(超过9000万元)、井下复杂问题多等重大技术难题,因此迫切需要打造适合中国地质特征的页岩气水平井钻完井技术。 2010年以来,中国石化持续开展了页岩气钻完井技术攻关,突出自主创新,在关键工具、流体和方法技术方面取得了重大突破,打造形成了适合中国特点、具有自主知识产权的页岩气水平井钻完井技术,实现了5项关键技术突破与创新:(1)地质工程一体化设计及随钻地层评价技术;(2)山地“井工厂”及水平井优快钻井技术;(3)页岩气水平井低粘高切油基钻井液技术;(4)页岩气水平井弹韧性水泥浆体系及长效密封固井技术;(5)页岩气水平井产气剖面测试及产能评价技术。 成果在涪陵应用276口井,在彭水、丁山等区块应用30余口井,其中在中国页岩气功勋井即焦页1HF应用,实现了中国页岩气首次重大突破。在涪陵地区,钻井周期由151天缩短至65天,最短37天,成本降低25%以上;优质储层钻遇率从75%提高到99%;油基钻井液最低油水比控制在67/33-76/24,创国内最低油水比施工纪录;固井质量合格率100%,优质率92%;产能评价准确率达92%。为中国第一个商业性开发的大型涪陵页岩气田提供了工程技术保障,2016年完成了50亿方产能建设。近三年新增直接经济效益46.83亿元,新增利润5.87亿元,节约支出28.89亿元,产生了巨大的技术经济和社会效益。 获授权专利45件(其中发明专利15件)、软件著作权10项,制修订行标、企标6项,发表论文65篇。获批了中国页岩气勘探开发领域第一个“页岩油气富集机理与有效开发”国家重点实验室。研究成果总体达到国际先进水平、部分达到国际领先。
[成果] 1700510538 河南
TE3 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2017
成果简介:项目概述:压裂工艺技术对石油、天然气开采起着非常重要的作用,而石油压裂支撑剂是石油压裂工艺技术能否获得成功的关键。石油压裂支撑剂是使地层深处岩石裂隙保持裂开状态的支撑物。在使用过程中把支撑剂混入压裂液中,利用高压手段注入深层岩石裂缝中支撑岩层,以提高导油率,增加原油产量。公司依托强大的硬件设施和先进的科研团队,集中力量研发低密度高强度压裂支撑剂,利用铝矾土、废旧资源等为主要原料的TX-1、TX-2型支撑剂各项性能指标均已达到国内领先水平,在此基础上,公司又提出利用低品位铝矾土、高岭土及工业废旧资源(如:废旧耐火材料、铝矾土采矿选矿废渣、氧化铝赤泥、煤矸石等)为原料研制TX-3型压裂支撑剂。该产品具有耐压强度高、密度低、圆球度好、光洁度高、导流能力强等优点。经中国石油勘探开发研究院廊坊分院支撑评价实验室检测,各项性能指标完全达到SY/T5108-2014标准,处于国内领先水平。该产品的原材料取材方便,并且创造性地将废旧耐火材料、铝矾土采矿选矿废渣、氧化铝赤泥、煤矸石综合利用,变废为宝,不但研制出了一种高强度低密度压裂支撑剂,并且解决了环境问题,降低成本。TX-3型压裂支撑剂不仅为深井作业提供支持,而且有利于非胶化压裂液的使用,便于在地层内形成具有一定长度和高度的支撑带,从而提高产层导流能力并增产增效。所以该产品具有以下特点:1.强度高、破碎率低。目前,国内生产的低密度陶粒52Mpa20/40目规格产品破碎率≤8.0%,该项目52Mpa20/40目规格产品破碎率≤5.0%,优于国内多数厂家,达到国内领先水平,为提高产品出口竞争力奠定了坚实的技术基础。2.生产成本低。该项目产品成本优势主要体现在两个方面:其一,产品主要原料Al2O3含量约为50-65%,高品位Al2O3用量少;其次,产品生产利用了大量的工业废旧资源,降低成本的同时减少了环境污染,是一种环保型产品。经济社会效益:公司依托该项目产品建设了年产20万吨陶粒生产项目,由于加入了工业废旧资源,每吨成本可节约110元,20万吨可节约成本2200万元。同时同时增加了150人的就业岗位。TX-3型石油压裂支撑剂生产工艺及技术先进,对环境友好,又综合利用了工业废旧资源,具有很好的经济社会和环境效益。
[成果] 1700520012 四川
TE3 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2017
成果简介:该项目特殊油气藏指致密、疏松两类油气藏。其储量丰富,绝大部分储层非均质性强、储渗介质复杂、应力敏感性强,增产增效受储层识别困难、评价精度较低、产能损失严重等多重因素制约,经济有效开采属世界级难题。依靠单项技术进步取得新突破面临重大挑战,以技术集成创新实现增产增效已成必然趋势。10年攻关,提出了开采技术集成耦合理论与优化方法,构建了增产增效系统集成技术链群及实施平台,开辟了特殊油气藏增效开采的自主创新之路。1.创立了特殊油气藏“储层识别-流动模拟”基础技术链,实现了储层准确识别及精细表征,为产能评价和增产增效奠定了科学基础。以储层精准评价为目标,构建多层级多目标动态模拟理论,研发了超高温超高压(200℃、200MPa)油气藏多功能模拟装置,建立了“数字岩心实验-岩石物理实验-矿场地球物理”、“含油气评价-岩石脆性及地应力评价-有效裂缝预测”致密储层甜点识别技术链,以及“多属性物性实验-多尺度流动模拟”技术链,实现了含油气饱和度准确评价和断层裂缝半定量预测,揭示了特殊油气藏储层渗流机理,突破了储层参数难以精准辨识的瓶颈。2.创建了特殊油气藏“注入-举升-改造-解堵”核心技术链,实现了开采技术的无缝对接,协同增产效果显著。以开采系统产能最大化为目标、以补能降耗为手段,采用均衡约束理论,构筑开采集成技术链:(1)注水精准调配技术、在线调剖及纳米微球调驱等为核心的注水剖面控制技术链,确保高效注水能量补充;(2)单项举升和复合举升等为核心的井筒举升技术链,破解了复杂环境下采油气举升效率低的困境;(3)前置酸加砂压裂、缝网体积酸压等为核心的致密储层改造技术链,保障了安全有效立体改造,应用储层温度和深度为世界之最(150~190℃,6000~8023m);(4)在线单步法酸化和疏松储层弱溶蚀酸化增产技术链,比常规技术效率提高8倍。3.构建了特殊油气藏增产增效技术链群,实现了技术链的有机衔接,提质降本增效作用显著。通过对技术链体系组织的结构化、系统化,提出了“一平台两层次”的技术集成模式。基于“多元-多层-多阶”统筹优化思想,以同态同构技术集成范式为指导,依据“技术-技术链-技术链群”集成谱系,开发一体化、标准化技术链群集成应用系统;设计“储层评价、流动模拟、措施优化、效果评估”PDCA循环反馈路径,遵循耦合、交叉、传递规则,在智能信息技术平台上实现技术链、技术链群的两层次集成,大幅提升了单项技术的功效。项目曾获省部级一等奖3项,授权发明专利25项、实用新型专利20项,软件著作权27项,制定行业标准3项,发表论文162篇(SCI84篇,EI65篇)、出版专著18部。在国内外43个油气田应用,近三年累增油321.6万吨,累增气4.5亿方,新增销售收入93.1亿元,新增利润31.4亿元。专家评价:成果整体国际先进,部分国际领先,成果应用确保了油气藏科学、稳定、高效开采。
[成果] 1700520048 黑龙江
TE3 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2017
成果简介:世界探明石油储量的54%(2876亿吨)储存在砂岩油藏中,依靠天然能量和水驱开发的最终采收率一般为33%,尚有约2/3不能采出。采收率每提高1个百分点相当于又找到一个大庆油田,提高采收率是国内外业界共同关注、亟待攻克的重大科技难题。1976年美国学者提出适合砂岩油藏水驱后大幅度提高原油采收率的三元(碱、聚合物、表活剂)复合驱油方法,但其注入、驱替、采油、集输是伴有物化作用的多组分、多相态复杂体系流动和渗流过程,理论和工程技术问题异常复杂,至今无重大突破,国外仍处于实验室和井组试验阶段。在国家持续支持下,大庆油田从1991年起经过20多年攻关,创新了三元复合驱油理论,自主研发出表活剂工业产品,创建了完整的工程技术体系。工业应用比水驱采收率提高20个百分点以上,2016年产油407万吨,累计产油2056万吨,使中国成为世界上唯一拥有成套技术并工业应用的国家,践行了中国创造。经专家鉴定:该成果理论技术有重大创新,整体达到国际领先水平。1、创新了三元复合驱油理论。首次揭示了原油中杂环化合物在碱性环境下与外加表活剂协同作用形成超低界面张力机理,创建了表活剂与原油定量匹配关系,科学厘定界面张力、乳化等要素对驱油效率的贡献,建立了三元复合驱评价体系和标准。突破了依赖原油酸值的传统理论,大幅度拓展了应用领域。2、自主研发出三元复合驱用表活剂工业产品。独创了高碳数宽分布烷基苯磺酸盐原料和产品定量分析方法、专有磺化工艺及中和复配一体化技术,建成世界最大工业生产线。表活剂综合性能优于国外同类产品,成本降低40%。3、创建了三元复合驱油藏工程方案优化设计和全过程调控方法。揭示了三元复合驱渗流机理,建立了定量表征方法,自主研发了数值模拟软件;创建了多参数量化、多因素控制的油藏工程方案设计方法和不同驱油阶段4大类27项跟踪调控技术,实现全过程追踪调控,方案实施符合率达90%以上。4、发明了三元复合驱采油井复杂垢质清防垢举升工艺技术。揭示了复合成垢演变机理和现场结垢规律,首次建立了结垢定量预测方法;研发出系列防垢举升设备,发明了清防垢剂,清防垢率达80%以上,油井平均连续运转时间由87天延长到383天以上,攻克了油井因垢无法长期连续生产的技术瓶颈。5、独创了大容量三元复合体系配注和复杂采出液处理技术。发明集中配制分散注入大容量在线配注工艺,投资降低26.5%;首次揭示油水乳状液难分离主控机理,发明水质稳定剂和破乳剂,研发出2类工艺、8种专用设备,年达标处理近亿方采出液,成本0.55元/方,解决了采出液无法有效分离的世界级难题。获发明专利42件,论文144篇,著作5部,标准规范22项,获省部级奖励7项。累计创产值677.5亿元,上缴利税298.5亿元,促进了石油工业的进步,带动了化工、机械、材料等相关行业发展。应用前景广阔,国内适合储量73.8亿吨,国外1052亿吨。该成果显著提升了中国在石油开发领域的国际竞争力,对参与世界石油资源再分配、保障国家能源安全具有重大战略意义。
[成果] 1800120531 天津
TE3 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2017
成果简介:该成果为调驱提高采收率技术,提出了“地面预交联,地下再交联”的思路,研发了二次(重复)交联凝胶调剖技术。开发了适合低温(<60℃)、中温(60℃~90℃)和高温(>90℃)等不同温度范围的油藏重复交联调驱剂体系系列,现场试验表明,重复交联调驱体系在油藏中可大幅增油,改善水驱效果,具有良好的应用效果。通过分子设计研发了适合高温、高盐、复杂断块油田用高抗剪切两亲共聚物弱凝胶调驱体系;通过引入高温诱发生气剂以及具有稳定性差异的双交联剂,研发了低密度二次膨胀型预交联凝胶颗粒。创新调驱优化决策技术和“酸调一体化”工艺技术,为调驱工艺方案设计和效果评价提供重要理论和技术支持。研发了撬装自动化智能化装置和在线注入装置,降低了劳动强度和施工成本,大幅度提升了调驱施工技术水平。
[成果] 1800120560 陕西
TE3 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2017
成果简介:研究了高电压水间隙击穿、金属丝电爆炸和金属丝电爆炸等离子体驱动含能混合物的3代冲击波产生技术。针对三代冲击波产生技术,分别开展冲击波产生设备的关键技术研究,研制了5种能输出不同强度冲击波的可控冲击波产生设备。提出了利用可控冲击波技术对不同储层进行改造的方法:可控冲击波技术以自然分区、分时和多次重复作业的技术特征,对储层的处理更可控、精细。既可以单独使用致裂页岩等储层;还可与水力压裂配合进行压前预处理,降低水力压裂的破压值以减小压裂规模和造价,增加压裂缝网的复杂性以提高产量;也可在油、气井降产后作为再处理措施恢复产量。
[成果] 1800120635 黑龙江
TE3 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2017
成果简介:针对高含水油田采出井分层控制水平较低、找堵水困难、作业成本高、缺乏有效井下参数长期监测手段等问题,开展了地面控制、井下层段产液量的分层控制工艺及分层压力、分层含水等多参数监测方法的相关研究工作,并形成了一套智能分层采油技术,实现了6段以上分层产液量的自动化控制调整,为油井的均衡开采提供了技术支持。具体包含2种技术方案,分别为:缆控智能分层采油工艺技术和振动波控制智能分层采油技术。振动波控制分层采油技术方面发明了振动信号发生器,建立了振动波数字信号调制、解调和信息编码方法,形成了振动波载波信号传输体系;制定了多基频信号传输策略,实现了振动波数字信号的可控和有效传输,有效控制距离达到3 000米,能够适应不同井筒类型。研发了振动波控制井下执行器,耐压40兆帕,耐温90℃,可实现15个层段的分层控制。该技术突破了载波信号产生、井下传输和远程控制技术难题,以套管为传输介质、振动波为载波实现了分层采油的远程控制,具有作业工艺简单、成本低、适应面广等优点,目前已完成两口井现场试验。缆控过环空分层采油技术方面创新研发了井下分层流量、压力和含水率等井下参数监测技术,实现了油层参数的在线监测和分层流量控制,井下工作寿命3年,系统耐压40兆帕,耐温90℃;分层流量测试范围5~160立方米/天、测试精度5%;地层压力测试精度 0.5%。该技术突破了井下分层流量控制技术难题,形成了油水井井组对应调控理论方法和“测、调、控”一体化分层配产工艺,实现了分层产量调整及多参数动态监测,提高了注入水利用率及波及体积,缓解了层间和平面矛盾,已完成62口井现场应用。
[成果] 1800120636 黑龙江
TE3 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2017
成果简介:针对井下51/2''套管空间及同井注采工艺特点,在旋流分离理论分析及结构设计、单元组合式永磁电机直驱技术、同井注采管柱工艺方案分析及设计等方面取得了突破性成果。设计了螺旋导流式、叶片导流式底锥、叶片导流式、同向出流内锥式等4种旋流器新结构;开发了两级串联旋流系统及稳流装置,在采出液含水率相对较低时(如<97%),室内试验分离出的水中含油小于100ppm;研发超细长结构的组合式潜油螺杆泵永磁直驱电机,通过单元永磁电机组合结构,降低制造难度,有效减小转子动态挠度,电机效率超过85%,相比于“异步电机+减速机”方案,节能优势明显;根据层系组合原则和试验井及连通井基础数据,同时考虑同井注采工艺要求,形成了一套同井注采工艺循环系统优化设计方法,模拟评价了试验井B2-D4-53的驱替效果;针对51/2''有限套管空间,形成了“螺杆泵采-螺杆泵注”串接联动和“螺杆泵采-潜油螺杆泵/电泵注”串接分动两种定型的动力传递形式;研制了回注参数检测装置,实现了对回注层流量压力的实时在线监测和对现场试验情况的跟踪评价。
[成果] 1700520199 山东
TE3 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2017
成果简介:油气井出砂是困扰疏松砂岩油气藏开采的一个世界级难题,致使油气井产量和开采设备寿命等大幅降低。全世界的油气井40%左右存在出砂问题,每年因出砂造成经济损失近千亿元。割缝筛管防砂完井是用于解决上述难题最常用的方法,其应用效果主要取决于有油气井之“肾”之称的割缝筛管。然而,现有的割缝筛管技术难以满足防砂油气井高效开采要求,以Halliburton等国际著名公司为代表的矩形缝筛管防砂完井时易产生缝内砂堵,降低油气井产量和开采效率;以AMADA等国际著名公司为代表的激光切割技术主要适合加工矩形缝筛管,且割缝存在“火柴头”现象,降低防砂效果;割缝筛管整体渗氮处理缝表面方法,致使管体材料硬脆,降低使用性能。经过16年攻关,攻克了上述重大科技难题,研发出中国独有且具有自主知识产权的精密微细梯形缝筛管等离子成形改性复合加工技术及装备。创新产品已通过全球石油行业最具权威性的美国API质量认证。专家鉴定:居国际领先水平。主要科技创新有:1.原创了精密微细梯形缝筛管高效等离子成形改性复合加工技术:提出了缝外挡砂缝内减少流阻,挡砂与适度出砂相结合的割缝筛管设计新方法,研发了新型精密微细梯形缝筛管。提出了加工时在线控制离子束能量和偏摆量等实现精密微细梯形缝筛管等离子成形加工,利用加工时高频等离子束加热、油包水微乳液的裂解和冷却作用进行缝表面材料在线改性新方法,独家实现了精密微细梯形缝筛管等离子成形加工与缝表面改性的在线复合。2.首创了精密微细梯形缝筛管等离子成形改性复合加工数控机床及自动化生产线:提出了在线调压拓扑结构和基于平均电流模式控制BOOST-APFC功率因数校正的自适应等离子加工脉冲电源设计新方法,首创了精密微细梯形缝筛管等离子成形改性复合加工数控机床及自动化生产线,使中国成为第一个掌握该项高端技术的国家。3.研发了基于精密微细梯形缝筛管的高效防砂完井新方法、新装置及应用软件:提出了基于精密微细梯形缝筛管的水平井裸眼防砂完井一体化及“防、解、排”三位一体治理出砂油气井等新方法,研发出了相应的工艺装备及筛管防砂完井综合决策软件,显著提高了防砂油气井的产能、开采效率和防砂有效期。成果已在胜利、大港、委内瑞拉、苏丹等27个国内外油田工业化应用,建成精密微细梯形缝筛管等离子成形改性复合加工生产线96条。精密微细梯形缝筛管占中国油田所用割缝筛管的70%以上,其防砂有效期比矩形缝筛管提高2-3倍,流阻为矩形缝筛管的25%-50%,其缝表面相比基体,耐磨性提高3-4倍,耐蚀性提高1-2倍,显著提高了防砂油气井产量和开采效率。近3年新增经济效益52.27亿元,新增利润25.26亿元。核心创新点均获得多项发明专利,已获授权发明专利17项(其中国际专利2项)、计算机软件著作权7项、实用新型专利8项,出版专著2部,发表SCI/EI收录论文62篇,形成行业标准2项、企业标准9项,培养出了洪堡学者、香江学者等一批优秀人才,使割缝筛管行业实现了升级换代和跨越式发展,为解决困扰疏松砂岩油气藏开采的防砂难题提供了强有力支撑。
[成果] 1700510504 河南
TE3 应用技术 天然原油和天然气开采 公布年份:2017
成果简介:该项目针对油田分层注水和采油工艺存在的施工工作量大、工艺成功率低、费用高等问题,研究出油田井下智能注采工艺配套技术。该技术适用于油田井下多层细分开发工艺,尤其适用油层层间差异大、剩余油认识难度大的油水井细分开采。主要技术内容:1、研究首创循环分层周期注水工艺技术。开发了自动循环、压控、磁控分层测调等多种注水工艺技术,解决分层周期注水工艺需要,以及投捞调配工作量大的问题。2、研发了智能找堵水工艺技术。研制了直井、水平井分层采油管柱和存储式测温测压智能开关器,实现一趟管柱自动找水、液压换层堵水、实时监测压力温度等功能。为油田开发后期经济有效开发提供了技术支撑。3、智能开关控制技术研究。满足井下智能开关要求自动开启、关闭,外部干预采取液压或磁力控制的要求,开发出了适合油田井下分层注采工艺的智能控制系统。4、研制的存储式井下管柱受力和蠕动实时检测装置。实现管柱受力及蠕动规律定量研究,实时采集井下管柱的温度、压力、受力和蠕动位移等参数,为分层注采管柱可靠设计提供理论依据。授权知识产权情况:该项目研究中共开发出8项专利技术,核心期刊发表论文6篇。1、发明专利3件;实用新型专利5件。2、在核心期刊发表论文6篇。技术经济指标:1、耐压差30MPa、耐温120℃;2、管柱解封负荷≤120kN;3、有效期18个月。应用推广及效益情况:现场实施136口井,解决了油田分层注水投捞测试工作量大、分层密封可靠性低导致的无效分注问题,有效的补充了油层能量,确保了油田的持续开发,通过智能分层采油技术的应用,有选择的开采含油多的油层,封堵含水高的油层,解决了多油层合采抽油井产水多、产油少、低效开发问题,避免了频繁的更换井下管柱的施工作业工作量和施工费用,提高劳动效率2倍以上。2014年至2016年,累计增油1.55万吨,降水11.5万方,增注31.3万方,控制无效注水21.6万方,减少作业57井次,降低成本1124万元,新增利润4156万元,创经济效益5280万元,为河南油田东部老区稳油控水及提高采收率提供了技术支撑,同时也为河南省及南阳市的经济社会发展做出了较大的贡献。
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