2013年国际石油十大科技进展dd-【新闻】

发布时间：2021-04-07 05:45:12 阅读：次来源：茶碗厂家

2013年国际石油十大科技进展

中国页岩气网讯：1.海域深水沉积体系识别描述及有利储层预测技术有效规避勘探风险

面对丰富的深海油气资源，世界众多国家和公司投入巨资进行深水油气勘探开发，但如何有效规避勘探风险，是深水油气勘探开发研究面临的重要挑战。美国多家大学及机构通过科技攻关，解决了深水沉积研究的难题，建立了深水沉积体系识别描述及有利储层预测技术，有效发挥了规避勘探风险的作用。

研究通过综合运用高分辨率层序地层学、三维地震、电磁测量、遥感、测井、钻井、地质露头和试验以及地质-地震建模等多种技术方法，分析深水沉积作用过程、沉积环境和沉积产物，识别沉积体系的类型、分布，了解浊流、块状流、碎屑流等流体的形成机制，明确水下扇重要砂体储层的形成机理、控制因素和分布特点及油气聚集关系，建立深水沉积体系储层的地质模型，实现了深水砂岩储层和油气资源勘探潜力的有效预测。

这项技术广泛应用于海域斜坡、深水盆地的沉积体系识别描述及有利储层预测，取得了良好的效果，在南美、西非大西洋沿岸、墨西哥湾、北海、巴伦支海、喀拉海以及东南亚、澳大利亚西北大陆架、孟加拉湾深海扇等海域应用，相继发现了多个大型油气田，其勘探领域也扩展到了水深达3000米的深海区。

2.地震沉积学分析技术大幅提高储层预测精度和探井成功率

地震沉积学分析技术是利用高精度三维地震资料的精细处理和成像成果，结合地震地层学与高精度层序地层学方法，研究沉积相形成及空间分布规律的技术，可对宏观的古沉积环境、沉积体系进行解释与恢复；综合地震反演与属性分析技术对油气储层的内、外部特征和属性等进行精细刻画和表征，从而建立起对勘探开发均有重要指导意义的高精度三维储层模型，大幅提高储层预测精度和探井成功率。

这项技术主要包括地震岩石学和地震地貌学两部分，前者研究地震资料与测井岩性的对应，关键技术包括90度相位转换、地震资料反演、地震属性提取和分析；后者则研究地震切片中岩性和沉积相分布模式，关键技术包括地震切片及沉积体系分频解释技术。

地震沉积学分析技术在识别沉积体系并恢复沉积演化史、沉积相和地震地貌学精细研究方面发挥着重要的作用。应用这项技术，河道、河口坝等碎屑岩沉积微相砂体的钻遇率达到了50%～70％，三角洲河道砂体、席状砂、河道砂体、边滩及心滩等微相预测准确率达到80%以上，10米薄砂体钻遇率达到90％，储层砂体预测精度提高到1／4波长。在这项技术的指导下，可以发现更多的隐蔽圈闭和油气藏，产生巨大经济效益。

3.天然气水合物开采试验取得重大进展

天然气水合物是一种地球上尚未商业化开采的新能源，资源量十分丰富，据估算全球资源总量约为2.1×1016立方米，相当于全球已探明传统化石能源总量的2倍左右。目前已有30多个国家和地区开展了对天然气水合物的开发研究，2012年美国、日本等国合作在阿拉斯加北坡的水合物开采试验与2013年3月日本在其近海海域的水合物开采试验均取得成功，意味着天然气水合物的开采迈出了重要的一步。

应用降压开采法和二氧化碳置换法成功进行了日本和阿拉斯加水合物的开采：降压法是利用储层与井筒之间的压力梯度驱动可动流体从储层流向井筒，压力降迅速传遍整个储层，使水合物在局部区域内失去稳定条件，导致水合物分解为天然气和水；二氧化碳置换法是通过向水合物沉积层中注入二氧化碳置换出天然气，在释放天然气的同时，以水合物的形式埋存二氧化碳。在日本爱知县和三重县近海海域的开采经过3个阶段的生产试验：第1阶段是通过地震调查确认南海海槽东部地区天然气水合物储量并钻勘探井；第2阶段钻探了1口生产井和2口监测井，并对深水天然气水合物储层进行取芯和试产；第3阶段采用排水降压法进行生产，成功采出12万立方米天然气。

天然气水合物开发前景广阔，全球众多国家积极投入相关研究。美国、加拿大、日本、韩国、中国、印度、德国、新西兰等国家也都制定有天然气水合物研究计划，组织开展了资源调查、钻探、试验开采以及环境影响评价等一系列研究。美国和日本计划分别在2015年和2018年实现商业化开采。美国国家石油委员会预测，美国将在2050年前实现墨西哥湾等海上天然气水合物的大规模开采。但是，与常规油气资源相比，天然气水合物的开发依然面临着技术、成本和环境等多方面的难题与挑战。

4．深水油气开采海底工厂系统取得重大进展

深水油气开采海底工厂系统包括海底增压系统、海底气体压缩系统、海底分离与产出水回注系统、未净化海水输送系统等。其核心技术是油气井采出流体的海底增压和分离技术，成功实施能够提高油气最终采收率，减少海面处理设备的投入，减少对环境的破坏，降低水和砂的处理成本，从而提高海洋油气田的经济效益。

取得的进展包括：挪威北海sgard油气田首次商业化部署了海底天然气压缩系统，包括气体冷却器、气液分离器、增压机和水下管汇等，可将sgard油气田的采出流体经相同管线输送至50公里外的海洋平台，预期可大幅提高气藏最终采收率，新增产量约2.8亿桶油当量。非洲安哥拉Pazflor油田部署了多品级合采海底分离系统，可以利用世界首创的大型海底设施来分离所提取的天然气和凝析油（油和水），从4个独立的储藏中生产出两种不同黏度的油产品。巴西坎坡斯盆地Marlim油田部署了世界上第一个用于分离深水海底重质油与水的系统，打破了浮式生产设备的瓶颈，可以在水深近3000英尺处分离重质油、气体、砂屑和水，在产出水被重新注入油藏前进行净化处理。

在海床上进行工厂化作业，可以节约更多的能源，从而提高能源效率，是深水和恶劣环境下开发油气田技术的一个重大突破，将成为北极等恶劣环境作业、深水卫星油田开发的有效手段。

5.百万道地震采集系统样机问世

面对深层复杂地质目标成像、非常规资源甜点识别、永久油藏监测等陆上地震数据采集面临的重大挑战，应用新一代百万道地震采集系统，可降低勘探成本，提高作业效率，解决深层地震资料反射能量弱、信噪比低、偏移成像难等一系列问题。百万道地震采集系统样机的问世，将带动地球物理技术跨越式发展。

新一代百万道地震采集系统带道能力高，具有实时百万道数据记录能力；系统重量大大减少，能耗相对较低，提高了操作灵活性；系统的稳定性、适用性更强，能适用于各种地形、气候条件；系统对检波器的兼容性更强，能够记录宽频信息，实现超高分辨率的地震成像；能够大幅度提高作业效率，降低勘探成本。该系统使用高性能数字传感器，降低记录数据的噪声水平，并以交叉技术架构为基础，使用了智能网络技术，能够实时存取数据，实现零停工期；特有的局部数据存储、自动重选路由及质量控制等性能，使系统能够实现不间断生产。

百万道地震采集系统是推动陆上地震技术进步的利器，可在实现宽频、高密度、宽方位采集中发挥关键作用。无论是在常规资源还是非常规资源，无论是老油田还是勘探新领域，都可利用新一代百万道地震采集系统解决行业面临的巨大挑战。

6.钻井远程作业指挥系统开启钻井技术决策支持新模式

随着钻井提速提效及安全作业的要求不断增加，综合钻井、地质、测井、录井、油藏工程等多个学科，基于现代信息技术和通信技术的远程决策中心逐渐获得推广应用。国际大的油公司和服务公司都建立了覆盖全球的远程实时作业中心，以充分发挥多学科专家团队的作用，进行远程实时分析和钻井决策支持。

远程作业指挥系统集成了一体化共享地学平台、实时地质建模、三维可视化轨迹监控、实时水力模拟、随钻测量、井眼轨迹控制、地质导向等地质方法和工程技术，借助一系列先进的信息技术，实现远程实时井场支持。将采集并传输的井下和地面实时数据与庞大的数据库信息、实时更新的地质模型相结合，辅助定向钻井工程师、地质导向工程师和随钻测量工程师对钻井现场进行远程的定向指挥和地质导向决策。一组工程师可同时指挥多口井的随钻定向和地质导向作业。除常规地质导向外，一些井场还能将随钻地震数据传送到远程实时作业中心，通过实时地层评价开展随钻地震导向，实现随钻前探。

钻井远程作业指挥系统实现了在多学科统一规划、统一部署的基础上各专业专家集中会诊，通过实施不间断的远程监控优化钻井决策、更加连贯协调的作业流程，减少非生产时间，降低了作业风险和综合成本。

7.三维流体采样和压力测试技术问世

对于低渗、未压实、含高黏度流体的地层，或流体饱和压力接近储层压力时，地层压力测试与流体采样面临着诸多技术挑战。国外公司新推出的三维流体采样和压力测试技术解决了上述难题，不仅能够在极低渗透率地层完成压力测试和流体采样，还大大降低了压力测试和流体采样时间，降低作业风险和成本。

三维流体采样和压力测试技术实现了以下技术创新：采用4个椭圆形探头抽取地层流体，实现井周地层流体的三维流动，利于快速清除泥浆滤液和抽取未被污染的地层流体，更好地表征地层的非均质性；探头的表面流动面积更大，有助于诱发并保持低渗、未固结和稠油油藏中流体的流动，当流度接近10毫达西/厘泊时，普通的超大直径探头无法完成压力测试，新探头在流度低到0.01毫达西/厘泊时仍能完成有效的压力测试，在流度低至0.03毫达西/厘泊时能够采集流体样品；探头可以实现自密封，无需封隔器，直接抽取地层流体；机械弹簧系统较大的累计闭合力可以保证探头的回收，大幅降低作业风险。

目前，新的地层流体取样和压力测试技术已经在未固结砂岩地层、低流度碳酸盐岩含油层等地层中进行了流体采样和压力测试，取得了很好的效果。

8.大型浮式液化天然气关键技术取得重大进展

浮式液化天然气生产储卸装置（FLNG）用于海上天然气田的开发，具有开采、处理、液化、储存和装卸天然气的功能，通过与液化天然气船搭配使用，克服以传统的管道方式向陆上输送的局限性，实现海上天然气开采与输送的一体化作业，大大减少天然气开发投资，提高天然气开采效益。

FLNG从概念到实际生产应用取得较大进展，一是液化装置在保障安全的前提下，工艺流程更紧凑，材料强度更高，设备占用空间更小，单循环混合制冷剂和双循环混合制冷剂工艺更适合浮式条件；二是机械设备实现高度集成化和模块化，增加灵活性和可靠性；三是提出装载臂式和软管式等多种装载概念，其中深海软管式装载方式适用于FLNG；四是研发成功多种储存装备，包括混凝土储罐、球形罐、薄膜罐、棱形罐等。

利用FLNG进行海上气田开发，结束了海陆管道输气上岸的单一模式，节约运输成本，不占用陆上空间，可二次使用，经济性较好。与相同规模的岸上液化天然气工厂相比，FLNG投资减少20%，建设工期缩短25%。目前，全球采用FLNG方式进行开采的海上天然气田项目有2个，处于筹划或招标阶段的有12个，计划采用FLNG进行开采的有数十个，FLNG的创新发展对推动海上天然气的快速稳定开发具有重要作用。

9.世界首创中低温煤焦油全馏分加氢技术开发成功

中低温煤焦油全馏分加氢多产中间馏分油成套工业化技术（FTH）开发成功。该技术为世界首创，为我国煤代油战略开辟了一条经济、环保、节能、可行的新途径。

FTH技术以过滤+电场净化+破乳脱水等投资省、能耗低的技术装备，替代投资大、装置运行耗能高的延迟焦化等装置，液收及汽柴油收率均高出其他现有装置20%以上。采用该技术建成了加工12万吨/年中低温煤焦油全馏分加氢多产中间馏分油工业化示范装置。整套工艺具有投资小、油品收率高、经济效益好等特点。该技术通过对中低温煤焦油脱杂质、除重金属铁离子和脱水等预处理，净化煤焦油收率达98%以上，喹啉不溶物、盐和水脱除率达95%以上，脱铁率70.6%。装置连续运行结果表明，加氢工艺流程配置合理，中间馏分油收率高，其中柴油收率76.61%、石脑油收率14.03%、加氢尾油收率7.46%，C3以上液体产品收率达到98.3%。自主开发的加氢催化剂及设备工艺，解决了煤焦油中沥青质、胶质难以加氢转化的世界性难题。开发的智能化控制催化剂床层超温或飞温组合技术，实现精确控制反应床层温差，装备国产化率超过99%。

FTH技术为我国煤化工产业清洁发展与煤的高效分质利用开辟了一条新的路径，对缓解我国石油供应压力将产生积极影响。

10.天然气一步法制乙烯新技术取得突破性进展

乙烯作为重要的化学产品，其生产一直依赖于石油裂解，原油资源的紧缺和价格攀升，导致乙烯生产成本上升。天然气作为可替代资源，储量丰富，价格低廉，天然气一步法制乙烯新技术将是石化行业革命性的技术进步。美国的技术公司计划用其开发的天然气一步法制乙烯新技术建设工业示范装置，该装置每年将生产数十万加仑乙烯，这将是世界上用甲烷直接转化不通过多个工艺步骤生产乙烯的首个工业示范装置。

天然气一步法制乙烯新技术的经济性明显好于蒸汽裂解技术和甲烷氧化偶合技术。相比蒸汽裂解技术，天然气一步法制乙烯技术省略了能耗占到70%左右的乙烯裂解炉，且可在低于常规蒸汽裂解所需的操作温度下将甲烷直接转化成乙烯；甲烷氧化偶合技术通常只能在高温下进行，而天然气一步法制乙烯工艺是一种应用热量较少的新技术。天然气一步法制乙烯新技术的核心是纳米催化剂，该催化剂可在低于常规蒸汽裂解所需的操作温度下将甲烷直接转化成乙烯。该催化剂合成过程是在遗传改性的噬菌体表面使用蛋白质，作为催化剂材料不断增长的纳米线晶核形成的活性中心，通过在工程化生物学模板上使催化剂纳米线增长，可得到特定的结晶体结构和表面形态学，而不会形成该材料的常规结晶。新的结晶结构可使具有独特性质的催化剂活性中心增多，这种独特性质对经济可行的甲烷制乙烯技术所需的选择性和产率至关重要。该催化剂是含有过渡金属的专有金属氧化物，其设计应用可与现有的石化工业基础设施相匹配。

该技术极大降低了生产乙烯的原料成本，具有巨大的经济效益，为一步法生产乙烯开创了新的路径，具有里程碑意义。

责编：王亭亭