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[成果] 1800130434 北京
TE256 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:该项目属于油气勘探开发领域。 中国深层油气资源丰富,资源量200-300亿吨,约占总资源量的25%左右,是中国重要油气接替阵地。但是,深层油气井固井面临井深、长裸眼、温差大、压力系统复杂等问题,导致油气水层漏封、水泥环胶结质量差,严重威胁油气井的安全和寿命,是深层油气安全高效开发亟待解决的重大技术难题。2006年以来,依托国家重大专项等科研项目,持续开展技术攻关,形成了深井长裸眼大温差固井技术并实现工业化应用。 主要技术创新点: 1.研发了温度广谱型油井水泥降失水剂和缓凝剂。以AMPS、DMAA、AA和AHPS为主要单体,采用接枝共聚两步法合成了温度广谱型降失水剂,抗温达到210℃;以AMPS和IA为主要单体,创新的引入刚性、耐温单体NVP,设计空间位阻分子结构,消除了缓凝剂对温差的敏感性,研发了温度广谱型缓凝剂,突破了长裸眼段顶部中低温条件下强度发展缓慢技术瓶颈,适应温度差70℃以上,应用一次封固段长达到5693m。 2.研发出了高性能低成本低密度减轻材料。首次提出粉煤灰颗粒改型和精细化分级技术,研发了粉煤灰激活增强技术,水泥浆密度最低降至1.45g/cm3,突破了常规粉煤灰密度只能降至1.60g/cm3的极限;创新提出了离心喷雾造粒法及高温等离子体烧结技术,研发高抗挤空心玻璃微珠减轻材料,承压能力达到120MPa,较常规漂珠提高100%,水泥浆密度最低可降至1.20g/cm3。 3.开发了深井高强低密度水泥浆体系。基于颗粒级配理论,建立了高性能低密度水泥浆设计方法;研发了深井高强低密度水泥浆体系,抗压强度较常规低密度水泥石提高了46%,突破了常规低密度水泥浆密度、强度和稳定性难以协调的技术难题,满足8000m超深井固井技术需求。 4.研发了可固化的堵漏型隔离液技术。首次提出隔离液堵漏技术,创新使用活性矿渣作为加重材料,研发了可固化的堵漏型隔离液,承压提高了8MPa以上。 5.创新了深井长裸眼大温差固井配套技术。发明了井口低频脉冲振动固井新技术,振幅:0.6~1.0MPa,振频:0.08~0.2Hz,水泥石抗压强度提高18%,胶结强度提高25%;创新提出了紊流-塞流复合顶替新方法;发明了压差式往复振动器、旋流鞋等提高顶替效率新工具;形成了深井长裸眼大温差固井配套技术。 项目申请专利23件,授权专利10件,制修订国/行标准2项,整体达到国际先进水平。研究成果在中国新疆、四川、江苏等地区工业化应用700余井次,固井合格率达到100%,直接经济效益近4亿元,节支超过2.8亿元,有力推动了中国深层油气勘探开发进程。
[成果] 1700520401 广东
TE257 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] 1900010484 北京
TE243 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:该技术属能源领域。 我国超深层油气(占总量的1/3)是国家重要的战略接替资源,而超深水平井钻井技术是该资源实现高效开发的关键手段。在超深(>6000m)、高温(>150℃)、高压(>100MPa)等复杂地层中钻水平井,亟须解决储层钻遇率低、轨迹穿行误差大、钻柱摩阻高三大难题,其关键在于创建新的探测仪器与井眼轨迹控制方法。历经10余年攻关,发明了随钻探测新仪器、轨迹控制新方法、钻井液新材料,构建了超深水平井随钻地层探测与轨迹控制钻井技术,解决了超深水平井精准钻井世界级难题,实现了利用水平井技术高效开发我国超深层油气,保障了国家油气资源安全。主要发明点包括: (1)发明了提高储层钻遇率的近钻头地层成像探测技术。某于伽马射线扫描成像及磁偶极子无线通讯原理,建立了360°高速动态扫描采集模型,提出了井下伽马射线定向扇区扫描方法,创制了适于井下窄空间内伽马探测短节,创建了跨动力钻具的探测信息无线短传技术,发明了近钻头井斜/伽马成像探测系统,系统耐温175℃,测点距钻头<1m,分辨率达国际最高的16扇区。建立了地震与测井双尺度地质模型,发明了信号压缩传输与成像解释方法,提出了实时三维刻画钻头周边地层属性和优化靶区方法,使地层识别精度由5m提高到0.5m,优质储层钻遇率由56%提到94%以上。 (2)发明了提高轨迹穿行精度的中继式电磁波随钻测量及轨迹控制技术。揭示了井下电磁信号激励、传输、放大、再生机理,提出了低频电磁波调制发射、地层传播与接收解调方法,创制了电磁信号收发一体中继短节,发明了不受钻井液约束的中继式电磁波随钻测量系统,解决了常规泥浆脉冲测量仪(MWD)在空气、泡沫钻井中无信号的技术难题,该系统耐温175℃,测深>7000m。针对轨迹控制难题,提出了基于动态靶的水平井井眼方向和空间位置实时预测方法,创建了滑动导向钻井“蛇形”穿行储层的轨迹控制技术,垂深误差<1m、中靶率100%。 (3)发明了提高水平井延伸能力的低摩阻高温高密度水基钻井液。基于精度理论和溶剂化理论,揭示了高密度钻井液流变性与稳定性“跷跷板”机理及协调机制,提出了新型功能材料分子结构设计方法,发明了“三基团双层”极压润滑剂、降低颗粒摩擦表面改性剂、降低体系结构力分散剂、耐高温刚性结构降失水剂等4种核心新材料,基于发明的材料及协调机制,发明了低摩阻高温高密度钻井液,其耐温240℃,重晶石加重密度由国际极限2.45g/cm3提升到3.05g/cm3,摩阻降低50%,提高了超深水平井钻柱延伸能力。 获授权发明专利36件(其中美国3件,英国、挪威、哈萨克斯坦各1件)、软件著作权2项、中国专利优秀奖2项,专著2部,发表论文85篇。被评为2015-2016年度中国石油石化行业十大科技进展。 该成果在四川元坝、新疆塔河和顺北超深油气田应用116口井,创造了超深水平井垂深7751.57m、井深8433m和钻井液密度2.87g/cm3等3项世界纪录,使我国超深水平井钻井技术走在了世界前列。近三年新增产值26.4亿元、利润4.272亿元,节支7.32亿元。美国Robello Samuel等院士认为,该成果提升了超深井钻井技术水平,推动了石油工程技术进步。
[成果] 1800290179 陕西
[TE243, TE254] 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:随着能源供需矛盾的日益突出,页岩气作为常规油气的补充和接替物,具有重要的战略地位。对天然气的消费需求,迫切要求进一步提高陆相页岩气勘探开发技术,加快陆相页岩气产业化进程。 岩气钻井的关键在于解决页岩井段井壁稳定问题,国内外页岩气开发一直采用油基钻井液技术,虽然保证了钻井安全,但是油基钻井液存在成本高、污染严重、施工过程危险、后期处理复杂等问题。水基钻井液能否取代油基钻井液是目前页岩气开发的热点问题,也是制约页岩气勘探开发的关键技术之一。 创新性技术成果: 针对陆相页岩地层黏土矿物含量高、层理、裂缝发育的现状,在水基钻井液的井壁稳定、井眼净化和降低摩阻等方面取得突破,研制出适合陆相页岩地层的有土甲酸钾强抑制强封堵水基钻井液技术。该技术在延长页岩气“云页平3井”“云页平6井”和“云页平5井”等6口水平井现场应用,效果良好,完全满足陆相页岩地层钻井要求。 优势和发展潜力: 该水基钻井液体系成本低,仅为油基钻井液的40%。配制容易,维护简单。同时,该体系具有环保清洁等优点,不但有效缓解环境污染,而且在目的层钻进中,对地质录井干扰较小,气测显示较为准确,有利于地质导向、卡准目的层,符合QHSE行业标准。 该技术应用于延长陆相页岩气水平井开发,已全面取代油基钻井液技术,也可以应用于其它地区页岩气水平井的勘探开发。项目组也在探索在天然气水平井开发中使用该技术,发挥该技术稳定复杂地层的长处。
[成果] 1800250214 山东
[TE243, TE21] 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:该项目属于石油、天然气科学技术领域。 长水平段水平井能够最大限度提高油气采收率并降低开采成本,已经成为老油田挖潜增效、低渗透油藏、裂缝性油藏和非常规油气开发的重要技术手段。国内陆上油田主要采用“弯螺杆钻具+MWD”滑动导向系统施工水平井,普遍存在钻井管柱摩阻扭矩大、井眼轨迹调控难度大、井眼清洁程度低、水平段延伸能力不足等技术难题。依托国家863计划课题、国家科技重大专项课题及多个油田横向课题,针对水平井钻柱摩阻扭矩预测与调控、井眼轨迹高效控制、井眼净化评价与调控、水平段延伸能力预测与调控等多个关键技术问题开展攻关,系统完成了理论研究、模拟实验及工业化应用等研发工作,形成了一套能够提高水平井延伸能力和钻井速度的钻柱力学理论及配套应用技术。 创新点1:研制了水平井钻柱力学模拟实验装置,模拟研究了水平井钻柱屈曲特性,建立了钻柱屈曲后附加摩阻计算模型;编制了水平井钻柱摩阻扭矩计算软件,形成了长井段水平井钻柱摩阻扭矩预测与调控技术,水平井钻柱摩阻扭矩预测精度达90%以上,与国际著名软件WellPlan计算精度相当。 创新点2:首次建立了基于井眼曲折度调控的水平段井眼轨迹控制方法,给出了井眼轨迹控制总体方案,包括钻井方式优选、水平段井眼曲折度调控、钻具组合优化及钻井参数优选等,形成了适合滑动导向钻井系统的水平段井眼轨迹高效控制技术,水平段复合钻进比例总体上不低于90%。 创新点3:首次建立了以井眼清洁最优为目标的水平井水力参数优选方法,编制了水平井水力参数优化设计软件,形成了一套水平井井眼净化评价与调控技术,井眼净化评价符合率、水力参数设计精度均高于90%,略高于国际著名软件WellPlan计算精度。 创新点4:综合考虑钻井设备能力、钻柱强度、水力延伸能力、裸眼段井眼承压能力、套管下入能力,建立了水平井延伸能力预测方法;建立了适合长水平段特点的倒装钻具组合设计方法,改进了钻柱振动减阻工具使用方法;形成了一套水平井延伸能力预测分析与调控技术。 该项目成果对延长老油田开采寿命、提高非常规油气开采效益具有重要指导意义。2015年-2017年,在胜利油田、吉林油田、冀东油田等国内多个油田,总计853口水平井的钻井工程设计与施工中得到应用,提高水平井钻井速度、降低钻井风险和钻井成本效果显著,增收节支总额约1.98亿元,取得显著经济社会效益。依托该项目培养博士、硕士研究生40余名,入选“万人计划”1人;授权发明专利15项,软件著作权2项;发表论文57篇(含SCI、EI论文16篇)。
[成果] 1800130440 北京
TE254.4 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:该成果属于石油勘探开发领域。随着四川及塔里木盆地超深油气资源勘探的突破,超深水平井成为开发的重要手段。超深水平井井下温度高、钻井液密度高、井眼轨迹复杂,易出现摩阻大、托压严重、卡钻等复杂,降低了钻井速度,延长了钻井周期,降低了开发效益。常规的解决办法是在钻井液中使用大量的润滑剂,或者混入高达15%以上的原油,但仍然没有有效解决上述问题,且原油加入造成了后期环保处理费用急剧增加,甚至无法处理,环保风险高。因此研发一种适用于高密度钻井液的耐温高效润滑剂是超深层油气资源水平井开发的关键。 基于现有润滑剂在高温高密度钻井液中失效机理分析,提出了“高强膜、三界面、吸附牢”润滑剂的功能设计思路,开发了带极压元素大分子酯结构的润滑剂,极压润滑系数降低率达90%以上,高密度钻井液中极压润滑系数降低达45%以上。创新点如下: 1.首次建立了滑块磨痕、界面粗糙度等实验方法,揭示了高温高固相条件下常规润滑剂失效机理,提出了可在钻具与套管、钻具与地层、固相颗粒间等三界面形成吸附牢固、不易破坏的高强度润滑膜,降低界面摩擦阻力的润滑剂功能设计思路。 2.基于分子模拟技术,设计了带极压元素的大分子酯结构、多氧乙烯链结构,研发出了耐温高效润滑剂。可在界面形成强吸附膜,同时在高载荷下极压元素可在钻具表面发生摩擦反应,生成高强度润滑膜,实现了“高强膜、三界面、吸附牢”设计功能,降低钻井液摩擦阻力。同时具有乳化和稀释作用,提高了与钻井液体系的配伍性。 3.设计了“常压、单升温、两步法”工业化生产工艺,生产效率提高了40%,实现润滑剂规模化生产。 4.研发了基于耐温高效润滑剂的低摩阻高密度钻井液体系,流变性明显改善,钻柱摩阻降低率达50%以上,解决了超深水平段摩阻大的技术难题。 该成果已授权发明专利1项,待授权发明专利2项,中国石化技术标准1项,中国石化专有技术2项。专家鉴定,成果达国际领先水平。新增产值5000多万元,外汇节支920万美元。形成了中国石化高温高密度钻井液创新团队。项目成果在伊朗雅达油田、四川元坝、中原、新疆等70多口井成功应用,解决了超深水平井摩阻大、托压严重的技术难题,减少了井下复杂,大幅度提高了钻井效率,强力支撑了超深层油气资源高效开发,提升了中国石油工程技术的核心竞争力,经济和社会效益显著,应用前景广阔。
[成果] 1900010031 北京
TE257 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:该项目属石油天然气勘探开发科学技术领域。 “一带一路”沿线分布多个大型碳酸盐岩油气田,是中国能源合作重点领域,涉及国家能源安全战略。中国石化针对碳酸盐岩油田地层压力预测理论方法缺失、高酸性腐蚀介质危及工程安全等难题,创新形成了高酸性活跃厚沥青层复杂碳酸盐岩油田钻完井技术体系,成功建成中国海外首个自主设计与开发的大型碳酸盐岩整装新油田——伊朗雅达油田,理论创新、技术创新引领作用突显。 创新建立了基于流体声速的碳酸盐岩孔隙压力预测方法。首次提出了流体声速可反映地层孔隙压力的新认识,为利用地层声波速度预测碳酸盐岩地层孔隙压力奠定了理论基础;应用小波理论建立了从地层声波速度中提取骨架速度和流体速度的技术方法;构建了孔隙流体压力与流体声速响应模型,形成了基于地层流体声速的碳酸盐岩孔隙压力预测方法,符合度达85%以上。 创新形成了活跃厚沥青层安全钻井技术。首次揭示了沥青侵入机理为重力置换,发现了沥青侵入量与沥青层厚度、通道尺度、密度差正相关的置换规律;确定了“以堵代压”的沥青侵入治理思路;形成了以“三剂一具”为核心、“化学封堵+物理阻隔+控压施工”为主要内容的安全钻井技术,攻克了控制沥青侵入的世界级难题,成井率100%。 创新形成了髙酸性环境井筒完整性一体化保障技术。揭示了高酸性H2S、CO2及高矿化度地层水共存条件下水泥石“扩散-溶蚀-膨胀”腐蚀机理,发明了水泥石防腐剂,研发了防腐型胶乳水泥浆体系;基于多腐蚀介质共存条件管柱电化学耦合腐蚀规律,形成了物理、化学综合防腐与一体化流动保障完井技术。水泥石、管柱年腐蚀速率分别小于1.5mm、0.0226mm,保障了油井安全生产。 创新形成了复杂地层高效钻井技术。基于犁切破岩机理发明了锥形PDC齿,研发了锥形PDC齿+柱状PDC齿、锥形PDC齿+孕镶金刚石两种新型复合钻头,机械钻速提高45.5%;基于非渗透成膜原理,研发了长裸眼孔隙型碳酸盐岩防压差卡钻技术,可隔离压差达20MPa,防卡率100%。 创建了孔隙型碳酸盐岩储层长井段均匀改造技术。揭示了以缓速酸反应速度与排量为主控的蚓孔形成机理;发明了耐温耐酸疏水缔合酸用稠化剂,研发了泡沫稠化缓速酸体系,耐温140°C,粘度30mPa.S;构建了定点布酸、逐级分流及循环暂堵三位一体改造工艺,实现900m超长井段均匀有效改造。 成果获授权发明专利15件,发表论文55篇,出版专著2部,获软件著作权2项,获中国石化、中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖各1项;在伊朗雅达油田一期建成500万吨产能的全部55口井中得到了应用,节约钻完井成本1.08亿美元,油田近三年销售收入270亿元,利润37.8亿元;还推广应用于四川盆地、塔里木盆地及雅达油田二期工程方案设计中。成果为海外大型能源合作项目起到了重要的引领与示范作用,伊朗总统鲁哈尼在雅达油田一期商业投产庆典上给予充分肯定与赞赏。
[成果] 1700510478 河南
TE257 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] 1700520049 北京
TE245 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] 1800060176 广东
TE257 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:中国南海西部海域海上油气田众多,是中海油海上油气田开发的主战场之一。随着开发进程不断推进,部分油气田逐步进入开发中后期,产能衰减趋势日益明显,提高采收率、延长油气田生产寿命的需求日益迫切。但后期油气田开发调整过程中钻完井作业经常遭遇“高温(最高储层温度超180℃)、超低压(最低储层孔隙压力系数仅0.27)、复杂压力梯度(异常低压、异常高压、原始地层压力同井段)”世界级技术难题。为有效实现南海西部海域海上油气田增储上产目标,中海石油(中国)有限公司湛江分公司历时多年综合科研攻关及技术实践,成功掌握了1套复杂压力梯度储层钻完井技术,行业内率先突破了类似极端储层作业技术瓶颈,并取得了一系列创新成果:(1)1套复杂压力梯度储层井壁稳定分析技术,构建地层孔隙压力下降情况下岩石力学参数和地应力变化规律模型,精准预测调整井的坍塌压力和破裂压力;(2)4套复杂压力梯度储层钻完井液体系,实现钻井液在温度180℃、压差35 MPa极端钻井工况下岩心侵入深度小于2cm,成功应用于复杂压力梯度储层调整井钻完井作业;(3)1套复杂压力梯度油气田全过程储层保护技术,实现完井返排渗透率恢复值超90%,非地质变化的调整井均超油藏配产预期;(4)研发小直径连续油管注氮诱喷返排技术,行业首次构建诱喷临界井底压差及连续油管最小下入深度计算模型,并加工行业最长的7000m小直径(1.75in)变径连续油管,安全的实施了超低压调整井的完井作业。 该技术体系已获国家专利授权14项,在国内外核心期刊共发表论文11篇,部分研究内容获得了广东省湛江市科技进步奖一等奖,并多次获得中国海油石油报公开报道,成功入选了行业汇编的《中国钻井100例》,培养了大批钻完井技术骨干,取得了良好的社会效益。 该成果总体达到国际先进水平,并先后应用于崖城13-1气田、乐东22-1气田、文昌13-1油田、涠洲12-1油田、涠洲11-4N油田、涠洲6-9/6-10油田和东方1-1气田51口调整井作业,近三年新增销售额约8.90亿元人民币,扣除成本新增利润约2.38亿元人民币,各项目钻完井费用结余达约15.50亿元人民币,同时新增储量约889.85万方,潜在经济效益约57.35亿元人民币,经济效益显著。该先进成果成功转化为现场应用,为类似复杂压力梯度油气田后期调整作业提供宝贵技术基础和作业经验,为实现构建南海西部万亿大油气区的战略目标奠定坚实基础。
[成果] 1800080441 四川
TE257 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:该项目属石油天然气勘探开发科学技术领域。 川东南地区五峰组-龙马溪组页岩气资源丰富,焦石坝、丁山、南天湖、南川及林滩场-仁怀等五个有利页岩气勘探目标区资源量为2.1万亿立方米,其中深层页岩气资源量1.18万亿立方米。丁山地区已落实的深层页岩气资源量2530亿立方米,勘探前景良好。由于深层页岩储层地质特征的复杂性以及埋深增加导致的页岩气储层地应力高、高温高压、塑性增强、施工压力难以有效提升等工程技术难题,勘探开发难度较大。该项目研究目的,是形成适合于丁山地区深层页岩气特点的分段压裂配套技术体系,为丁山地区深层页岩气的勘探开发提供工程技术支撑。 项目通过对深层页岩气地质特征及可压性评价、压裂优化设计技术、射孔参数优化技术、完井技术方案优化、压后评估技术等开展研究,主要形成了以下创新成果: (1)通过丁山地区深层页岩工程地质特征研究,形成了深层页岩破岩机理新认识。 (2)研究形成了适合丁山地区深层页岩特点的压裂设计新方法:①提出四种降低施工压力综合方法;②形成了适合丁山地区页岩储层特点的两种压裂技术模式;③形成了"多粘"压裂液及高强度支撑体系等。 (3)攻关研发了深层页岩气井高温高压电缆泵送桥塞/射孔分段分簇技术系列。 (4)配套开发了深层页岩气井安全高效完井测试技术系列。 (5)建立了合理压后返排工作制度,创新了缝网诊断方法。 项目研究成果在丁山地区3口页岩气水平井现场试验获得成功,解决了深层页岩分段压裂技术瓶颈,支撑丁山地区海相深层页岩气勘探取得重大突破。丁页2HF井是四川盆地(中石化)首口深层页岩气压裂测试施工井,其压裂施工成功为同类深层页岩气井提供了宝贵经验,研究成果填补了国内深层页岩气井分段压裂施工的空白。该项目研究成果首次在丁山地区深层页岩应用取得成功,有力促进了四川盆地乃至国内外深层页岩压裂工艺技术水平的提高及发展,研究成果除在丁山地区应用外,也有效指导了中石化所属四川盆地范围内的南川、焦石坝外围、威远、永川等探矿区深层页岩气的勘探开发工程技术的发展。 项目研究成果获得国家实用新型专利5项,发表文章3篇,均为核心期刊,获得2016年中国石化股份有限公司勘探分公司科技进步一等奖。
[成果] 1700510473 河南
TE254 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] 1700630213 湖北
TE155 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] 1700550598 湖北
TE254 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:页岩气在全球范围内分布广泛,且开发潜力巨大。20世纪90年代以来,美国、加拿大等北美国家页岩气勘探取得成效,开发技术趋于成熟。据测算,全球页岩气资源量约为456×1012m<'3>,其中美国的页岩气资源量接近30×1012m<'3>。页岩气的勘探开发使美国天然气储量增加了40%。2010年美国页岩气产量接近1000×108m<'3>,约占美国当年天然气总产量的20%,页岩气已经成为美国主力气源之一。国内页岩气的勘探开发尚处于起步阶段,但是发展迅速。据估算中国页岩气储量36.1亿立方米,居世界第一。中国页岩气开发主要集中在重庆涪陵、四川威远—长宁、昭通。页岩气赋存于脆性易裂页片状岩石中,其片层胶结差、基质致密、渗透率极低,无法采用常规油气开发技术,国际上通常采用水平井分段压裂方法进行开发。采用水平井作业方式在提高油井产能方面具有不可比拟的优势,但是,在水平井作业过程中,由于水平位移太长,导致钻井过程中钻具的旋转和提升阻力较大;与直井相比,水平井钻井作业增加了钻进和起下钻过程中的扭矩与摩阻,易产生钻屑床及地层垮塌、井眼缩径等现象,因此,要实现长水平井安全高效钻井,需使用油基钻井液,而要满足长水平段多段压裂的要求则需要在高效清除井壁和管柱油膜和泥饼的情况下,使用高韧性,良好流变性,小滤失和无自由液并具有高顶底温差强度和较好胶结质量的固井技术。该项目的研究意在针对页岩气开发过程中的钻井液、前置液、固井水泥浆、堵漏剂、固井工艺等关键技术进行了开发,有效的解决采用超大位移水平井在钻井、固井及完井作业中所面临的技术难题。
[成果] 1700470370 北京
TE257 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] 1800080440 四川
TE243 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:四川盆地是中国页岩气最为富集的区域之一,是国家页岩气开发先导试验区,大力开发页岩气不仅有利于雾霾治理,还可以支持低碳经济转型,实现国家能源独立。由于地质条件比北美复杂,页岩气勘探开发仅处于起步阶段,地质评价、钻完井等关键技术受制于国外公司,特别是水平井分段压裂设计技术及软件完全依赖进口,适应性差,针对性不强,增产效果不理想,开发成本居高不下,尽快实现软件国产化和技术产业化,是页岩气高速高效开发的重要举措。 2011年以来,项目通过研发页岩气水平井高效缝网分段体积压裂系列技术,建立了压裂缝网动态扩展预测、多尺度裂缝耦合渗流2项关键理论,研发了基于DPEI的储层质量综合评价技术、差异化自动分段技术、多目标压裂设计优化技术、“交替注入+组合加砂”混合压裂技术、“双变”压裂技术等9项关键技术,建模编码形成了1套页岩储层水平井多级压裂优化设计与决策软件,并实现规模化推广应用。主要创新点如下: 1、发明了模拟复杂缝网内支撑剂运移的可视化实验装置及组合加砂压裂裂缝导流能力评价方法,揭示了支撑剂蠕动、跳跃与悬浮机理、不同缝网内支撑剂分布形态与支撑裂缝面积,提出“滑溜水扩支缝+胶液造主缝+交替注入+不同粒径组合加砂”的新型混合压裂改造模式,最大单段SRV由136万立方米提高到257万立方米。 2、发明了页岩压裂模拟与裂缝扩展评价实验方法,建立了压裂缝网动态扩展预测模型(FNPM),揭示了裂缝开启、贯穿天然裂缝、层理页岩裂缝穿层扩展等4种作用机理,实现了压裂缝网尺寸、支撑缝网面积等5项关键指标的定量预测,最大单井测试产量由21万万立方米/天提高到43.3万万立方米/天。 3、发明了页岩孔隙度/渗透率同步测试与吸附/解吸-流动模拟实验方法,建立了页岩气多尺度裂缝耦合渗流理论,揭示了页岩气动态吸附/解吸-流动机理,实现了页岩气压裂水平井生产动态预测,预测结果与实测数据符合率由69.5%提高到82.5%。 4、开发了具有自主知识产权的页岩储层水平井多级压裂优化设计与决策系统,具备了页岩储层质量综合评价、差异化自动分段、多目标压裂参数优化设计、施工-监测-评估一体化等特色功能,实现了储层再认识和工艺再优化,指导压裂设计与施工82口井,压裂成功率100%。 成果获得发明专利授权6件,受理4件,实用新型专利授权3件,软件著作权登记13件,形成中国石油集团企业技术标准2件,出版专著2部,发表论文36篇,其中SCI收录18篇。专家组认为:成果在压裂设计方面总体达到国际先进水平,其中,压裂缝网动态扩展预测模型(FNPM)、支撑剂运移模拟实验技术达到国际领先水平。 成果在长宁-威远国家级页岩气示范区共推广应用82口井、1569段,累计增产气量4.5亿方立方米,单井综合压裂成本由1211万元降低到1055万元,降低12.8%,取得直接经济效益10.5亿元。成果掀起了中国版的页岩气革命,助推了页岩气的商业开发,缓解了四川日益增长的能源需求矛盾,带动了区域相关行业的发展,对构建资源节约型、环境友好型社会具有重要现实意义。
[成果] 1700470367 北京
TE254.1 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] 1700470364 北京
TE254 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] 1800070119 河北
TE256 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:固井是钻完井阶段极为关键的一环,固井质量优劣直接关系着油井寿命以及后续的生产运行状况。研制一种能够有效防止气窜,并形成具有较低弹性模量和适应高强应力固井水泥环的水泥浆体系,是解决储气库固井和页岩气井固井难题以及提高固井质量的必要手段之一。 该项目基于水泥浆流变学、韧性增强水泥基复合材料和水泥颗粒级配的理论研究基础,利用弹性水泥复合材料和胶乳水泥的性能优势,开发了弹性增韧剂,研制了具有防气窜功能,形成的水泥石具有低弹性模量和高抗拉强度特点的新型弹韧性水泥浆体系。使用该水泥浆体系,对储气库井和页岩气井固井过程中面临的重点和难点进行了科技攻关,有效的防止了气窜和井下复杂事故发生,保证了固井质量,促进了完井后的储气库注采作业和页岩气井增产稳产措施的顺利进行。 该项目的研究成果2012-2014年在华北地区储气库群和江苏岩穴储气库群先后应用45井次,解决了华北油田和江苏油田的储气库建库需求;2015-2016年在四川长宁-威远国家级页岩气示范区实施页岩气井固井6口,解决了页岩气井特别是页岩气水平井完井固井质量的技术难题。 主要技术内容: 1、以降低水泥石弹性模量为目标,研发弹性增韧材料,为水泥石力学改性创造条件。 2、针对储气库井和页岩气井固井过程中的防气窜难题,开发新型防窜胶乳水泥浆,减少固井过程中的事故复杂,提高固井质量。 3、根据在储气库井和页岩气井的不同施工环境,开发多套弹韧性水泥浆,形成适用性能较广的弹韧性固井水泥浆体系,以满足不同施工需求。 4、形成适合于不用类型储气库配套的固井技术,提高固井质量,保障施工安全。 5、完成页岩气固井的配套工艺技术研究,保障长宁H6平台6口页岩气井固井施工的顺利完成。 技术创新点: 1、开发出了油井水泥复合增韧材料(BH-HLB),2015年被列为渤海钻探工程有限公司自主创新重要产品。 2、本水泥浆体系在现场试验性能良好,抗压强度和弹性模量满足储气库和页岩气固井需求。 3、研发的油井水泥增韧剂全部采用国产材料,有较高的成本优势和完全自主知识产权。 技术推广: 该项目的研究成果在华北地区储气库群和江苏岩穴储气库群先后应用45井次,解决了华北油田和江苏油田的储气库建库需求,并通过项目研究、实施和推广,创造直接经济效益1.6亿元,储气库井水泥浆体系及固井工艺技术支撑了国内储气库的建设,降低了建设成本,为储气库的安全运行奠定了基础。项目成果同时应用于页岩气井的完井施工。利用该套技术2015-2016年在在四川长宁-威远国家级页岩气示范区实施页岩气井固井6口,质量合格率100%,解决了影响页岩气井特别是页岩气水平井完井固井质量技术难题,得到西南油气田分公司的好评。
[成果] 1700520084 北京
TE64 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。
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