
“211工程”三期八大标志成果
期次:第927/928期
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复杂地质条件下油气资源富集理论与分布预测新方法
本项成果是重点学科建设项目“复杂地质条件油气成藏与剩余油预测”的标志性成果之一。
该项成果创建了凹槽区油气富集机理与模式,揭示了凹槽区油气成藏的主控因素;建立了断裂控藏机理与模式,预测了渤海海域三个勘探区带并已获得油气发现;建立了叠合盆地油气输导体系的类型和结构模式,阐明了典型地层油气藏的成藏机理、分布规律及主控因素,有效地指导了准噶尔盆地勘探目标的选择;阐明了天然气高效成藏的机理与控制因素,明确了源储剩余压力差、断裂的输导和盖层的封闭在天然气高效成藏中的作用,提出了天然气高效成藏的定量评价方法及新指标;提出了临界成藏新理论观点,揭示了排烃门限、聚烃门限和资源门限及其联合控藏规律;阐明了三个地质门限的联合控油气作用机制与判别标准,解决了资源评价中有效源岩判别、主要成藏时间厘定、油气分布预测等地质难题。
该成果获得国家科技进步二等奖4项,已在三大石油公司应用,在东部地区确定出15个新的资源领域、360个新的有利区带和500个新的有利目标,探井成功率平均较原有方法提高20%。
非均匀介质中地球物理场特征分析
我国80%以上油气藏皆呈现较强的非均质性,现有地球物理探测技术存在严重不适用性。该成果在非均匀介质中地球物理场特征分析方向取得了重要研究进展,是重点学科建设项目“非均质油气藏地球物理”的标志性成果之一。
在非均质储层地震物理模型实验分析方面,发展了裂缝介质地震波传播理论、建立了裂缝介质物理模型及正演计算方法,在国际上首次采集到一套裂缝介质三维宽方位纵波资料,并作为标准模型被广泛使用;创立了岩心制作新工艺,在国际上首次成功制作出接近地下真实裂缝储层的人造岩心,并研究了对不同裂缝尺度的地震响应,发现了含不同流体非均质砂体地震反射滞后效应。在地球物理资料信息融合模型及处理解释一体化技术方面,研究团队建立了不同物理性质、观测方式的地球物理信息的融合模型,为减小油气储层预测地球物理反演的不适定性、降低其多解性,探索了油气勘探地球物理多信息融合的理论和适用途径。在综合地球物理信息融合模型的基础上,团队成功研发主要用于油气勘探的“地球物理资料综合处理解释一体化系统”。该系统实现了单项资料和地震、非地震资料综合处理、成像、地球物理解释和地质解释一体化。
海洋丛式井定向钻井力学与设计控制方法研究
在海洋丛式井钻井工程中定向钻井是关键,尤其是其中的大位移定向钻井,是挑战定向钻井极限的前沿技术。
该成果针对南海丛式井与大位移井工程中的定向钻井技术难题,重点研究了海洋丛式井定向钻井力学与设计控制方法,提出了“等效时间法”优选钻井平台位置的整体思路及方法,建立了以“等效钻进时间最短”为指标的钻井平台位置优选模型,同时提出了一套穿越断层及破碎带的丛式定向井轨道设计方法,建立了相应的设计计算模型,形成了一套海洋丛式井钻井平台优选与井眼轨道优化设计技术。
此外,该成果提出了大位移钻井延伸极限的新概念,建立了一套先进适用的定量评估模型及风险设计控制准则;建立了三维井眼约束管柱的摩阻/扭矩预测模型和优化算法,自主研发出了先进的大位移井摩阻和扭矩数值模拟系统;建立了非线性套管磨损预测模型,形成了大位移钻井套管磨损预测预防技术;建立了大位移钻井导向钻具组合分析与设计方法,提出了大位移钻井轨迹的导向控制模式及测量误差分析方法;将定量计算与定性分析相结合,采用多种方法对大位移钻井进行综合风险评估,为优化风险控制方案提供科学依据。
该成果在南海等油气田开发中推广应用,获国家科技进步二等奖2项,受到国内外同行的关注。
化学方法提高油藏采收率理论与技术
该成果经过近20年的攻关,以“优势通道的描述及调控理论”为基础,重点研发优势通道调控工艺及配套功能材料,逐渐形成了独具特色的“高含水油田优势通道定量描述与调控技术”。
一是发明了多井示踪剂组合解释模型、油田窜流通道监测理论图版以及优势通道形成与演化的流固耦合模拟方法,创建了优势通道的定量描述与预测技术,解决了优势通道调控盲目性难题,提高调控措施有效率30%以上。二是发明了至今应用范围最广的区块整体堵调PI和RE优化决策方法,自主研发了油水井堵调驱多层次调控系列新工艺,发明了优势通道调控的新型功能材料,创建了常规水驱油藏优势通道调控技术。三是首次提出了聚驱后利用地层残留聚合物调控优势通道的方法,发明了残留聚合物再利用的固定剂、絮凝剂及注入工艺,创建了聚驱后利用地层残留聚合物提高采收率的首选接替技术,大幅度节约了生产成本。
研究成果在中石油、中石化、中海油三大石油公司的18个主要油田实现规模化应用,推广面达到90%以上,取得显著经济效益。
多品种原油同管道高效安全输送新技术
西部原油管道是我国“西油东送”的战略通道。在该管道设计、投产及运行的过程中,研究团队基于在原油流变学、输油管道非稳态热力水力耦合问题数值求解算法等基础研究方面长期积累的成果,破解了一系列高难度技术问题,获2010年中国石油天然气集团公司科技进步一等奖,同时入选中石油2010年“十大科技进展”。
该成果创新形成了多品种原油加剂改性顺序输送技术,成功解决了超长站间距管段的热力约束难题,实现了多品种多批次原油加剂改性顺序输送常态化运行;突破了长距离管道冷热原油交替顺序输送技术,在国内首次应用于长输管道的常态化运行;发展了含蜡原油长输管道间歇输送技术,成功开发了准确、高效的含蜡原油管道间歇输送数值模拟技术,实现了792公里的玉门—兰州管段间歇输送设计与常态化运行;揭示了同沟敷设管道热力影响的规律,研发了同沟敷设管道热力影响数值模拟软件,发现了同沟敷设管道热力影响的规律,目前已推广应用于指导国内多条同沟敷设管道的设计。
本项成果是重点学科建设项目“重油轻质化理论及关键技术”的标志性成果之一。
两段提升管催化裂化是循环流化床催化裂化技术的发展,在工程上成功实现了新鲜原料和循环油在条件各自优化的提升管中分别进行反应,每段提升管引入再生剂进行催化剂接力,以及提高剂油比、大幅度缩短反应时间的技术理念。该技术具有极强的灵活性,可显著提高炼厂催化裂化装置的加工能力和产品的产率,可根据市场需求灵活调节柴汽比,降低后续加氢过程的负荷和操作成本;在保证目的产品收率不损失的前提下,降低汽油的烯烃含量。
该技术目前有十余套工业生产装置在运行,达到了提高轻质油收率、改善产品质量的设计指标要求,创造了巨大的经济效益。该技术的操作灵活性,可显著提高企业适应市场变化的能力。轻质油收率增加则提高了石油资源的有效利用率,降低生产单位目的产品的碳排放量。此项成果2010年获国家科技进步二等奖。
清洁柴油生产催化剂和工艺
本项成果是重点学科建设项目“油气转化催化理论与催化剂”的标志性成果之一。
中国石油大学工业催化学科近年来在劣质柴油加氢精制催化剂制备新技术和工艺技术的研究开发方面开展了卓有成效的工作,取得了关键技术的突破。提出了Co和Ni通过降低载体的强相互作用、分散和供电子起到对Mo的助剂作用的新见解,更新了MoS2催化作用机理的认识;发现了Co和Ni主要通过提高MoS2的氢解活性促进具有空间位阻的烷基苯并噻吩的加氢脱硫反应的机理;提出劣质柴油加氢精制催化剂的设计新思路等,研制出了高脱硫活性新型脱硫、脱氮和芳烃饱和活性高的劣质柴油加氢改质复合载体型催化剂FDS-1。工业试验结果表明,该催化剂具有高脱硫活性的同时,还具有良好的脱氮和脱芳性能。2011年,该成果获得中国石油天然气集团公司科技进步一等奖。
深井、超深井套管磨损机理及监测预防技术研究
油气井管柱、钻、采、输及炼化用大型动力机组、油气管道等关键技术装备失效或故障频发导致生产事故,是影响我国当前油气生产过程安全、平稳、经济运行的重大制约因素。该技术包含了套管磨损故障诊断及预防控制技术和基于磁记忆效应的油气井管柱及油气管道损伤检测评价技术。
套管磨损故障诊断及预防控制技术研制成功世界上首台滑台式全尺寸动载套管磨损试验机,研制出可在地面实时监测井下套管磨损的诊断系统,提出了深井超深井套管防磨设计准则,建立起结合钻井工程设计、套管磨损监测与防磨工艺措施合理应用的综合防磨技术体系,并成功应用于工程实际。油气井管柱及油气管道损伤检测评价技术研制成功钻具疲劳检测系统,开发出了适合在生产线使用的组合式油管磁记忆检测系统,开发出了适合油气管道使用的强磁记忆传感器及检测装置。