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几代石油人共破世界级难题-【zixun】

发布时间:2021-10-12 17:16:11 阅读: 来源:锯床厂家

几代石油人共破“世界级难题”

在川东北的崇山峻岭中,诞生了我国首个年产超百亿立方米的高含硫气田——普光气田。

然而,超深、高含硫、地处复杂山地人口密集区的特点,使这个气田的开发被称为“世界级难题”。7年来,中国石化组织了近3000人的研发团队,攻克了这道新中国成立以来几代石油人一直努力探索的难题。近日,这一“特大型超深高含硫气田安全高效开发技术及工业化应用”项目获2012年度国家科学技术进步特等奖。

张庆生,是普光气田天然气技术管理部主任,教授级高工,“我以前在中原油田工作了多年,但到普光气田以后,忽然感觉自己不会干活了。”

有这种感觉的,不仅他一个人。为了集中力量开发普光气田,东部地区的功勋钻井队也来到这里。一开始,面对缓慢的进度,大家都感到困难重重。

确实,普光气田属于超深,气田平均钻深5974米。气田埋藏的是高含硫天然气。一般来说,空气中硫化氢含量达800ppm至1000ppm就能使人瞬时死亡,而普光气田的硫化氢浓度达到了15万ppm。高含硫化氢天然气腐蚀性还极强,普通钢材几小时就会发生应力腐蚀开裂,必须攻克腐蚀防护技术和大规模净化、储运的难题。

为此,他们采取了“继承、集成、急成”的协同创新思路,也就是科研人员在继承过去的成果的基础上,根据现实需要进行集成。同时不追求大而全,以实现尽快应用研究成果。

由于川东北地区地层过于复杂,钻井速度一度十分缓慢。中国石化在引进气体钻井、垂直钻井技术服务合作的基础上,积极组织研发与配套,使气体钻井与垂直钻井技术迅速成熟,投入规模化应用后,大幅度提高了施工质量,钻井速度是常规钻井方式的4.78倍。

普光气田的开发方案要求一次射开所有气层。对于高含硫化氢的井来说,射孔技术难度和安全风险极大。国际知名的射孔技术服务公司在分析情况后知难而退。中原油田采油工程技术研究与测井公司的研究人员通过自主攻关,成功解决了普光地区安全射孔的技术难题,形成了超深高酸性气井长井段分段延时起爆射孔技术。这项技术填补了国内石油行业多项空白,形成4项专利技术,整体技术居国际领先水平。

普光天然气净化厂建成之前,国内天然气净化厂规模小于30亿立方米/年,天然气含硫量低于10%。而普光气田产出的天然气,硫化氢含量高达15%,二氧化碳含量高达8%。这种大型系列脱硫装置建设在我国没有先例。为此,中国石化组织系统内的南京化学工业公司、北京化工研究院与华东理工大学合作,研究新型脱硫剂、控制二氧化碳吸收技术、新颖的脱硫技术,完成了我国第一套大型天然气净化装置的工程设计,使我国大型高酸脱硫净化工艺设计水平达到世界先进水平。

普光气田的硫化氢和二氧化碳含量很高,一般的设备极易受腐蚀失效,再加上装置规模巨大,设备制造技术等级要求高,普光气田也因此被视为国内外抗硫装备的“试金石”。

气田建设初期,由于国内缺乏相应的自主产品,主要抗硫管材和装备需要依赖进口,不仅价格昂贵,供货周期长,而且部分设备故障频发,对工程建设和生产运行造成了很大影响。

为此,中国石化大力实施国产化战略,携手全国知名科研院所和制造企业投入关键装备国产化攻关,研发了一系列具有自主知识产权的新产品和新技术,使随后开发的大湾区块60%以上的关键装备实现了国产化。如用于连接采气井口和加热炉的管材,普光气田主体区块全部采用进口的镍基合金管。在大湾区块建设中,中国石化多次组织设计单位和生产厂家研讨,创造性地设计了离心浇铸工艺,自主研发的高镍基合金油管达到国际领先水平,被列为国家“十二五”科技推广项目。

作为硫磺回收装置的关键装备,净化装置的克劳斯炉以往也不断出现问题,经多次改进,收效甚微。中国石化组织专项攻关,研制出克劳斯炉衬里结构,在国内首次应用于单套20万吨级硫磺回收装置,仅衬里材料技术指标就有20多项达到国际先进水平。

目前,普光气田已有20余项关键装备完成国产化,其中,国产化的大型克劳斯炉、高温焚烧炉、高温抗硫井下保压取样器均达到国际先进技术水平,30余项技术指标达到国际先进水平。

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