最新发布：中国石油与国际石油十大科技进展
最新发布：中国石油与国际石油十大科技进展
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跟踪全球油气行业科技前沿及发展动态，聚焦双碳能源转型与产业数字化变革，聚合高端人才、推动科技创新、服务国家能源科技自立自强。
1. 高黏土页岩油富集理论与关键技术突破支撑古龙页岩油示范区建设
古龙页岩“黏土含量高、页理发育”特征导致效益开发难。中国石油通过自主攻关，原创高黏土页岩油富集理论和高效勘探开发关键技术，有效支撑页岩油示范区建设。
主要技术进展：
（1）原创高黏土页岩油富集理论，创建了恢复原始轻烃总量后的页岩油演化新模式，发现有机质黏土复合体生烃后体积收缩的成孔新机制，建立了页岩油原位自封闭富集的动力学新模型，突破了经典的油气运移成藏富集理论；
（2）揭示纳米级油藏跨尺度开发机理，构建“压后基质-页理缝-人工缝”三孔三渗流动模型，证实页理缝为主要渗流通道，基质纳米孔可持续供油，颠覆了纳米孔页岩油不可动的传统认识；
（3）首创高黏土页岩油“双甜点”评价技术，建立以游离油含量、核磁大孔与页理缝为核心的地质工程“双甜点”评价标准，明确了效益开发的黄金靶层，纳米孔页岩产油能力较以往提高3倍，实现陆相页岩从“生油”到“产油”的跨越。
深层煤岩气一直被国内外视为勘探开发禁区。中国石油创新形成深层煤岩气富集理论与开发关键技术，推动鄂尔多斯盆地东缘深层煤岩气勘探开发实现世界级重大突破。中国埋深超1500米的煤岩气资源量达70万亿立方米，勘探开发潜力巨大。
主要技术进展：
（1）系统开展鄂尔多斯盆地石炭-二叠系“八古”基础地质研究，应用等温吸附-核磁共振联测和纳米级CT等前沿分析技术，揭示了深层煤岩气具有“高含气、高饱和、富含游离气”的独特赋存特征和产出机理，提出了“广发育、富生烃、自封闭、强保存、微调整”成藏富集模式，奠定了勘探开发理论基础；
（2）创新形成以地应力场、天然裂缝、人工裂缝、井型与方位、井网井距为核心的“五位一体”差异化井网部署技术，建立了以煤体结构、煤岩类型、含气量等为核心的“甜点”段评价标准，支撑了开发先导试验方案；
（3）创新形成精益充分弥合缝网大规模体积压裂技术，构建了基于顶底板遮挡、井眼轨迹、构造曲率等“六要素一体化”选段定簇方法，设计了多尺度裂缝充分支撑工艺，研发了变黏促缝、高效挟砂、减阻降压多功能一体化压裂液体系，缝网弥合度达到94%，形成了全生命周期排采工艺，实现单井产量和采收率大幅提升。
我国天然气约60%含硫，用醇胺溶液（简称胺液）对含硫天然气进行脱硫净化处理是含硫气田生产不可缺少的环节。胺液受污染变质导致天然气净化装置脱硫性能下降、处理量降低、腐蚀穿孔、发泡停产，是制约天然气净化厂稳定生产的“卡脖子”难题。中国石油创新形成胺液深度复活技术，支撑了含硫天然气高效生产。
该技术获发明专利4项，发表SCI/EI论文3篇，已在西南油气田、塔里木油田应用， 支撑279亿立方米含硫天然气安全、高效产出 ，避免了变质胺液废弃导致的环境污染。 该技术脱除变质产物种类数是国外同类技术的8倍，解决了国外技术不能解决的胺液发泡、性能下降难题，引领全球胺液复活技术水平迈上新台阶。
高性能聚烯烃弹性体（POE）是以乙烯为原料、1-辛烯等高碳α-烯烃为共聚单体共聚制得的热塑性弹性材料。聚焦我国高碳α-烯烃单体国产化技术缺失、自主溶液法聚合工艺空白的痛点，中国石油开发出溶液法生产POE和关键单体1-辛烯成套技术，率先打通了从乙烯到POE产品的全链条生产工艺，助力行业转型升级。
主要技术进展：
（1）研制出耐高温高活性茂金属POE催化剂，开发出茂化合物串线合成关键技术，突破均相茂金属催化剂稳定批量制备技术瓶颈，实现放大制备；
（2）应用杂原子限域技术，强化配合物结构稳定性，研制出新型1-辛烯催化剂；
（3）开发出高效传质多区连续聚合反应器、表面更新专用换热器及高效动态脱挥等关键设备，解决POE合成和大黏度、多组份、高沸点体系传热与深度脱挥难题；
（4）揭示出低聚反应副产低聚物的“凝析、团聚”机制，攻克了聚合物黏堵制约工艺连续、高黏体系深度脱挥等行业共性工程化难题，实现了乙烯低聚反应的连续化和工程化。
中国石油自主研发的PETG成套技术在10万吨/年生产装置成功应用，打破了美韩两国对全球PETG产业的垄断，成为全球第三家、国内唯一生产全系列PETG共聚酯的企业，推动聚酯产业高质量发展。
主要技术进展：
（1）形成对双金属螯合配位协效催化共缩聚反应机制的新认识，攻克活性助剂高分散防水解技术难题，开发出3个系列10个型号高功效复合催化剂，在催化剂领域取得重大技术创新；
（2）开发出低温缓合型直接酯化连续聚合工艺技术，解决大分子链聚集态结构调控、高洁净PETG制备、高耐热PETG制备、高黏熔体深度脱挥、乙二醇深度处理回用、混醇高值利用等重大工程技术难题；
（3）开发出8项微量离子精准定性定量技术、2项浆料和混醇组成定性定量技术，填补PETG分析标准技术空白；
（4）开发出注塑、挤出、吹塑、挤吹、双向拉伸、模压6类PETG加工技术和PETG与PC、ABS、PET三种合金技术，解决PETG产品与下游应用无缝衔接的技术难题；
（5）形成涵盖5个系列48项技术、10个牌号全系列产品的新一代自主成套工艺技术创新的10万吨/年PETG工艺包。
溶聚丁苯橡胶（SSBR）是高性能轮胎不可或缺的胶种，其中端基官能化、高苯乙烯、高门尼等高端产品全部依赖进口，导致国产轮胎比国外差2～3个等级。中国石油自主研发攻克了高性能溶聚丁苯橡胶的关键生产技术，确保我国轮胎用关键材料实现自主可控。
主要技术进展：
（1）发明端基官能化SSBR新工艺，揭示端基结构与性能的构效规律，自主设计官能化引发剂原位制备反应器，解决官能化引发剂制备放热强度大、活性低、寿命短的技术难题。单/双端官能化产品与通用产品相比，滚阻下降11.6%，抗湿滑提升29.1%，达到国际先进水平；
（2）采用自主技术建成6万吨/年生产线，攻克高苯乙烯序列结构调控和高门尼核心技术，实现了苯乙烯在分子链中无规化定量分布和高门尼精准控制，开发的高端产品与通用产品相比，抓地力提升15%，填补国内空白；
（3）研究了4个高端产品及白炭黑对滚阻和抗湿滑性能的影响规律，提出配方设计原则，开发原位补强及低温一次法炼胶新工艺，实现了滚阻、抗湿滑和耐磨等轮胎综合性能提升。
近年来，十万道级以上三维地震勘探项目已成为常态。面对作业环境复杂、管理难度大、作业成本压力激增等难题，中国石油率先研发成功业界首套智能化地震作业系统（GISeis），有力推动了地震采集提质增效和HSE管理水平提升，引领地震采集作业进入数智化时代。
主要技术进展：
（1）首创可控震源作业智能导航、井震高效智能激发、钻井智能质量控制和无人机自动巡检等智能化高效作业新技术，实现了无桩号采集与自主激发，效率提升15%以上；
（2）创新“数字化主动安全技术”，实现基于数字工区信息的安全隐患实时主动预警，大幅减少野外作业安全事故；
（3）创新“两级自组网”数据实时交互共享技术，解决网络盲区的实时信息传输与共享难题，实现采集作业由传统的“仪器中心”模式向去中心化的“工序自主”模式的颠覆性转变；
（4）首创基于采集作业全要素大数据分析的人工智能管理模式，解决生产决策精准性、生产指挥实时性和生产动态可视化问题，实现地震采集工程数智化管理，管理效率显著提升。
水平井成为非常规油气主要开发方式，传统测井仪器入井难、时效低，遇阻卡处置难。水平井过钻具测井是有效解决这一难题的高端技术利器，国内长期依赖进口。中国石油自主研发成功水平井过钻具成像测井装备（FITS）与处理软件（CIFLog-HW），实现了国产化替代。
主要技术进展：
（1）突破了狭小空间低功耗集成电路、大容量存储、高强度承压等关键技术，研发了175摄氏度/140兆帕/20小时/55毫米成像测井系列仪器，功耗降低55%，具备一趟下井取全取准非常规和深层油气评价成像资料的能力，填补了国内空白；
（2）首创基于无线通信的模块化可视化输送工具，攻克智能可控泵送、仪器可靠回收等关键技术，形成了过钻杆、过钻头、保护套等多模式过钻具测井工艺，提高了测井时效、施工安全和作业成功率；
（3）首次提出非均质储层水平井三维相控建模方法，突破了水平井测井响应快速正反演方法，研发了基于最大隶属度原则的储层分级评价技术。
无源磁导向钻井技术是一种高精度磁感应轨迹定位与导航技术，能精确测量具有铁磁体的目标井眼相对位置，是应急救援井、储气库“封天窗”等作业的必备技术利器，是我国长期依赖进口的关键核心技术。中国石油通过持续攻关，实现磁导向从有源向无源的跨越，将传统定向轨迹测量累计误差由“米级”缩小到“厘米级”。
主要技术进展：
（1）创新构建了目标井井眼轨迹高精度磁定位方法，研发了井下旋转磁场定位、地面双螺线管导航、电磁波反射测距等十大数理模型，突破了井下复杂干扰环境条件的“厘米级”定位技术瓶颈；
（2）研发了集磁信号采集、定位计算、轨迹测控于一体的磁导向工程软件，拥有无源磁导向、非开挖定向测控等四大功能模块，实现了救援井、U形井等从“猜着打”到“盯着打”的革命性转变；
（3）研制了四大系列磁导向工具，攻克了大功率电磁波矢量激励、全姿态差分测距定位系统、耐175摄氏度微弱磁场大量程采集装置、大斜度井钻具传输下入系统等八大硬件卡点，实现了核心组件的完全自主可控，解决了事故井救援、复杂老井封堵、小井距井簇钻井等领域井眼轨迹测控难题。
“双碳”目标下，中国石油向“油气热电氢”综合性能源公司转型，面临绿电大规模消纳与炼化企业灰氢替代等问题，亟须开发适应波动电源的高性能、宽负荷、高安全碱性电解水制氢技术与装备。
主要技术进展：
（1）首次按石化标准设计，验证了炼化企业绿氢规模化制取与利用的可行性；
（2）完成电极材料等核心部件开发，创新采用三维金属骨架多元合金电极，进一步兼顾制氢电极高活性与稳定性，实现制氢系统运行可靠性和20%～120%宽负荷调节；
（3）突破碱液流场关键技术，优化电解槽流道结构，提高气液两相流分布均匀性，降低气泡屏蔽效应，实现4.37千瓦时/标方低能耗运行；
（4）完成智能控制系统开发，通过全流程数字化、云边协同、大数据和人工智能，实现无人值守、制氢工厂动态预警与智能监控。
该技术获发明专利13项，千方级宽负荷低能耗碱性电解水制氢技术装备在国内石化园区首次成功投运，现场顺利通过72小时性能测试，实现了中国石油在电解水制氢技术和装备领域的突破，并形成 完整的自主知识产权工艺包，直流电耗和系统负荷调节能力关键指标达到国际先进水平。
主要技术进展：
（1）深化对天然氢的主要赋存地质环境的认识，包括蛇绿岩带、裂谷环境、前寒武系富铁地层等，其中蛇绿岩带的天然氢含量较高，裂谷环境多数集中在大洋中脊区域，前寒武纪克拉通普遍代表一种缺氧富铁的环境；
（2）形成对天然氢形成机理的认识，认为在无机成因中深层岩浆、地幔深部脱气、岩石破裂、蛇纹石化、水的辐解是天然氢在地质形成过程的主要原因；
（3）2020年估算，天然氢生成量为254±91亿立方米/年；
（4）建立与油气成藏系统相类似的天然氢勘探方法，明确“生、储、盖、圈、运、保”等成藏要素，认为相比于漫长的生烃过程，天然氢在人类时间尺度内是可再生的。
主要技术进展：
（1）创新被动大陆边缘盆地上组合漂移层系相关油气形成与成藏地质理论，在下白垩统盆底扇砂岩和上白垩统深水浊积扇储层中发现大规模轻质原油，可采储量达数十亿桶；
（2）形成深水区AVO三维地震的岩性和流体物性识别配套技术系列，实现水深超3000米区域的地层、岩性和流体的预测。
主要技术进展：
（1）卷积神经网络（CNN）应用。CNN等深度学习模型在地震数据断层构造解释、岩芯图像和测井曲线等沉积学数据处理中取得显著进展，能够自动学习和提取特征，从而有助于构造和储层描述；
（2）多模态数据融合。AI技术能够整合多种沉积学数据源，如地震、岩芯、测井数据和地层描述，提供更全面的沉积相分析，融合多模态数据可增加综合地震地质分析的准确性；
（3）智能化油藏属性建模。深度学习可以用于预测油藏属性，例如岩石孔隙度、渗透率、饱和度等。通过分析地质和数据，深度学习模型可以提供更准确的估计属性，帮助决策者更好地理解地下油藏特征。
主要技术进展：
（1）结合微生物发酵技术和利用分离膜的化学纯化技术，通过应用基因工程技术重新“配置”微生物内的代谢途径，提高生产效率。采用生物信息学技术设计用于合成的最佳微生物发酵途径，微生物合成的中间体数量自最初发现以来增加1000多倍，合成效率显著提高；
（2）采用反渗透分离膜浓缩提纯中间体，分离和去除微生物发酵液中不需要的成分，相比传统蒸发浓缩方法，能耗更低；
主要技术进展：
（1）从乙烯裂解炉的烟气中捕集浓度达95%的二氧化碳并与氢气混合，利用生物回收技术将捕集的废碳转化为乙醇，再由第二代、低成本的工艺将乙醇脱水为乙烯，该过程的乙烯选择性超过99%，完全脱离化石能源，是目前最具挑战性的脱碳工艺之一；
（2）该技术中的二氧化碳制乙醇是一种基于微生物的碳回收技术，所用微生物能够在没有昂贵化学品和维生素的供养下吸收二氧化碳，并产生大量乙醇；
6. 利用合成生物学技术开发的聚乳酸“负碳”生产工艺取得进展
主要技术进展：
（1）在光驱动蓝细菌平台上使用代谢工程和高密度培养的组合策略，首次建立自养微生物细胞工厂，在国际上首次以二氧化碳为原料，一步实现了PLA的生物合成；
（2）与以往PLA的制造思路完全不同，该技术通过系统代谢工程，优化关键酶的表达水平，解决了碳流重定向问题，在二氧化碳进入细胞后，使碳最终流向PLA，同时突破了蓝细菌本身生长密度和速度的局限，自主研发了一种新型光反应器，对光谱做了系列优化，并采用可控的渐变光强方式，使蓝细菌细胞生长得更快、更密，将蓝细菌的细胞密度提升了10倍，其产生的PLA浓度高达108毫克/升；
主要技术进展：
（1）利用较长的激发气室，在水中产生更大体积的气泡，增加气枪容量，有效提高震源信号的低频成分，气体容量可达几千甚至几万立方英寸。调谐脉冲源（TPS）气枪容量可达2.65万立方英寸，能够产生小于3赫兹的低频信号；
（2）采用特殊设计的枪口结构以及内部激发运动结构，降低大容量气体的释放速度，同时在较低的工作压强下激发，进一步减缓初始气泡的扩张速度，增加震源子波达到主脉冲峰值的时间，降低信号的中高频成分，同时降低了声压级。
主要技术进展：
（1）通过采集360°电磁张量数据并传送至地面，利用云计算算法等数字化技术对大型数据集进行反演，获取实时的储层三维电阻率剖面信息，并利用该信息校准地震数据助力储层建模；
（2）能够预测在井筒尺度上无法描述的地层形态，提供油藏尺度的流体体积、储层和断层信息，实现储层空间的构造描述，从而更好地认识非均质储层和复杂油藏；
主要技术进展：
（1）全新的导向原理，导向能力强。利用伯努利原理在钻头工作面产生液压差，直接给钻头施加侧向力，将钻头推向指定方向，实现钻头导向，导向能力强。在旋转钻进模式、滑动钻进模式下，最大造斜能力分别达到15°/30米、30°/30米。
（2）结构简单、紧凑，故障率低。工具长度极短，仅有1.52米、1.83米。它不像推靠式导向原理那样需要使用活塞和推靠块，也就不存在活塞和推靠块容易出现的磨损与失效等问题。因结构简单、紧凑，又没有外部活动部件，可显著降低故障率，耐温能力提升至177摄氏度。
主要技术进展：
（1）天然气管道环焊缝视觉检测监测系统将高动态范围焊缝摄像机与先进的机器视觉测量软件相结合，用以捕获钨极氩弧焊焊枪尖端、焊接电弧和焊缝特征；
（2）在焊接过程中，天然气管道环焊缝视觉检测监测系统可以实时监测焊枪尖端位置，测量焊枪尖端与焊缝之间的相对偏移量，实时测量焊缝尺寸；
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