21世紀(jì)初世界石油科技發(fā)展趨勢(shì)
| 更容易擴(kuò)徑，因此其封堵破碎帶的效果更好。據(jù)稱，如果連續(xù)下這種割縫膨脹管用以封隔地層，可以少下一層或幾層套管，從而可大副都降低鉆井成本。 未來(lái)的鉆井技術(shù)發(fā)展將繼續(xù)以降低勘探開(kāi)發(fā)總成本和鉆井直接成本為主要目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化鉆井為核心的研究?jī)?nèi)容帶動(dòng)整個(gè)鉆井技術(shù)的進(jìn)步。鉆井技術(shù)將更好地與地質(zhì)、地震、測(cè)井和錄井等專業(yè)技術(shù)緊密結(jié)合，形成一套高效的鉆井系統(tǒng)，不斷提高油氣勘探成功率和單井產(chǎn)量，縮短鉆井時(shí)間，降低“噸油成本”。21世紀(jì)初的重要鉆井技術(shù)發(fā)展方向包括以下幾個(gè)方面： (1)多分支井。多分支井的鉆井與完井技術(shù)將進(jìn)一步得到完善和發(fā)展，并將廣泛應(yīng)用于老油田和海上油田。 (2)大位移井。大位移井鉆井技術(shù)將進(jìn)一步圍繞降低成本、減少風(fēng)險(xiǎn)和提高成功率的目標(biāo)而發(fā)展，將更廣泛地用于海上油田、灘海油田和其他地面條件受到限制的油田。 (3)欠平衡鉆井。欠平衡鉆井技術(shù)將進(jìn)一步朝安全、簡(jiǎn)便和適用的方向發(fā)展。這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于保護(hù)油層和提高鉆井速度具有重要意義，將廣泛用于低壓低滲油田和老油田。 (4)鉆井信息技術(shù)，包括隨鉆測(cè)量、隨鉆測(cè)井、隨鉆地震和實(shí)時(shí)三維井眼軌跡監(jiān)測(cè)(與地質(zhì)模型結(jié)合)等技術(shù)。各種井下傳感器的位置將進(jìn)一步朝鉆頭附近移動(dòng)，能夠探測(cè)鉆頭前方的地層信息，更好地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地下情況，修改地質(zhì)模型，實(shí)現(xiàn)地面與地下的雙向通信，進(jìn)行地質(zhì)導(dǎo)向鉆井。 (5)連續(xù)管鉆井技術(shù)。連續(xù)管、連續(xù)管鉆機(jī)和連續(xù)管鉆井配套的工具(如小直徑井下馬達(dá)、鉆頭和測(cè)量工具等)將會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展。連續(xù)管鉆井技術(shù)在分支井和小井眼鉆井方面有著廣泛的應(yīng)用前景。 (6)可膨脹套管技術(shù)。常規(guī)鉆井中是將固定尺寸的套管下入井中，從井口到油層的尺寸是逐漸縮小的。因此，有可能因?yàn)榫鄢叽缍拗颇骋簧疃鹊木伦鳂I(yè)，甚至不能達(dá)到目的層。殼牌研究中心最近開(kāi)發(fā)了膨脹式割縫管和實(shí)體套管，其中膨脹式割縫管的直徑可膨脹至原有的2倍。這項(xiàng)技術(shù)具有重要的意義，一是可以簡(jiǎn)便有效地解決復(fù)雜井段的井壁穩(wěn)定問(wèn)題，二是可以減少上部井眼的尺寸和套管層數(shù)，甚至在幾年內(nèi)實(shí)現(xiàn)從井口到井底以同一尺寸鉆井，這樣可以鉆更深的直井和大位移井，三是可以修復(fù)老井被損壞的套管,四是可以大大降低鉆井成本。 (7)自動(dòng)化鉆井。繼續(xù)開(kāi)發(fā)研究井下鉆井、地質(zhì)信息采集與處理技術(shù)，可遙控井下工具及井下自動(dòng)執(zhí)行裝置等。 (8)深水鉆井。在過(guò)去的十多年里，人類的石油鉆井活動(dòng)已經(jīng)從1983年的300m水深擴(kuò)展到了1998年的2300m水深左右。為有效地開(kāi)發(fā)深水油氣資源，深水鉆井技術(shù)必將得到進(jìn)一步的發(fā)展。 (五)油氣開(kāi)發(fā)技術(shù) 從世界范圍來(lái)看剩余資源量中邊老低難資源所占比例越來(lái)越大，開(kāi)采難度日益加大，這是世界石油上游工業(yè)所面臨基本形勢(shì)，這種基本形勢(shì)決定了世界油氣田開(kāi)發(fā)科技的發(fā)展主要圍繞著兩個(gè)基本點(diǎn)：一是降低成本提高效益，二是有效開(kāi)采邊、老、低、難儲(chǔ)量，即增加可采儲(chǔ)量、提高采收率。近年來(lái)圍繞著這兩點(diǎn)石油工業(yè)上游已形成了一套“以油藏經(jīng)營(yíng)為主體、以技術(shù)發(fā)展為基礎(chǔ)、以技術(shù)集成化應(yīng)用為手段、以多學(xué)科協(xié)同為特點(diǎn)、以實(shí)時(shí)解決為目標(biāo)”的石油科技體系。 效益******化是各油公司追求的目標(biāo)。為達(dá)到這一目標(biāo)，既要強(qiáng)調(diào)高新技術(shù)的研究與發(fā)展，又要注重成熟技術(shù)和高新技術(shù)的集成化應(yīng)用，這已成為當(dāng)今油氣田開(kāi)采技術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì)。 縱觀石油工業(yè)近五十年的發(fā)展歷程，油氣田開(kāi)發(fā)開(kāi)采技術(shù)總體發(fā)展趨勢(shì)可以概括為以下幾個(gè)特點(diǎn)： (1)由提高單井產(chǎn)量發(fā)展到集成化油藏經(jīng)營(yíng)； (2)由單學(xué)科孤軍奮戰(zhàn)發(fā)展為多學(xué)科協(xié)同工作； (3)由單項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展為集成技術(shù)解決問(wèn)題。 (六)地面工程 石油地面工程涉及的面比較廣，包括普通的油田、氣田到特殊油氣藏的地面工藝和設(shè)備以及油氣長(zhǎng)輸管道的工藝和設(shè)備等，涉及的技術(shù)更是不計(jì)其數(shù)。國(guó)外油田充分利用地層能量多級(jí)分離，采用合一設(shè)備簡(jiǎn)化流程，原油預(yù)脫水技術(shù)，液‐液旋流分離技術(shù)、油氣混輸技術(shù)、油氣水不分離計(jì)量技術(shù)、油氣田自動(dòng)化技術(shù)。國(guó)外氣田建設(shè)水平比較高，發(fā)展新工藝新設(shè)備，形成氣動(dòng)加劑裝置、自動(dòng)調(diào)壓采氣、超聲波計(jì)量、裝置撬裝化等。先進(jìn)國(guó)家普遍采用SCADA系統(tǒng)，近年來(lái)又推廣現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守和生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化，形成了完整的軟硬件體系。油田生產(chǎn)運(yùn)行智能化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)是世界油田地面工程技術(shù)和管理的發(fā)展方向。 本世紀(jì)初，管道建設(shè)仍然會(huì)延續(xù)上世紀(jì)末的趨勢(shì)——低成本與環(huán)保主導(dǎo)未來(lái)石油管道技術(shù)。目前管道建設(shè)仍以天然氣管道建設(shè)為主，先進(jìn)國(guó)家輸油管道均采用密閉輸油技術(shù)，降凝劑和減阻劑種類多、效果好。順序輸送已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，可以輸送介質(zhì)多達(dá)100多種類，形成了配套的技術(shù)。輸氣管道正向著高壓力長(zhǎng)距離、大口徑、高壓力、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，陸上輸氣壓力達(dá)到12MPa，******口徑1420mm，X80級(jí)管道已經(jīng)建成。采用高強(qiáng)鋼管道、高壓力輸送天然氣是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，輸氣管道內(nèi)涂層技術(shù)應(yīng)用廣泛。作為大型天然氣供應(yīng)系統(tǒng)的重要組成部分，地下儲(chǔ)氣庫(kù)技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家已較成熟，到1998年達(dá)到596座。總儲(chǔ)存能力5755億立方米，總有效工作氣量3076億立方米。主要以枯竭油氣藏為主，其次是含水層和鹽穴儲(chǔ)庫(kù)。天然氣超聲波計(jì)量技術(shù)應(yīng)用增加。國(guó)外十分重視防腐，防腐材料種類繁多，內(nèi)涂層技術(shù)廣泛應(yīng)用，從原材料、涂敷技術(shù)到檢測(cè)設(shè)備都比較完善?？煽啃栽u(píng)估技術(shù)在80年代初，開(kāi)始研究天然氣管道安全可靠性，可靠性評(píng)價(jià)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到實(shí)用階段，并已經(jīng)成功地在多條油氣管道上應(yīng)用。 未來(lái)管道行業(yè)繼續(xù)開(kāi)發(fā)成本效益更好的技術(shù)，在施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中減少對(duì)環(huán)境的影響?？赡艹霈F(xiàn)的油氣地面工程關(guān)鍵技術(shù)：天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)和天然氣吸附儲(chǔ)存技術(shù)。 (七)煉油 二十一世紀(jì)的世界煉油工業(yè)將面臨經(jīng)濟(jì)全球化、市場(chǎng)國(guó)際化、競(jìng)爭(zhēng)白熱化、環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格化的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。隨著全球石油消費(fèi)量的持續(xù)增長(zhǎng)和原油質(zhì)量的下降，傳統(tǒng)的煉油技術(shù)將難以適應(yīng)時(shí)代要求，世界各國(guó)特別是發(fā)達(dá)國(guó)家的煉油工業(yè)已經(jīng)或正在采取一些重大舉措包括：通過(guò)兼并、聯(lián)合、重組，充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)以增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力；走煉油化工一體化道路，優(yōu)化資源配置，提高經(jīng)濟(jì)效益；采用清潔技術(shù)、生物技術(shù)、合成技術(shù)生產(chǎn)清潔油品；注重加強(qiáng)科學(xué)管理，采取措施降低生產(chǎn)成本等。 環(huán)境和資源問(wèn)題成為推動(dòng)世界煉油技術(shù)發(fā)展最主要?jiǎng)恿?，生產(chǎn)清潔燃料以滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)和燃料規(guī)格的要求已成為世界煉油業(yè)共同面臨的課題。原油劣質(zhì)化、重質(zhì)化越來(lái)越嚴(yán)重，因此重油的深加工和利用日趨重要。發(fā)展渣油改質(zhì)和利用的新技術(shù)，提高渣油的綜合利用能力成為煉油工業(yè)面向21世紀(jì)令人關(guān)注的熱點(diǎn)課題。 以加氫技術(shù)為核心的煉油技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新，為煉油工業(yè)在嚴(yán)格環(huán)保壓力下生存發(fā)展提供了有利保障。為了提高經(jīng)濟(jì)效益，適應(yīng)市場(chǎng)需要，煉油化工一體化策略越來(lái)越受到國(guó)外煉廠的重視。 進(jìn)入21世紀(jì)，隨著能源需求的增加和環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，在傳統(tǒng)的煉油技術(shù)不斷進(jìn)展的同時(shí)，一些新興的石油和天然氣加工利用技術(shù)逐漸引起重視。世界煉油工業(yè)在未來(lái)幾年的一些前沿研究領(lǐng)域包括：天然氣合成油技術(shù)、生物脫硫技術(shù)、燃料電池技術(shù)等。 (八)化工 目前，世界石油化工已向大型化、連續(xù)化、自動(dòng)化、精細(xì)化的方向發(fā)展，石油化工技術(shù)日新月異，新工藝技術(shù)或路線不斷更新，其關(guān)鍵技術(shù)包括天然氣化工和石油化工兩個(gè)方面。 1.天然氣化工 天然氣是一種優(yōu)質(zhì)、高效、清潔的能源和化工原料，天然氣的開(kāi)發(fā)利用將越來(lái)越受到人們的關(guān)注和重視。21世紀(jì)天然氣化工利用技術(shù)的推廣和應(yīng)用將成為世界各國(guó)具有戰(zhàn)略意義的舉措。天然氣化工的主體路線有以下三部分：(1)天然氣制合成氣；(2)合成氣合成液體烴；(3)生產(chǎn)各種石油產(chǎn)品和石化產(chǎn)品。 (1)天然氣制合成氣 天然氣制合成氣技術(shù)中水蒸氣轉(zhuǎn)化、部分氧化、自熱轉(zhuǎn)化和混合轉(zhuǎn)化技術(shù)是工業(yè)應(yīng)用的成熟技術(shù)。美國(guó)Exxon公司開(kāi)發(fā)的改進(jìn)的自熱轉(zhuǎn)化技術(shù)，美國(guó)科諾科公司和英國(guó)氣體技術(shù)公司開(kāi)發(fā)的催化部分氧化技術(shù)以及BP阿莫科和Kvaerner工藝技術(shù)公司合作開(kāi)發(fā)的集成轉(zhuǎn)化技術(shù)有望在21世紀(jì)工業(yè)化應(yīng)用。 (2)合成氣合成液體烴 天然氣合成液體烴技術(shù)主要是費(fèi)托合成法工藝，其中南非Sasol公司的循環(huán)流化床和先進(jìn)流化床工藝以及英荷殼牌集團(tuán)公司的第一代固定床費(fèi)托(SMDS)合成工藝已工業(yè)化。90年代以來(lái)開(kāi)發(fā)的懸浮床低溫費(fèi)托合成工藝將成為21世紀(jì)的先進(jìn)技術(shù)。 (3)生產(chǎn)各種石油產(chǎn)品和石化產(chǎn)品 合成氣下游的石化產(chǎn)品中甲醇和二甲醚是有前景的大宗產(chǎn)品。低壓法合成甲醇技術(shù)是已工業(yè)化應(yīng)用的成熟工藝，合成氣直接生產(chǎn)燃料甲醇技術(shù)也已建成工業(yè)裝置。Topsoe和Air Products在公司開(kāi)發(fā)的合成氣直接合成二甲醚技術(shù)適用于在邊遠(yuǎn)地區(qū)用廉價(jià)天然氣一步法大規(guī)模生產(chǎn)二甲醚，可望降低二甲醚的成本。 2.石油化工 石油化工是石油煉制的下游，涉及到有機(jī)原料、合成樹脂、合成橡膠、合成纖維、精細(xì)化工、化肥六大專業(yè)領(lǐng)域，幾百種產(chǎn)品。 21世紀(jì)石油化工領(lǐng)域各專業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)都是圍繞著降本增效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)品品種，最終實(shí)現(xiàn)增加經(jīng)濟(jì)效益的目的。為此本報(bào)告的關(guān)鍵技術(shù)可分類為：大宗產(chǎn)品的大型化和高效化技術(shù)；新品種的柔性化和多樣化技術(shù)。 (1)大宗產(chǎn)品的大型化技術(shù) 乙烯裝置和裂解爐將采用大型化技術(shù)，如伊朗國(guó)家石化公司已與法國(guó)Techip公司簽合同，將在伊朗建當(dāng)今世界******的單套乙烯能力為140萬(wàn)t/a的大型裝置。今后5年新建的PTA世界級(jí)裝置的規(guī)模將超過(guò)80萬(wàn)t/a。聚烯烴裝置的大型化技術(shù)體現(xiàn)在：2000年投產(chǎn)的Elenae公司建在法國(guó)的世界******的LDPE裝置，單線能力32萬(wàn)t/a；DSM公司將在歐洲、揚(yáng)子石化和BASF合資將在南京建40萬(wàn)t/a的管式法LDPE裝置；******的LLDPE氣相法單線能力達(dá)48萬(wàn)t/a(Univation公司建在新加坡)；******的LLDPE溶液法單線能力達(dá)45萬(wàn)t/a(Nova公司建在加拿大)等。聚酯的單線能力可達(dá)600萬(wàn)t/a(吉瑪技術(shù))、600～900萬(wàn)t/a(康泰斯-杜邦技術(shù))。滌綸短纖維紡絲設(shè)備單線生產(chǎn)能力已從50～60萬(wàn)t/a發(fā)展到100～150萬(wàn)t/a，甚至200～250萬(wàn)t/a,滌綸長(zhǎng)絲紡絲設(shè)備通過(guò)提高紡絲速度擴(kuò)大生產(chǎn)能力，繞卷速度已從4000m/min，發(fā)展到6000m/min,甚至8000m/min。 (2)大宗產(chǎn)品的高效化技術(shù) 乙烯生產(chǎn)技術(shù)通過(guò)多套設(shè)備合并、減少設(shè)備數(shù)降低投資，縮短施工期，提高內(nèi)部收益率，例如KBR開(kāi)發(fā)的DWC技術(shù)。乙烯裂解爐管防結(jié)焦技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用可減少經(jīng)濟(jì)損失(全世界每年將損失約20億美元)。對(duì)二甲苯的吸附分離技術(shù)，可提高單程回收率，如UOP公司的Parex工藝單程回收率高達(dá)97%，比傳統(tǒng)結(jié)晶分離工藝提高32%，大大提高了效率。BP公司開(kāi)發(fā)的新PTA技術(shù)可明顯節(jié)省投資成本和可變成本，縮小占地面積，簡(jiǎn)化操作。聚烯烴、合成橡膠聚烯烴類彈性體采用茂金屬催化劑實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)是近年來(lái)的重要技術(shù)進(jìn)展。采用茂金屬催化劑可按需要定制分子 結(jié)構(gòu)，提高樹脂的性能，產(chǎn)生新一代聚烯烴和三元乙丙橡膠，擴(kuò)大品種范圍增加附加值。氣相聚乙烯的冷凝態(tài)進(jìn)料技術(shù)不僅可使小規(guī)模的LLDPE氣相法裝置高效擴(kuò)能，還可降低新建裝置的投資和成本。一套32萬(wàn)t/a的超冷凝態(tài)裝置與非冷凝態(tài)裝置比，產(chǎn)品成本降低47美元/t，每年可節(jié)約資金1504萬(wàn)美元。氣相聚合工藝在合成橡膠的聚合工藝上突破了傳統(tǒng)的乳液法和溶液法，UCC公司的乙丙橡膠氣相聚合工藝大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，減少環(huán)境污染。反應(yīng)器內(nèi)直接合成聚烯烴類墊塑性彈性體的新工藝使生產(chǎn)大型化，同時(shí)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上更富有競(jìng)爭(zhēng)力。腈綸熔紡生產(chǎn)技術(shù)突破了腈 |
