发表时间: 2025-06-23 16:09:45
作者: 石油化工设备维护与检修网
浏览: 12
作为全球最大能源消费国和石油天然气进口国,我国石油石化装备全产业链规模以上企业超2400家,产品种类和产业规模稳居世界第一;陆上油气钻采装备国产化率达到90%,滩浅海油气钻采装备国产化率超过70%,炼油化工装备国产化率达到95%,部分关键技术装备达到国际先进水平。我国石油石化装备产业正处于由“大”变“强”的关键时期。
向“深”挑战
深层油气资源勘探开发是开展地球深部探测的重要组成部分,当前深层超深层已成为我国油气重大发现的主阵地。
中国科学院院士、中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室主任高德利表示,深地钻采工程技术已经得到很大发展,深地深海矿产资源高效开发深受国内外关注,对工程技术支撑能力不断提出新的更高要求,要注重跨行业、多学科交叉融合,加强信息化智能化技术的研发与利用。
中国石化聚焦深地开发超高温、超高压、复杂难钻等特点,通过超深特深井钻井装备与工具核心技术研究,首创硬地层定向系列混合钻头,达到国际先进水平。瞄准深层页岩油气和超深井勘探开发,研制大通径压裂管汇及175兆帕系列超高压管汇产品,有效提高了大规模压裂作业的安全性、可靠性和稳定性。2024年1月,世界首套175兆帕压裂管汇在綦页深1井应用,最高施工压力139.9兆帕,刷新压裂施工最高压力纪录。面对超深层“超重尾管、恶性漏失地层、高压裂压力、浅层气及高压水层压稳”等挑战,研制系列高性能固井工具,为顺北油气田、川渝天然气,以及塔里木油田、新疆油田等产能建设提供了有力支撑。
中国石油研制的全球首套12000米陆地自动化钻机,日前在塔里木油田深地塔科1井完成了10910米的钻井任务。为应对超高温、超高压、恶性漏失等世界级难题,研发万米深井超高温钻井液技术,提高钻井液体系抗高温、抗盐能力,有力支撑了我国深层超深层油气资源高效开发。
在中国海油展区,深水水下采油树模型引人注目。它是油气生产管柱与海底油气运输管道连接的重要枢纽,携带了可回收式计量调节模块,可在2000米水深、零下46摄氏度的环境下工作,是目前国内水深最大、压力等级最高、使用温度范围最广的水下采油树。
此外,国印钛能公司生产的钛合金连续油管产品可广泛用于高腐蚀环境、超深井及海洋油气开发的修井、测井、钻井、完井等作业;鸿达公司自主研发175兆帕采气井口装置产品,打破了国外井口制造商的技术垄断,成功应用于塔克拉玛干沙漠的超深井庆玉2井的钻探……油气行业持续加强科技创新,打造出了一批具有自主知识产权的技术装备,支撑油气勘探开发进入超深海深地领域。
向“智”迈进
数智化转型是大势所趋。斯伦贝谢北亚区董事总经理柯宁表示,数字化生产领域正呈现三大趋势:集成和整合数据,建立从地下到地面、从井筒到场站的全链条一体化分析能力,将行业经验与物理模型融入人工智能应用和大模型。
“资源劣质化、开发复杂化、环境恶劣化,高效、优质、安全、环保等存在挑战,急需变革性和颠覆性技术,智能化钻井是有效的变革性技术之一。通过攻关,中国石化基本形成钻井智能化技术体系,实现智能优化、智能诊断、智能导航等应用场景,完成现场一体化示范应用,实现第一步发展战略目标。”3月26日下午,中国石化展区的系列主题宣讲吸引了众多听众。
当前,中国石化石油工程技术研究院、石化油服、石化机械等单位共同打造形成了中国石化首套全链智能钻井技术与装备体系:自主研发了随钻工程地质参数感知技术、融合机理与机器学习算法的钻井智能分析决策技术;研制形成井场集成控制中心、智能钻井远程云平台等软硬件成果,构建了“井场-云端”智能决策闭环,形成了钻前智能模拟分析预演、钻井工程参数实时优化、井筒风险实时分析预警、地质导向轨迹实时优化等四大典型应用场景。这些成果在胜利济阳页岩油国家级示范区完成了集成示范应用,初步勾画出“全面感知-多源融合-智能决策-闭环控制”的智能钻井工程未来图景。
此外,展出的MRO物联网系统、智能坐岗、数字化液位计等智能系统,以及井场智能穿戴系统和远程集群录井系统等数字化产品,实现了对石油工程全过程的智能化管理和决策,令人耳目一新。
中国石油展出的一体式压裂指挥方舱被称作智能化压裂指挥“太空舱”,通过智能化控制,能够有效解决压裂作业现场噪声污染严重、作业环境恶劣等问题;智能化油气集输用非金属复合管,通过内置分布式光纤监测系统,让管线都具备感知能力,同时通过物联网平台实时传输参数。
智能制造引领行业发展。中国海油展出了“海葵一号”模型。这是我国自主设计建造的亚洲首艘圆筒型浮式生产储卸油装置(FPSO),主甲板面积相当于13个标准篮球场,从空中俯瞰,像是一朵绽放的葵花,于2024年4月完工交付,标志着我国全类型浮式生产储卸油装置设计建造技术实现高水平自主化,在建造精度、数智化方面实现了新突破。
人工智能技术的快速发展,正在为技术转型升级带来新的科技红利。康士伯数字公司在动态数字孪生平台Kognitwin融入人工智能技术,可接入海洋、陆上油气平台,以及炼厂、海底系统等资产数据,并依靠这些数据进行机器学习建模和模拟仿真等应用。杰瑞集团的AI·R FRAC智慧井场压裂解决方案,通过整合智能决策系统、设备状态监测系统等核心模块,让人工智能赋能压裂全流程,实现数据分析智能化、风险预警实时化、智能决策科学化。
挪威船级社与德国劳氏发布的《技术展望2025》预测,未来10年油气行业最具发展潜力的6个技术方向都与智能化技术有关,钻完井技术有望在2025年进入智能化初级阶段。
向“绿”而行
党的二十大报告指出,推动经济社会发展绿色化、低碳化是实现高质量发展的关键环节。近年来,我国在可再生能源领域取得显著进展,风能、太阳能装机容量均位居世界前列,新能源占比不断提高,技术创新和数字化转型也在推动传统油气行业变革,以及提高能源利用效率。
“利用深部地下空间进行石油天然气、氢气等能源储存,二氧化碳封存与利用,压缩空气储能,氦气等气体储存,是未来能源储备发展重要方向。”中国石化石油工程技术研究院相关负责人介绍。
氢能是国际公认的清洁能源,储氢是氢能利用的关键环节之一,构建“宏-微观无损”井筒屏障是实现小分子氢气安全封存的关键。中国石化形成了盐穴储氢长效密封工程技术,为大规模储氢提供系统解决方案。开发了直径508毫米×22兆帕与直径339.7毫米×45兆帕规格储氢井产品,为用氢终端中小规模储氢提供了配套的建设工程技术。目前正支撑亚洲深地盐穴储氢第一库——平顶山盐穴储氢项目。此外,最新的工程技术与工具装备深度支撑深层地热与干热岩开发,形成了干热岩高温地层高效钻井与改造、深层地热立体采灌等关键工程技术,研发了高温硬地层高效破岩钻头,保温/高导热水泥浆体系,具备不同类型地热资源工程解决能力与工具装备,支撑了福深热1井等多个地热领域重大工程项目。
中国石油展示了多能耦合加热蓄热一体化系统,能够把风、光、电、热转换为电能,成功替代传统的天然气加热炉,大幅降低油田用热运行成本。该系统在新疆油田运行逾800小时,节能超过1900余千瓦时,为油田清洁热力替代注入了绿色动能。
中国海油通过地热与多能互补综合利用模型展现了其 “天然气+地热”综合供能技术研究布局,目前已形成4项核心技术,涵盖浅层地埋管、地表水源、水热型地热、井下换热、蓄冷蓄热等多类型综合应用场景。该成果已在多个项目示范应用。
目前,石油石化行业正在紧锣密鼓地加快推进新能源装备的研发与迭代,助力建设清洁低碳、安全高效的新型能源体系。