人民网-世界首创稠油开采密封技术获认可,中国原油“挖潜增产”添利器

2018-06-13


材料学领域的“颠覆性原创”   

  

因稠油对温度敏感,温度升高会使稠油粘度系数大幅下降,从而使得稠油变得易于流动和被采集,因此世界范围的稠油开采主要依靠高温高压蒸汽热采。      

其中,“井下密封是保障蒸汽质量的核心要素。而要解决稠油开采所需要的高温、高压环空密封问题最主要就是解决材料的问题。但目前世界上没有一种材料可以同时具备耐高温、耐高压、高弹性、又耐腐蚀特性,以致稠油开采成为当今的世界性难题。”中国石油和石化工程研究会秘书长丁武在当天召开的“稠油热采环空密封新材料、新技术交流会”会上说。      

为实现热采井安全高效采油,2015年,胜利油田石油工程院承担了中石化《热采井安全高效作业技术研究》项目,就“井下高温高压密封胶筒+环空封隔控制技术”开展关键技术研发。      

该研究院引入天鼎联创的核心技术团队,并与清华大学机械学院等单位合作,经历三年攻关,满足350℃、耐压20MPa井下环空密封要求的世界首创TD350高温复合密封材料,并以之为基础的成套密封技术方案脱颖而出。      

据天鼎联创总经理宋炜介绍,该TD350材料采用几微米到二十几微米的膨化预氧丝为基材,通过在其分子矩阵内加入纳米级的交联剂链接矩阵,并融入核基石墨增强其耐腐蚀性与润滑性,形成一种新型的能够耐高温高压的高强度高弹性复合材料。其最高稳定工作温度可达到360℃、压力可达25MPa,“井下环空密封最高耐压甚至可达到60 MPa,且密封筒基本完好无损。”      

在胜利油田对国内外密封材料开展的对比测试中,TD350是第一种具备高温工况条件下较长时间测试未见明显老化的弹性材料,被称为“材料学领域的颠覆性原创。”“TD350密封材料,解决了稠油油田热采密封的重大难题。” 中石化胜利油田石油工程技术研究院副院长汪庐山在会上说。      

据介绍,截至目前,TD350高温封隔器密封系统已获得相关发明专利授权10项,实用新型授权26项,另外还有数十项专利正在审理中。今年5月, TD350密封材料与密封筒还通过了合肥通用机械产品认证有限公司的耐高温、高强度、高弹性(密封材料)、大时长(密封筒)等特性认证,成为全国首个在密封行业里得到特性认证的产品。


助力稠油“挖潜增产”寄厚望

      

据胜利油田石油工程技术研究院采油机械研究所高级工程师罗文莉介绍,基于TD350密封材料研发出的高温封隔器密封系统,已在胜利6个采油厂的吞吐井和蒸汽驱井上进行了现场试验,结果表明该密封工艺消除对油藏冷伤害的同时,可实现热采井安全高效带压作业,取得了增油、节能的良好效果。      

相关材料显示,当前,全球稠油资源可采储量约达4000亿吨,是常规原油可采储量1500亿吨的2.7倍。我国已探明稠油地质储量20.6亿吨,动用13.59亿吨,年产量约为1300万吨。其中,作为我国最大的稠油开采阵地,胜利油田稠油油藏探明地质储量6.6亿吨,动用5.27亿吨。稠油开采井超过5000口,产量达到约500万吨/年,约占油田产量的20%,是该油田“挖潜增产的主要阵地”。      

“若每年有300口井实施该技术,就可获得增油7.2万吨,可产生的经济效益达到近1.1亿元。” 罗文莉进一步说。      

中海油渤海油田海上稠油热采技术也正处于初步研究及应用阶段。“如果稠油热采技术在中海油能得以推广,就等于又发现了一个10亿吨的油田。” 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司高级工程师刘志龙说。      

“我们已与中海油合作,针对海上稠油开采的现场井筒在实验室层面开展了长达31天的高温、高压密封实验,表明TD350高温封隔器密封系统可维持最高温度360度,压力20MPa的持续环空密封,达到油井热采高温高压的密封要求,也将为提高海上稠油热采收率提供了强有力的技术支撑。”宋炜说。      

据刘志龙介绍,接下来,中海油还将联合天鼎联创启动条件更加严苛的模拟试验,即在370℃、21MPa的油气水混合条件下对封隔器胶筒进行测试。如能顺利推进,将有望很快开展海上稠油热采的现场试验。根据中海油目前正在制定中的相关规划,预计中海油将于2021年投产规模化的稠油热采平台,届时稠油年产能有望达到300—500万吨。

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