来源:中国石化报 时间:2023-05-29 16:34
阅读提示
为深入贯彻落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略和创新驱动发展战略,近日,国家能源局公布“十四五”第一批国家能源研发创新平台名单,按“挂帅出征”方式设立了6个创新平台。其中,国家能源碳酸盐岩油气重点实验室由中国石化牵头承担。
为何要成立国家研发创新平台?各平台将如何聚焦研发方向,组织关键核心技术攻关、装备研制和工程示范,支撑引领行业技术进步?本版特邀请中国工程院院士、中国石化副总地质师、石油勘探开发研究院院长、国家能源碳酸盐岩油气重点实验室第一届管委会主任郭旭升,以国家能源碳酸盐岩油气重点实验室为例,就相关问题答疑解惑,敬请关注。
“十四五”首批6个国家能源研发创新平台
⒈国家能源非能动核能共性技术研发中心
牵头单位为上海核工程研究设计院有限公司,承担单位包括上海交通大学、上海电气核电集团有限公司、山东核电有限公司。
●国家能源非能动核能共性技术研发中心定位为非能动核能领域重大技术研究、重大装备研制、重大工程示范、科技成果转化、创新平台建设“五位一体”,充分发挥政产学研用协同聚合作用,推进核能全产业链上下游可持续发展,打造国家战略科技力量,支撑高水平科技自立自强。
⒉国家能源地下储气库研发中心
牵头单位为中国石油科学技术研究院有限公司,承担单位包括中国科学院武汉岩土力学研究所、中国石油工程技术研究院有限公司、中国石油大学(北京)、中国石油储气库分公司。
●地下储气库是保障天然气安全平稳供给的“压舱石”。加快地下储气库建设,快速提升我国天然气调峰保供能力,是保障国家能源供应安全的重要途径。国家能源地下储气库研发中心将依托中国石油油气地下储库工程重点实验室,建立良好的“产、学、研、用”科技协同创新机制,统筹发展规划的制定、统一部署重大科技项目的实施,统筹科研设施建设与研发投入,统筹技术集成与成果转化,建立联合单位间人才培养与流动机制,建设知识共享平台,实现各联合单位人、财、物等资源的调配与共享,充分发挥各单位优势专长,集中优势力量共同推动我国地下储气库建设。
研发中心将以储气库建设需求为导向,开展地下储气库建库技术与产业政策发展研究,重点攻关制约我国地下储气库建库、运行的关键技术问题。中心正依托科技部、中国石油天然气集团公司相关科技项目,在储气库选址、气藏储气库提压扩容、油藏储气库建库机理、薄盐层水平造腔、含水层储气库建库排驱扩容等重点领域开展集中攻关,力争3~5年解决制约气藏型储气库提升库容动用能力与调峰效率的问题,突破油藏建库中气驱采油与储气库协同建库技术,发展含水层储气库排驱扩容与水体控制技术,实现薄盐层水平造腔技术的落地实施,推动我国地下储气能力快速提升。随着我国“双碳”战略的实施,未来,中心将开展地下储氢、压缩空气蓄能、二氧化碳埋存等技术攻关,推动能源清洁利用,助力我国能源绿色低碳转型。(完颜祺琪提供)
⒊国家能源中小功率燃气轮机产业链关键技术和装备研发中心
牵头单位为东方电气集团东方汽轮机有限公司,承担单位包括西安交通大学、上海交通大学、西北工业大学、广东省科学院新材料研究所、上海和兰透平动力技术有限公司。
⒋国家能源金属资源与新材料重点实验室
牵头单位为中南大学,承担单位包括江西赣锋锂业股份有限公司、格林美股份有限公司、洛阳中硅高科技有限公司、中伟新材料股份有限公司、巴斯夫杉杉电池材料有限公司。
●国家能源金属资源与新材料重点实验室将面向我国新能源产业链与供应链安全稳定的重大战略需求,以建设国际一流的新能源战略金属资源与新材料保障技术研发创新平台为目标,在新能源战略金属资源高效提取、退役新能源二次资源循环、先进能源转换材料和先进电化学储能材料四个重点方向开展原始创新和关键技术突破。
⒌国家能源碳酸盐岩油气重点实验室
牵头单位为中国石化石油勘探开发研究院,承担单位包括中国石油科学技术研究院有限公司、中石化石油工程技术研究院有限公司、中国石油塔里木油田分公司、中国石化勘探分公司。
⒍国家能源雷电灾害监测预警与安全防护重点实验室
牵头单位为国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司,承担单位包括武汉大学、合肥工业大学、国网北京市电力公司、北京市金风科创风电设备有限公司。
新闻会客厅
中国工程院院士、中国石化副总地质师、石油勘探开发研究院院长、国家能源碳酸盐岩油气重点实验室第一届管委会主任 郭旭升
■国家能源局成立国家能源碳酸盐岩油气重点实验室有何意义?
答:石油和天然气是目前全球一次能源消费的主体之一,未来一段时间还将在全球能源消费结构中占据重要地位。近年来,中国油气对外依存度不断提升,已成为影响国家能源安全的重要战略资源。海相碳酸盐岩层系蕴藏丰富的油气资源,尤其是这几年我国在深层碳酸盐岩层系中不断取得油气大发现,成为油气规模增储建产的重要领域。
国家能源研发创新平台是国家能源局为深入贯彻落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略和创新驱动发展战略,坚持把高水平科技自立自强作为能源发展的战略支撑,加快推动能源科技进步,立足新时代国家能源发展需要,充分发挥产学研用各方优势而组织设立的。高水平实验室是国际一流理论技术研发的关键平台和策源地。因此,面向国家油气重大需求,新建碳酸盐岩油气重点实验室意义重大。借助重点实验室平台,攻关深层超深层海相碳酸盐岩勘探开发面临的关键理论与技术难题,可以推动该领域实现高效勘探开发。同时,打造一流的产学研深度融合的一体化创新平台,可以集中培养优秀的创新团队和科技领军人才,强化油气领域重要的国家战略科技力量,为保障国家能源安全和国民经济建设作出新的贡献。
■目前我国碳酸盐岩油气勘探开发现状如何?形成了哪些成果?还存在什么难点?
答:我国海相碳酸盐岩油气田主要位于塔里木、四川和鄂尔多斯三大多旋回叠合盆地,勘探开发目的层时代老、埋藏深,处于高温高压及复杂的应力场、流体场环境之中,生烃-成储-成藏-流动机理有别于中浅层碎屑岩,实现高效勘探开发存在一系列新的理论和技术挑战。经历数十年的勘探开发,我国已在塔里木、四川、鄂尔多斯等盆地碳酸盐岩层系中发现了多个大中型油气田,如塔里木盆地塔河-轮南岩溶缝洞油田、顺北-富满走滑断控油气田,四川盆地普光、元坝、安岳等礁滩相气田,鄂尔多斯盆地靖边气田等。在上述大中型油气田勘探开发过程中,海相碳酸盐岩油气成藏理论和勘探开发技术都取得了重大进展,创新形成了塔里木盆地多期岩溶缝洞型与断控型油气藏、四川盆地礁滩相油气藏形成富集理论和勘探技术系列,发现了塔河、顺北、普光和元坝等大型油气田。
但是,我国海相碳酸盐岩层系油气普遍具有埋藏深、时代老、温压高、作用复杂等特点,这也对深层海相碳酸盐岩高效勘探开发提出了挑战。在油气勘探地质评价方面,古老碳酸盐岩层系烃源岩具有高演化特征,其成烃资源潜力和分布规律不明;深层多类型碳酸盐岩储集体经历复杂深埋发育和致密化改造,成储机制不清;深层碳酸盐岩油气藏经历多期成藏改造,其富集规律不清,资源评价技术亟待完善。在深层碳酸盐岩油气藏目标预测方面,岩石物理特征与波场传播机理不清,成像与预测方法适用性有待提升。在深层高温高压、高含硫、缝洞型油气藏开发动用方面,复合介质多相流动规律认识不清,常规油气藏建模-数模技术不适用,高效开发动用难度大、采收率低。在钻完井方面,深层碳酸盐岩普遍具有高温、高压、高应力的特点,安全风险大,井下故障多,钻井周期长、成本高,完井测试及储层改造成功率低。因此,急需攻关深层超深层海相碳酸盐岩成藏机理与评价预测、流动机理与开采技术和钻完井工程技术中的关键问题,开展原创性应用基础理论研究、关键技术研发和重要仪器设备研制,实现成果快速有效转化,推动深层-超深层海相碳酸盐岩油气勘探开发生产实践。
■国家能源碳酸盐岩油气重点实验室在碳酸盐岩油气开发方面有哪些优势?
答:国家能源碳酸盐岩油气重点实验室是中国石化、中国石油两大公司携手合作建立的创新联合体,以最大程度实现优势互补,由中国石化石油勘探开发研究院、中国石油科学技术研究院有限公司、中石化石油工程技术研究院有限公司、中国石油塔里木油田分公司、中国石化勘探分公司承担建设。
实验室各建设单位在海相碳酸盐岩油气勘探开发的不同领域都发挥过重要作用,先后指导了我国最大海相碳酸盐岩油田(塔河油田)、最大整装海相碳酸盐岩气田(普光气田)和埋藏最深海相碳酸盐岩气田(元坝气田),我国最大天然气田(安岳气田)、我国最大超深层油田(富满油田)的发现,奠定了我国海相碳酸盐岩油气藏勘探开发基础理论与应用领域的优势地位。在海相油气成藏理论与选区评价、海相碳酸盐岩深层超深层地球物理探测、复杂碳酸盐岩油气藏高效开发、安全高效建井等方面形成关键核心技术系列,支撑我国海相碳酸盐岩油气高效勘探和效益开发,已然形成了我国乃至全球深层超深层碳酸盐岩油气勘探开发的整体领军优势。
在碳酸盐岩油气勘探理论方面,提出了“原型改造成盆、多场合力增烃、断面相液控储、有序聚集保存”等海相深层油气地质新认识,创新形成走滑断裂解析技术、断控缝洞储集体描述技术系列和潮坪相薄储层预测评价技术。勘探目标从岩溶风化壳扩大到薄层白云岩、灰泥岩及断控储集体等复杂地质体类型。从深层探井数量和勘探活跃程度来看,我国已走在世界前列。
针对缝洞型碳酸盐岩油藏,形成了缝洞储集体精细描述、岩溶相控多点地质统计学建模、水驱和气驱提高采收率、靶向酸压及堵调等工艺技术,有效支撑了塔河油田稳产和顺北油气田投产,引领了深层超深层开发技术的发展;针对高含硫碳酸盐岩气藏,形成了高含硫气田高效开发、硫沉积防治、安全环保技术,建立了高含硫气田安全开发的标准体系,使我国成为世界上少数几个掌握开发特大型超深高含硫气田核心技术的国家之一。
在碳酸盐岩油气藏高效钻完井方面,形成了耐高温高性能井筒工作液技术系列与标准体系。在井震融合指导钻井技术、高温高压井安全控制技术、超深水平井钻井精细导控关键技术等方面形成了显著创新,并在四川盆地、塔里木盆地海相超深井全面推广应用,支撑了顺北油气田、塔河油田、川西气田等大型深层海相油气田的高效勘探及效益开发,奠定了在我国海相碳酸盐岩油气藏钻完井工程基础理论及关键技术研究领域的优势地位。
■作为牵头单位,石勘院今后如何利用国家能源研发创新平台,更好地实现理论创新、技术突破和工程实践?
答:国家能源碳酸盐岩油气重点实验室由石勘院牵头,多家单位参与,聚焦包括海相碳酸盐岩层系成烃机理与资源评价,成储、成藏机理与选区评价,储集体弹性波成像与智能预测,碳酸盐岩油藏高效开发,高含硫气藏安全高效开发,成井机制与体积压裂等六大方向,攻关深层超深层海相碳酸盐岩勘探开发面临的关键理论与技术难题,推动该领域高效生产实践。
我们将以深层碳酸盐岩大中型油气田勘探开发国际一流理论与技术研发为龙头,带动复杂碳酸盐岩油气田地球物理技术及装备、高温高压复杂油气钻完井技术与装备能力提升,持续加大企业科技投入,积极争取国家经费支持,以重大任务带动基础研究、以先导与示范基地建设推进成果转移转化,系统打造碳酸盐岩油气勘探开发全产业链的创新平台。力争通过5~10年系统攻关,形成一批强化创新链的基础理论成果、一批支撑产业链的关键应用技术、一批突破瓶颈的先进产品体系、一支配套全业务链条的高素质人才队伍、一个激发活力的良好创新生态,打造中国石化上游产业的技术研发高地、成果转化基地,以及人才聚集地和开放合作地。(张军涛 整理)
参与企业
中国石化工程院:攻关超深油气井关键工程技术
我国深层超深层油气资源量达671亿吨油当量,占我国油气资源总量的34%,其中2/3以上分布在塔里木、四川和鄂尔多斯等盆地,且以大型碳酸盐岩油气藏为主。
中石化石油工程技术研究院有限公司(简称:工程院)长期致力于深层超深层钻完井难题攻关,形成了海相碳酸盐岩超深油气井关键工程技术系列,全面支撑了顺北油气田、塔河油田、川西气田等大型深层海相油气田的高效勘探及效益开发,完成了60余口井深超8000米的重点井施工,推动我国石油工程技术实现重大进步。
下一步,工程院将依托国家能源碳酸盐岩油气重点实验室,以建设“世界一流实验室”为目标,针对超深碳酸盐岩高含硫气藏高效开发关键技术难题,在超深硬地层钻井提速技术、高压裂缝性地层钻井安全控制技术、高温高性能钻井液及堵漏技术、复杂深层固井技术等方面开展攻关研究,力争在钻完井优化设计方法、关键流体体系、工具和工艺技术等方面实现重大进展,建立形成深层超深层油气工程技术体系,研制开发出一批具有自主知识产权的深井超深井钻完井关键技术装备,形成一系列深层超深层钻完井标准规范,实现深层超深层油气安全、快速、低成本开发,全力保障国家能源安全。(任丽丽)
中国石化勘探分公司:破解超深层勘探关键地质难题
四川盆地海相碳酸盐岩油气具有埋藏深、时代老、温压高、作用复杂等特点。勘探分公司作为中国石化专业化勘探队伍,近年来在四川盆地海相碳酸盐岩勘探研究方面成果颇丰:创新形成了深层超深层碳酸盐岩优质储层形成机理,海相碳酸盐岩大型气田油气成藏富集规律等地质理论;攻关形成了碳酸盐岩选区选带评价技术、碳酸盐岩岩性与复合圈闭评价及气藏描述技术、碳酸盐岩储层测井精细解释技术等特色评价技术,以及复杂深井井身结构优化技术、深井超深井安全优快钻井技术等工程配套工艺技术。凭借过硬实力,该公司在海相碳酸盐岩领域荣获国家科技进步一等奖两项,海相天然气勘探创新团队入选国务院国资委优秀科技创新团队、国家创新人才推进计划重点领域创新团队。
此次作为国家能源碳酸盐岩油气重点实验室参与单位之一,勘探分公司将依托实验室建设,充分发挥应用基础研究和矿区资源优势,以突破深层超深层碳酸盐岩领域天然气勘探理论难题与技术瓶颈为导向,以发现大中型油气田为目标,“产学研”结合,紧紧把握“沉积充填、储层发育、油气富集”这三个关键地质问题,重点开展海相构造-沉积充填演化研究、深层超深层碳酸盐岩储层形成与保持机理、复杂构造区的油气成藏和保存机理等理论研究,攻关深层超深层碳酸盐岩储层综合预测技术,为研究成果落地提供平台,打通成果转化“最后一公里”,为我国重点碳酸盐岩层系勘探开发提供全方位支撑。(贺彦 金民东)