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幾代石油人共破“世界級(jí)難題”
2013-02-25   來(lái)源:中國(guó)經(jīng)濟(jì)網(wǎng)    

  在川東北的崇山峻嶺中,誕生了我國(guó)首個(gè)年產(chǎn)超百億立方米的高含硫氣田――普光氣田。

  然而,超深、高含硫、地處復(fù)雜山地人口密集區(qū)的特點(diǎn),使這個(gè)氣田的開(kāi)發(fā)被稱為“世界級(jí)難題”。7年來(lái),中國(guó)石化組織了近3000人的研發(fā)團(tuán)隊(duì),攻克了這道新中國(guó)成立以來(lái)幾代石油人一直努力探索的難題。近日,這一“特大型超深高含硫氣田安全高效開(kāi)發(fā)技術(shù)及工業(yè)化應(yīng)用”項(xiàng)目獲2012年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步特等獎(jiǎng)。

  張慶生,是普光氣田天然氣技術(shù)管理部主任,教授級(jí)高工,“我以前在中原油田工作了多年,但到普光氣田以后,忽然感覺(jué)自己不會(huì)干活了?!?/FONT>

  有這種感覺(jué)的,不僅他一個(gè)人。為了集中力量開(kāi)發(fā)普光氣田,東部地區(qū)的功勛鉆井隊(duì)也來(lái)到這里。一開(kāi)始,面對(duì)緩慢的進(jìn)度,大家都感到困難重重。

  確實(shí),普光氣田屬于超深,氣田平均鉆深5974米。氣田埋藏的是高含硫天然氣。一般來(lái)說(shuō),空氣中硫化氫含量達(dá)800ppm至1000ppm就能使人瞬時(shí)死亡,而普光氣田的硫化氫濃度達(dá)到了15萬(wàn)ppm。高含硫化氫天然氣腐蝕性還極強(qiáng),普通鋼材幾小時(shí)就會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂,必須攻克腐蝕防護(hù)技術(shù)和大規(guī)模凈化、儲(chǔ)運(yùn)的難題。

  為此,他們采取了“繼承、集成、急成”的協(xié)同創(chuàng)新思路,也就是科研人員在繼承過(guò)去的成果的基礎(chǔ)上,根據(jù)現(xiàn)實(shí)需要進(jìn)行集成。同時(shí)不追求大而全,以實(shí)現(xiàn)盡快應(yīng)用研究成果。

  由于川東北地區(qū)地層過(guò)于復(fù)雜,鉆井速度一度十分緩慢。中國(guó)石化在引進(jìn)氣體鉆井、垂直鉆井技術(shù)服務(wù)合作的基礎(chǔ)上,積極組織研發(fā)與配套,使氣體鉆井與垂直鉆井技術(shù)迅速成熟,投入規(guī)?;瘧?yīng)用后,大幅度提高了施工質(zhì)量,鉆井速度是常規(guī)鉆井方式的4.78倍。

  普光氣田的開(kāi)發(fā)方案要求一次射開(kāi)所有氣層。對(duì)于高含硫化氫的井來(lái)說(shuō),射孔技術(shù)難度和安全風(fēng)險(xiǎn)極大。國(guó)際知名的射孔技術(shù)服務(wù)公司在分析情況后知難而退。中原油田采油工程技術(shù)研究與測(cè)井公司的研究人員通過(guò)自主攻關(guān),成功解決了普光地區(qū)安全射孔的技術(shù)難題,形成了超深高酸性氣井長(zhǎng)井段分段延時(shí)起爆射孔技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)石油行業(yè)多項(xiàng)空白,形成4項(xiàng)專利技術(shù),整體技術(shù)居國(guó)際領(lǐng)先水平。

  普光天然氣凈化廠建成之前,國(guó)內(nèi)天然氣凈化廠規(guī)模小于30億立方米/年,天然氣含硫量低于10%。而普光氣田產(chǎn)出的天然氣,硫化氫含量高達(dá)15%,二氧化碳含量高達(dá)8%。這種大型系列脫硫裝置建設(shè)在我國(guó)沒(méi)有先例。為此,中國(guó)石化組織系統(tǒng)內(nèi)的南京化學(xué)工業(yè)公司、北京化工研究院與華東理工大學(xué)合作,研究新型脫硫劑、控制二氧化碳吸收技術(shù)、新穎的脫硫技術(shù),完成了我國(guó)第一套大型天然氣凈化裝置的工程設(shè)計(jì),使我國(guó)大型高酸脫硫凈化工藝設(shè)計(jì)水平達(dá)到世界先進(jìn)水平。

  普光氣田的硫化氫和二氧化碳含量很高,一般的設(shè)備極易受腐蝕失效,再加上裝置規(guī)模巨大,設(shè)備制造技術(shù)等級(jí)要求高,普光氣田也因此被視為國(guó)內(nèi)外抗硫裝備的“試金石”。

  氣田建設(shè)初期,由于國(guó)內(nèi)缺乏相應(yīng)的自主產(chǎn)品,主要抗硫管材和裝備需要依賴進(jìn)口,不僅價(jià)格昂貴,供貨周期長(zhǎng),而且部分設(shè)備故障頻發(fā),對(duì)工程建設(shè)和生產(chǎn)運(yùn)行造成了很大影響。

  為此,中國(guó)石化大力實(shí)施國(guó)產(chǎn)化戰(zhàn)略,攜手全國(guó)知名科研院所和制造企業(yè)投入關(guān)鍵裝備國(guó)產(chǎn)化攻關(guān),研發(fā)了一系列具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品和新技術(shù),使隨后開(kāi)發(fā)的大灣區(qū)塊60%以上的關(guān)鍵裝備實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。如用于連接采氣井口和加熱爐的管材,普光氣田主體區(qū)塊全部采用進(jìn)口的鎳基合金管。在大灣區(qū)塊建設(shè)中,中國(guó)石化多次組織設(shè)計(jì)單位和生產(chǎn)廠家研討,創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了離心澆鑄工藝,自主研發(fā)的高鎳基合金油管達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,被列為國(guó)家“十二五”科技推廣項(xiàng)目。

  作為硫磺回收裝置的關(guān)鍵裝備,凈化裝置的克勞斯?fàn)t以往也不斷出現(xiàn)問(wèn)題,經(jīng)多次改進(jìn),收效甚微。中國(guó)石化組織專項(xiàng)攻關(guān),研制出克勞斯?fàn)t襯里結(jié)構(gòu),在國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用于單套20萬(wàn)噸級(jí)硫磺回收裝置,僅襯里材料技術(shù)指標(biāo)就有20多項(xiàng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

  目前,普光氣田已有20余項(xiàng)關(guān)鍵裝備完成國(guó)產(chǎn)化,其中,國(guó)產(chǎn)化的大型克勞斯?fàn)t、高溫焚燒爐、高溫抗硫井下保壓取樣器均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平,30余項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

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