中國石油十大科技創(chuàng)新成果簡介

2021年9月24日，在中國石油天然氣集團有限公司科技與信息化創(chuàng)新大會上，中國石油隆重發(fā)布“陸相頁巖油地質(zhì)理論與勘探開發(fā)技術(shù)”“百萬噸級乙烷制乙烯成套技術(shù)”等十大科技創(chuàng)新成果。這10項成果是近年來中國石油大力實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，瞄準重點領(lǐng)域重大關(guān)鍵技術(shù)瓶頸難題，全力推進自主創(chuàng)新取得的重大標志性成果和突破性進展的杰出代表，是牢固樹立新發(fā)展理念、著力強化關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化應用、躋身國際前列的生動實踐，為世界一流綜合性國際能源公司建設(shè)提供了強有力支撐。

這次發(fā)布的十大科技創(chuàng)新成果，是遵循新穎性、先進性、實用性和標志性（即近年來自主創(chuàng)新取得、總體達到國際先進水平以上、已取得良好應用效果和對主營業(yè)務產(chǎn)生重大促進作用）4個原則，從中國石油近百項重大標志性成果中遴選出來的。

慶城頁巖油示范區(qū)

吉木薩爾頁巖油示范區(qū)

1 陸相頁巖油地質(zhì)理論與勘探開發(fā)技術(shù)

主要貢獻單位：中國石油勘探開發(fā)研究院、中國石油新疆油田公司、中國石油大慶油田公司、中國石油長慶油田公司、中國石油大港油田公司

中國陸相頁巖有兩次顛覆性創(chuàng)新：第一次陸相“頁巖生油”創(chuàng)新，打破了“中國貧油”說，奠定了我國常規(guī)石油工業(yè)發(fā)展資源基礎(chǔ)；近10年的第二次陸相“頁巖產(chǎn)油”創(chuàng)新，形成一項地質(zhì)理論和三大技術(shù)體系，開辟了非常規(guī)石油重大戰(zhàn)略新領(lǐng)域。

該成果創(chuàng)立了中國陸相頁巖油富集地質(zhì)理論：創(chuàng)建陸相富有機質(zhì)頁巖沉積模式，發(fā)現(xiàn)頁巖納米級孔喉儲油系統(tǒng)，揭示頁巖油“連續(xù)型”頁巖油甜點區(qū)/段富集規(guī)律，回答了陸相頁巖“生油”“儲油”“富油”的重大科學問題。

該成果創(chuàng)建了頁巖油實驗研究、勘探評價、開發(fā)工程三大技術(shù)體系：建立陸相頁巖油“體積開發(fā)”理論，創(chuàng)新頁巖油水平井優(yōu)快鉆井、細分切割體積壓裂、大平臺—井工廠立體開發(fā)等技術(shù)體系。支撐獲得了一批頁巖油重大勘探發(fā)現(xiàn)，建立了準噶爾盆地吉木薩爾、鄂爾多斯盆地慶城、松遼盆地古龍等國家級頁巖油示范區(qū)與基地。構(gòu)建了陸相頁巖油評價標準體系，關(guān)鍵技術(shù)取得了中國和美國發(fā)明專利授權(quán)，知識產(chǎn)權(quán)成果突出。

該成果有效指導和推動了中國陸相“頁巖油革命”：徹底改變了頁巖只生油、不產(chǎn)油的傳統(tǒng)認識，完全顛覆了勘探只尋找“圈閉型”常規(guī)油藏的常識。突破了陸相頁巖油“理論誤區(qū)”，打破了“勘探禁區(qū)”，攻破了“開發(fā)無人區(qū)”，推動頁巖油成為中國石油工業(yè)戰(zhàn)略性資源，對保證國內(nèi)石油穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)、保障國家能源安全意義重大。

塔里木乙烷制乙烯項目

2 百萬噸級乙烷制乙烯成套技術(shù)——乙烷裂解制乙烯國家示范工程

主要貢獻單位：中國寰球工程有限公司、中國石油蘭州石化公司、中國石油獨山子石化公司

近年來，中國石油持續(xù)加大乙烯領(lǐng)域科技研發(fā)力度，在乙烯原料多元化、乙烯裝置大型化和系列化等方面取得突破，陸續(xù)成功開發(fā)出系列液體原料及氣體原料裂解爐，以及前脫丙烷前加氫、前脫乙烷前加氫和順序流程分離技術(shù)，實現(xiàn)乙烯原料由乙烷到重質(zhì)的全覆蓋，形成了中國石油自主百萬噸級液相復雜原料、煤基原料及乙烷裂解制乙烯成套技術(shù)。

大型乙烷制乙烯成套技術(shù)在兩個國家示范工程——中國石油蘭州石化公司長慶80×104t/a乙烷制乙烯項目和中國石油獨山子石化公司塔里木60×104t/a乙烷制乙烯項目，實現(xiàn)了我國自主乙烷裂解制乙烯技術(shù)工業(yè)化應用“零”的突破。該成套技術(shù)具有乙烯收率高、流程短、成本低、能耗低、易操作等特點，關(guān)鍵指標達到國際先進水平。兩套乙烷制乙烯項目采用國內(nèi)自主開發(fā)的乙烯成套技術(shù)，堅持引進設(shè)備材料最小化。中國寰球工程有限公司技術(shù)團隊對工藝流程不斷優(yōu)化和提升，形成了乙烷制乙烯系列設(shè)計和建設(shè)技術(shù)。

該技術(shù)突破了傳統(tǒng)乙烯生產(chǎn)能耗物耗高、乙烯收率低的制約，乙烯成本具有絕對優(yōu)勢，助推中國石油煉化綠色低碳轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展，進一步鞏固了中國石油在乙烯行業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢地位，起到了“支撐當前、引領(lǐng)未來”的作用。

寧216H6-1井 CG STEER旋轉(zhuǎn)導向系統(tǒng)工業(yè)化應用首戰(zhàn)告捷

3 CG STEER旋轉(zhuǎn)地質(zhì)導向鉆井系統(tǒng)——石油鉆井技術(shù)皇冠上的明珠

主要貢獻單位：中國石油集團川慶鉆探工程有限公司

旋轉(zhuǎn)地質(zhì)導向鉆井系統(tǒng)是集機、電、液、控等于一體的井下智能控制系統(tǒng)，技術(shù)含量高、攻關(guān)難度大，國內(nèi)長期處于“依賴進口、受制于人”的被動局面，是制約我國頁巖氣等非常規(guī)油氣產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展與國家能源安全戰(zhàn)略的關(guān)鍵技術(shù)。中國石油集團川慶鉆探工程有限公司迎難而上、領(lǐng)銜攻關(guān)、砥礪奮進，依托“十三五”國家科技重大專項，聯(lián)合中國航天科工集團有限公司和中國石油大學（華東），突破六大核心技術(shù)瓶頸，自主研發(fā)成功了CG STEER旋轉(zhuǎn)地質(zhì)導向鉆井系統(tǒng)。

該成果深刻認識了影響造斜率的關(guān)鍵因素，獨創(chuàng)了平衡趨勢造斜率精確預測模型，造斜能力突破12.5°/30m，滿足了頁巖氣等非常規(guī)油氣勘探開發(fā)需要；具備近鉆頭井斜、方位和伽馬測量功能，能夠?qū)崿F(xiàn)儲層的精確追蹤，綜合性能達到國際先進水平。該系統(tǒng)在國內(nèi)率先實現(xiàn)了國產(chǎn)旋轉(zhuǎn)地質(zhì)導向鉆井系統(tǒng)在頁巖氣水平井的全井段導向作業(yè)，在川渝、長慶等地區(qū)頁巖油氣和致密油氣應用50余口井，在頁巖氣和致密氣水平井一趟鉆進尺分別達到1200m和2331m。

該成果關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控，形成了獨立自主的全過程生產(chǎn)保障體系，同比進口購置成本和服務成本均降低30%，填補了我國陸上非常規(guī)油氣國產(chǎn)旋轉(zhuǎn)地質(zhì)導向鉆井系統(tǒng)技術(shù)空白。

4 一鍵式人機交互7000m自動化鉆機——國家鉆井工程領(lǐng)域的“國之重器”

主要貢獻單位：中國石油寶雞石油機械有限責任公司

由中國石油寶雞石油機械有限責任公司、中國石油集團川慶鉆探工程有限公司、中國石油集團工程技術(shù)研究院有限公司等單位聯(lián)合研制的國內(nèi)首套一鍵式人機交互7000m自動化鉆機，是國家科技攻堅任務和中國石油重大科技專項研究成果。在研制過程中，破解了多個重要技術(shù)瓶頸，形成“一鍵式人機交互操控”“獨立建立根”等5項關(guān)鍵技術(shù)，研制“高效動力貓道、一體化鐵鉆工”等8套關(guān)鍵設(shè)備，開發(fā)“集成化人機交互軟件”等3套功能軟件。該鉆機具有動態(tài)防碰管理、司鉆輔助操作、鉆機無線遙控起升等功能，極大地提升了作業(yè)現(xiàn)場本質(zhì)安全?？刂迫藛T只需通過一個按鍵就能使鉆機多個設(shè)備復合聯(lián)動、無縫銜接作業(yè)，實現(xiàn)“一個按鈕控全程”。

工業(yè)性試驗啟動儀式

該鉆機于2021年5月7日通過專家組出廠驗收。9月1日，在四川頁巖氣威204H62平臺應用，目前已完成兩口井的鉆井作業(yè)任務，鉆機總進尺10680m，各項功能和性能指標優(yōu)異，達到了設(shè)計預期。鉆機在應用中體現(xiàn)出自動程度高、作業(yè)效率高、安全水平高、操控性能優(yōu)等“三高一優(yōu)”的顯著特點，實現(xiàn)用工總量降低1/3，重體力勞動降低90%，采購成本降低1/3。

該鉆機的研制成功，使我國成為全球為數(shù)不多的具備一鍵式自動化鉆機自主研制能力的國家之一，打造了國家鉆井工程領(lǐng)域的“國之重器”，讓鉆井工人從“藍領(lǐng)”變“白領(lǐng)”成為現(xiàn)實，成為我國鉆井裝備發(fā)展史上新的里程碑。

司鉆操控

5 EV56高精度寬頻可控震源——中國石油深部油氣資源勘探利器

主要貢獻單位：中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司

可控震源的信號激發(fā)與目標識別技術(shù)源于“二戰(zhàn)”后期的雷達技術(shù)，而低頻信號的激發(fā)與信號畸變控制技術(shù)是整個地震信號控制技術(shù)中的核心，也是長期以來制約石油地震技術(shù)行業(yè)向深部資源探測的瓶頸。EV56高精度寬頻可控震源在國際上率先突破了低頻地震信號激發(fā)的技術(shù)瓶頸，采用新型液壓伺服系統(tǒng)與振動器結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)了1.5～160Hz線性寬頻地震信號激發(fā)，成為國際上首個規(guī)?；瘧玫母呔葘掝l可控震源，為高精度、高效率、安全環(huán)保油氣勘探開發(fā)提供了核心裝備支撐，使中國石油深部油氣勘探取得了大面積突破，有力保障了我國的油氣戰(zhàn)略安全。

EV56的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在：（1）首創(chuàng)振動器擾動抑制技術(shù)，極大地消除了時變（頻變）質(zhì)量對可控震源振動的影響，使低頻地震信號控制與輸出更穩(wěn)定；（2）創(chuàng)新性的振動器平板結(jié)構(gòu)，改善了激發(fā)信號在傳輸中的能量適配性，提高了深層地震數(shù)據(jù)成像精度；（3）首創(chuàng)振動液壓合流系統(tǒng)，滿足振動系統(tǒng)低頻對大流量的系統(tǒng)需求，垂直探測深度可達莫霍面。海外行業(yè)資深專家評價：在地震可控震源（地震信號的激發(fā)）頻帶與保真度（指標）方面，EV56構(gòu)建了新的國際標準。

6 多功能一體化油藏數(shù)值模擬軟件（HiSim4.0）——油藏數(shù)值模擬中國“芯”

主要貢獻單位：中國石油勘探開發(fā)研究院

多功能一體化油藏數(shù)值模擬軟件（HiSim4.0）是中國石油歷經(jīng)10余年攻關(guān)，自主研發(fā)的一款高性能、高精度、集地質(zhì)建?！筒啬M于一體的大型軟件系統(tǒng)，擁有地質(zhì)建模、黑油模擬、組分模擬、裂縫模擬、化學驅(qū)模擬、熱采模擬、模型建立、結(jié)果可視化、交互歷史擬合、井網(wǎng)部署十大功能模塊，界面美觀、操作便捷、可視化，交互式功能豐富，軟件模擬規(guī)模大、精度高、速度快，單機模擬規(guī)?？蛇_千萬網(wǎng)格。該成果創(chuàng)新攻克了10項關(guān)鍵核心技術(shù)，在一體化復雜滲流數(shù)學模型、多元化學驅(qū)數(shù)學模型、復雜裂縫建模與模擬、大規(guī)模高效求解技術(shù)方面處于國際領(lǐng)先水平，在陸相沉積油藏模擬方面有優(yōu)勢，是油藏工程師進行油氣藏精細油藏描述、層系井網(wǎng)部署和調(diào)整、開發(fā)方案優(yōu)化和提高采收率等研究的重要技術(shù)手段，是助力油氣田高效開發(fā)和高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵核心工具。

目前，這套軟件系統(tǒng)已在中國石油安裝上千套，在國內(nèi)外百余個區(qū)塊成功應用，實現(xiàn)了油藏數(shù)值模擬軟件的自主化、替代化，打破了國外技術(shù)壟斷，解決了關(guān)鍵技術(shù)問題。

HiSim低滲透油藏精細模擬

7 AnyCem自動化固井技術(shù)與裝備——國際首創(chuàng)自動化固井工藝技術(shù)

主要貢獻單位：中國石油集團工程技術(shù)研究院有限公司

依托中國石油重大科技項目，中國石油集團工程技術(shù)研究院有限公司聯(lián)合中國石油集團長城鉆探工程有限公司、中國石油集團川慶鉆探工程有限公司、中國石油集團渤海鉆探工程有限公司和各大油田，勠力創(chuàng)新、自主攻關(guān)，突破了固井工程核心數(shù)理模型、裝備自動控制關(guān)鍵方法，形成了以AnyCem固井軟件為核心、自動化固井成套裝備為載體的設(shè)計—仿真—監(jiān)控一體化首創(chuàng)技術(shù)——AnyCem自動化固井技術(shù)與裝備。

該技術(shù)主要創(chuàng)新包括：（1）突破了全生命周期固井密封完整性控制、復雜溫壓條件井下壓力精細分析等八大關(guān)鍵數(shù)理模型，提升了提高固井質(zhì)量的科學設(shè)計能力，奠定了自主軟件的核心理論基礎(chǔ)。（2）研制出自動化水泥車、水泥頭及閘閥系統(tǒng)、穩(wěn)定供灰等四大關(guān)鍵固井裝備，開發(fā)出現(xiàn)場作業(yè)數(shù)據(jù)實時采集與監(jiān)控系統(tǒng)，建立了自動化固井的硬件基礎(chǔ)。（3）創(chuàng)新形成集固井設(shè)計、仿真、自動監(jiān)測與控制、大數(shù)據(jù)分析與技術(shù)管理等多功能AnyCem軟硬件一體化平臺，整合了固井業(yè)務單元孤島數(shù)據(jù)，在國內(nèi)外率先實現(xiàn)“無人操作”固井作業(yè)，推進了固井業(yè)務數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展。

該技術(shù)已在長慶、西南、遼河、塔里木等地區(qū)規(guī)模應用。AnyCem固井軟件支撐復雜深井、天然氣井、水平井等固井優(yōu)質(zhì)率提升10%以上，助力高效勘探開發(fā)；自動化固井技術(shù)提升了固井連續(xù)精準施工水平，已建立5個示范隊，降低現(xiàn)場勞動強度50%，提高作業(yè)效率30%，引領(lǐng)了我國固井技術(shù)的發(fā)展。

新型全流程自動化固井工藝技術(shù)

8 CPLog多維高精度成像測井系統(tǒng)——集團公司高端測井主力裝備

主要貢獻單位：中國石油集團測井有限公司

“十三五”期間，在國家的大力支持下，中國石油歷經(jīng)5年集中攻關(guān)，成功研制出CPLog多維高精度成像測井系統(tǒng)，實現(xiàn)了國產(chǎn)裝備從陣列成像向多維成像的跨越，為國際化戰(zhàn)略實施提供技術(shù)支撐。

CPLog系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)化、模塊化、智能化及標準化設(shè)計為核心，突破了高性能測井芯片、高精度傳感器、高速通信與無線傳輸?shù)燃夹g(shù)。該系統(tǒng)測得更準，實現(xiàn)從二維均質(zhì)向三維各向異性測量的維度突破；看得更清，實現(xiàn)納米級孔喉識別和高分辨率“高清”成像；探測更遠，實現(xiàn)“一孔之見”向“一孔遠見”的跨越；綠色測井，可控源取代化學源，實現(xiàn)安全環(huán)保新途徑；遠程測控，創(chuàng)新“無人駕駛”測井新模式。

CPLog系統(tǒng)具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，結(jié)束了我國高端測井裝備長期依賴進口的歷史，建立了配套自主創(chuàng)新體系，形成了完整的技術(shù)攻關(guān)團隊，成為國內(nèi)技術(shù)系列最全、指標最先進、應用最廣的新一代標志性主力測井裝備，全力打造出解決復雜油氣評價難題的利器。

目前，CPLog系統(tǒng)已在國內(nèi)16家油氣田、海外8個國家應用；微電阻率成像創(chuàng)8882m陸上亞洲超深井測井紀錄，聲波成像實現(xiàn)井旁80m以上有效探測；中國石油油氣重大發(fā)現(xiàn)參與率達100%。

使用第四代精細分層注水工藝技術(shù)的吉林油田采油廠I號平臺

9 第四代精細分層注水工藝技術(shù)

主要貢獻單位：中國石油勘探開發(fā)研究院、中國石油大慶油田公司、中國石油長慶油田公司、中國石油吉林油田公司

第四代精細分層注水工藝技術(shù)首次實現(xiàn)了分層注水全過程實時監(jiān)測和自動控制，使油藏開發(fā)的“眼睛”和“手”能夠延伸到井下各個層段，對各層段的認識更精準，調(diào)控更高效。

集成流量計、壓力計和流量調(diào)節(jié)總成的一體化配水器

該成果突破了井下強干擾環(huán)境下流量永置式檢測、小直徑電機驅(qū)動的流量無級調(diào)節(jié)等世界級基礎(chǔ)共性難題，研制了集成流量計、壓力計和流量調(diào)節(jié)總成的一體化配水器等關(guān)鍵工具，形成了纜控式、波碼通信和地面式等第四代分層注水工藝，實現(xiàn)了分層注水井下測調(diào)自動化、狀態(tài)監(jiān)測實時化和數(shù)據(jù)管理網(wǎng)絡(luò)化，助力我國分層注水工藝持續(xù)國際領(lǐng)先；基于實時分注數(shù)據(jù)和油藏靜態(tài)數(shù)據(jù)，開發(fā)了精細油藏分析與優(yōu)化軟件IRes，推進了注水方案優(yōu)化與調(diào)整由“滯后調(diào)控”向“實時、精細、智能優(yōu)化”的重大跨越。

該成果已在大慶、長慶、吉林和華北等油田建立11個示范區(qū)。示范區(qū)分注合格率均保持在90%以上，水驅(qū)動用程度平均提高5.7個百分點，自然遞減率平均下降2.76個百分點。

10 靈活切換生產(chǎn)1-丁烯/1-己烯成套技術(shù)

主要貢獻單位：中國石油石油化工研究院、中國石油蘭州石化公司、中國寰球工程有限公司

該成果首次提出“高品質(zhì)1-丁烯/1-己烯的柔性生產(chǎn)”理念，攻克了催化反應引發(fā)慢、易失活，易黏結(jié)體系制約工藝長周期，差異化反應過程難耦合和關(guān)鍵微量雜質(zhì)控制等共性技術(shù)難題，研發(fā)集成了兼具選擇性與活性的催化劑、耦合內(nèi)循環(huán)熱/質(zhì)強化與外循環(huán)高效清膠的多功能高效反應設(shè)備、柔性生產(chǎn)流程的成套工藝技術(shù)。

該自主成套技術(shù)率先在國家示范工程——長慶80×104t/a乙烷制乙烯項目應用。2021年8月30日，長慶3×104t/a工業(yè)裝置中交，9月8日裝置開車成功，生產(chǎn)的1-丁烯產(chǎn)品純度高達99.87%，關(guān)鍵雜質(zhì)1，3-丁二烯含量僅為4×10-6，顯著低于30×10-6的技術(shù)要求，更大幅優(yōu)于國外同類技術(shù)商低于50×10-6的技術(shù)保證值。

該技術(shù)開發(fā)和應用顯著提高了國家示范工程自主創(chuàng)新水平，為中國石油聚乙烯業(yè)務提質(zhì)增效提供技術(shù)支撐，推動了我國聚烯烴行業(yè)技術(shù)發(fā)展與進步。