1.儲(chǔ)層物性納米級(jí)實(shí)驗(yàn)分析技術(shù)投入應(yīng)用 

　　與常規(guī)油氣儲(chǔ)層相比，致密砂巖和泥巖等非常規(guī)儲(chǔ)層孔喉屬于微-納米級(jí)別，孔喉連通復(fù)雜，滲流機(jī)理特殊，常規(guī)分析測(cè)試手段無法準(zhǔn)確測(cè)量和表征。

　　一項(xiàng)數(shù)字巖石物理技術(shù)基于高分辨率納米CT掃描系統(tǒng)與FIB掃描電鏡的一種納米級(jí)實(shí)驗(yàn)方法，具有超高分辨率和三維可視化展示等特點(diǎn)。其創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在：可以對(duì)致密儲(chǔ)層微觀孔喉結(jié)構(gòu)進(jìn)行無損傷立體重構(gòu)、確定孔隙分布特征與儲(chǔ)層參數(shù)和揭示明確流體滲流機(jī)理與油氣成藏過程。它通過多尺度巖心掃描確定孔隙度、滲透率、孔喉連通指數(shù)與儲(chǔ)層力學(xué)性質(zhì)的相關(guān)參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上利用晶格玻爾茲曼原理模擬油氣滲流機(jī)理，建立基于真實(shí)三維孔隙模型的非常規(guī)油氣成藏動(dòng)態(tài)模型。

　　作為非常規(guī)油氣儲(chǔ)層微-納米級(jí)孔喉結(jié)構(gòu)研究的關(guān)鍵技術(shù)，它改變了傳統(tǒng)的儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)表征方法，建立了非常規(guī)儲(chǔ)層性質(zhì)有效評(píng)價(jià)體系，大大拓展了全球油氣勘探領(lǐng)域。

　　2.致密油開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)突破實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用

　　致密油泛指滲透率極低，需要借助壓裂等技術(shù)手段才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)開采的原油，包括從頁巖、致密砂巖和致密碳酸鹽巖等巖層中開采的原油。美國(guó)致密油開發(fā)技術(shù)取得重大突破，其中巴肯致密油日產(chǎn)量從2003年的1萬桶提高到2010年的45.8萬桶。

　　北美致密油開發(fā)技術(shù)和管理創(chuàng)新包括：嚴(yán)格的陸上致密油作業(yè)準(zhǔn)則為降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和減少環(huán)境危害提供了保障； HiWAY水平井分段壓裂技術(shù)通過間歇性注入高濃度凝膠壓裂液和高強(qiáng)度支撐劑，在充填層中產(chǎn)生高導(dǎo)流能力的通道網(wǎng)，可以大幅提高致密油產(chǎn)量，降低單井用水量和支撐劑使用量；雙分支長(zhǎng)水平井技術(shù)可擴(kuò)大有效泄油面積，提高可采儲(chǔ)量；微震監(jiān)測(cè)技術(shù)可優(yōu)化壓裂層位、封隔器放置和射孔位置，成功描述裂縫方位角等參數(shù)。

　　致密油開發(fā)技術(shù)的突破將引領(lǐng)和帶動(dòng)全球致密油勘探開發(fā)進(jìn)程。目前，致密油資源有認(rèn)識(shí)、有技術(shù)、有儲(chǔ)量，開發(fā)條件逐漸趨于成熟，有望成未來重大石油接替資源。

　　3.近3000米超深水油氣藏開發(fā)技術(shù)取得重大突破

　　當(dāng)前全球重大勘探發(fā)現(xiàn)有一半來自海上，特別是在深水和超深水。墨西哥灣帕迪多項(xiàng)目應(yīng)用一系列深水油氣藏開發(fā)技術(shù)，創(chuàng)造了2934米水深開采的世界紀(jì)錄。

　　這些技術(shù)突破包括：創(chuàng)新海底油氣分離和泵送系統(tǒng)，一套生產(chǎn)系統(tǒng)可以同時(shí)開采3個(gè)海底油田；創(chuàng)新圓柱形海上鉆探平臺(tái)和浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油船技術(shù)，減小了平臺(tái)的尺寸和成本，提高了平臺(tái)抵御災(zāi)害的能力，可以收集、加工和輸出半徑48公里范圍內(nèi)開采的原油；首次采用鋼管液壓和多路大功率臍帶纜技術(shù)，可以在海底提供高達(dá)1500馬力的動(dòng)力；首次在塔狀浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油卸油船上應(yīng)用懶波引導(dǎo)立管技術(shù)，防止由于不斷搖晃導(dǎo)致材料疲勞；首次使用聚酯系泊系統(tǒng)延長(zhǎng)生產(chǎn)設(shè)備的使用年限。

　　帕迪多項(xiàng)目離岸距離是其他平臺(tái)的幾倍，一套生產(chǎn)系統(tǒng)可同時(shí)從22個(gè)平臺(tái)井口和13個(gè)通過海底設(shè)施回接的海底井口進(jìn)行生產(chǎn)。項(xiàng)目成功實(shí)施將為超深水開發(fā)技術(shù)在深水油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域發(fā)揮重要示范與引領(lǐng)作用。

　　4.綜合地球物理方案提高非常規(guī)油氣勘探開發(fā)效益

　　地球物理技術(shù)在解決裂縫分析和應(yīng)力估算等一系列非常規(guī)油氣勘探問題中發(fā)揮著越來越重要的作用。2011年，國(guó)外多家公司在方法研究和小規(guī)模現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了非常規(guī)油氣藏地球物理綜合解決方案的工業(yè)化應(yīng)用。

　　這套綜合的地球物理方案包括：采用針對(duì)勘探目標(biāo)制定的專門勘探評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)采集方案；通過AVO分析、方位各向異性分析和巖石屬性參數(shù)計(jì)算等技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的油藏描述；通過建立精確的地質(zhì)力學(xué)模型進(jìn)行鉆井“甜點(diǎn)”識(shí)別，優(yōu)化鉆井方案，避免鉆井危害，降低鉆探風(fēng)險(xiǎn)。此外，這套綜合流程中將微震監(jiān)測(cè)與油藏模型相結(jié)合，在優(yōu)化壓裂方面取得顯著效果。目前采用微震監(jiān)測(cè)技術(shù)優(yōu)化壓裂已在美國(guó)的多個(gè)頁巖勘探項(xiàng)目中規(guī)模化應(yīng)用。 

　　非常規(guī)油氣藏綜合地球物理方案已在北美多個(gè)頁巖氣項(xiàng)目中應(yīng)用，效果顯著：減少勘探成本，大大提高鉆井成功率；優(yōu)化開發(fā)方案，提高采收率；提高單井產(chǎn)能，提高投資利潤(rùn)率。

　　5.水平井鉆井技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)頁巖氣大規(guī)模開發(fā)

　　北美頁巖氣大開發(fā)中，鉆井技術(shù)的發(fā)展，有效降低了鉆井周期和成本，實(shí)現(xiàn)頁巖氣的大規(guī)模開發(fā)。

　　這些進(jìn)展包括：工廠化鉆井模式，可以優(yōu)化井場(chǎng)布置，提高建井速度；新型井底振動(dòng)工具、可控泥漿馬達(dá)和井底水力參數(shù)記錄器等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鉆直井機(jī)械鉆速翻番，鉆斜井機(jī)械鉆速提高40%；新型液壓絞車鉆機(jī)減少非生產(chǎn)時(shí)間、占地面積和運(yùn)移及安裝成本，提高水平井鉆井效率50%；新型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向裝置實(shí)現(xiàn)每100英尺17度造斜率，在裸眼井段進(jìn)行大角度造斜和側(cè)鉆，并完成復(fù)雜三維井眼軌跡鉆進(jìn)；新型鋼體聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭，快速有效鉆彎曲和長(zhǎng)水平段，減少水力耗能，切削深度更深，狗腿控制更容易；新型頁巖水基鉆井液，用于頁巖和敏感環(huán)境鉆井，在含有可溶性鈣、鹽和酸氣的地層中保持井眼穩(wěn)定；創(chuàng)新的頁巖氣鉆井質(zhì)量管理方法，大大降低非鉆井時(shí)間和作業(yè)成本，平均月鉆速提高30.8%。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)水平井鉆井?dāng)?shù)量從2000年的1144口上升到2010年的12224口，占天然氣鉆井?dāng)?shù)量的77%。鉆井技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)北美頁巖氣水平井大規(guī)模開發(fā)。

　　6.介電測(cè)井技術(shù)取得重大進(jìn)展改善儲(chǔ)層評(píng)價(jià)效果

　　新一代介電測(cè)井儀器——介電掃描儀器克服了介電測(cè)井技術(shù)原有局限，大大改善了地層評(píng)價(jià)效果。

　　該儀器采用多間距陣列天線，可在20兆赫到1000兆赫之間的4個(gè)不同頻率上進(jìn)行測(cè)量。為降低各向異性的影響，采用了縱向和橫向極化兩種測(cè)量模式，天線安裝在全鉸接式連接的短極板上，通過液壓推靠器使天線緊貼井壁。同原有介電測(cè)井儀相比，新儀器測(cè)量精度高，井眼補(bǔ)償效果好。介電掃描測(cè)井與傳統(tǒng)的測(cè)井方法相結(jié)合，可為儲(chǔ)層評(píng)價(jià)和油藏描述提供更豐富的信息。

　　新型介電掃描儀在委內(nèi)瑞拉砂泥巖薄互層中累計(jì)識(shí)別出150英尺的油層；在克恩河油田的低礦化度地層中精確估算出重油飽和度；在中東一個(gè)高孔隙度碳酸鹽巖油藏中，由于巖石結(jié)構(gòu)多變和泥漿濾液侵入影響嚴(yán)重，常規(guī)測(cè)井的地層評(píng)價(jià)效果不佳，而用介電掃描測(cè)井資料證實(shí)其剩余油飽和度為95%。

　　7.管道激光視覺自動(dòng)焊機(jī)提高焊接效率和質(zhì)量

　　一種應(yīng)用激光視覺技術(shù)的管道激光視覺自動(dòng)焊機(jī)研發(fā)成功，首次實(shí)現(xiàn)了油氣管道施工的自適應(yīng)焊接。

　　該技術(shù)通過向坡口內(nèi)發(fā)射一束激光條紋，非常詳盡地讀出焊縫區(qū)的特征，指導(dǎo)雙焊炬焊機(jī)根據(jù)對(duì)口情況在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行自適應(yīng)控制，實(shí)現(xiàn)高速實(shí)時(shí)跟蹤、實(shí)時(shí)閉環(huán)控制、實(shí)時(shí)調(diào)整速度和擺動(dòng)寬度，從而實(shí)現(xiàn)管道全位置焊接的自適應(yīng)控制，優(yōu)化焊道厚度，確保穩(wěn)定的填充量。其全數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)可以確保每一道工序的質(zhì)量：通過PDA交互界面對(duì)焊接參數(shù)進(jìn)行編程并下載到現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的焊機(jī)中，可在焊接過程中改變焊接參數(shù)；上傳性能數(shù)據(jù)，進(jìn)行QC分析并驗(yàn)證每一道焊縫是否符合規(guī)范；對(duì)坡口和根焊道的焊前和焊后在線檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)缺陷的立即返修，將停工時(shí)間縮至最短，確保高質(zhì)量的焊縫，降低焊接總成本，并由計(jì)算機(jī)輸出所有焊縫檢測(cè)報(bào)告，用于永久記錄。

　　這實(shí)現(xiàn)管道自動(dòng)焊接的自適應(yīng)控制，提高了焊接效率和質(zhì)量，縮短了焊接時(shí)間。

　　8.微通道技術(shù)成功用于天然氣制合成油

　　一種應(yīng)用微通道技術(shù)的小型天然氣制油（GTL）裝置由美國(guó)一家公司研發(fā)成功。該裝置采用微通道反應(yīng)器和超高活性費(fèi)托（F-T）合成催化劑，在規(guī)模超過每天3萬桶的GTL工廠具有良好的經(jīng)濟(jì)可行性，在生物質(zhì)制油（BTL）和煤制油（CTL）過程中同樣具有商業(yè)應(yīng)用價(jià)值。

　　這種微通道技術(shù)可將GTL過程中甲烷水蒸氣轉(zhuǎn)化（SNM）和F-T反應(yīng)的速度提高1000倍。該微通道反應(yīng)器由一組光化學(xué)反應(yīng)技術(shù)加工的薄片零件通過擴(kuò)散連接技術(shù)制成，在氣體處理量為每小時(shí)591立方米或煤、生物質(zhì)處理量為每天500噸時(shí)就具有經(jīng)濟(jì)可行性。

　　目前，在奧地利Gussing采用這種微通道反應(yīng)技術(shù)已經(jīng)成功完成處理量為每天1桶的BTL裝置示范工程，共使用了900個(gè)微通道反應(yīng)器，相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)產(chǎn)量提高了4倍到8倍。在位于巴西的Fortaleza，采用微通道反應(yīng)技術(shù)處理量為每天6桶的GTL裝置也將投入運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　9.石腦油催化裂解萬噸級(jí)示范裝置建成投產(chǎn)

　　石腦油催化裂解制烯烴工藝（ACO）示范裝置在韓國(guó)蔚山投產(chǎn)。結(jié)果顯示，與蒸汽裂解工藝相比，ACO可獲得更高的烯烴產(chǎn)率，以更低成本獲得更高烯烴產(chǎn)量，烯烴年產(chǎn)量達(dá)到1萬噸，是替代傳統(tǒng)石腦油蒸汽裂解裝置的替代方案。

　　ACO工藝融合了同軸并流FCC技術(shù)與高選擇性專利催化劑，可以使石腦油大量轉(zhuǎn)化為丙烯和乙烯。ACO反應(yīng)器系統(tǒng)包括同軸并流構(gòu)造和雙提升管等。這項(xiàng)工藝的關(guān)鍵是催化劑，專門用于在流化床反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化石腦油，生產(chǎn)丙烯和乙烯，提高轉(zhuǎn)化率。最新的ACO催化劑具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、水熱穩(wěn)定性以及對(duì)低碳烯烴的高選擇性。

　　示范裝置的總烯烴收率有所提高，乙烯和丙烯收率比傳統(tǒng)的蒸汽裂解高出15%～20%，且丙烯與乙烯比接近1.0，提高的收率中大部分是丙烯，可以更好地適應(yīng)未來的市場(chǎng)需求，在較低成本下進(jìn)行烯烴生產(chǎn)，并具較低的排放足跡。

　　ACO示范裝置的成功投產(chǎn)標(biāo)志著石腦油催化裂解技術(shù)在工藝設(shè)計(jì)等方面獲得了工業(yè)化驗(yàn)證。

　　10.新型車用碳纖維增強(qiáng)塑料取得重大突破

　　一款用于汽車框架模塑快速成型的新型碳纖維增強(qiáng)塑料（CFRP）由日本一家企業(yè)研發(fā)成功，其汽車框架模塑成型時(shí)間由原來的5分鐘縮短到不足1分鐘，大大縮短了生產(chǎn)周期，標(biāo)志著使用碳纖維塑料規(guī)模化生產(chǎn)汽車車體和其他產(chǎn)品的技術(shù)獲得重大突破。

　　新技術(shù)開發(fā)出的由熱塑性樹脂制造的中間材料，用于替代傳統(tǒng)的熱固性樹脂；CFRP部件的焊接技術(shù)可將幾種不同的材料粘接在一起，減少制造過程中金屬的使用量；將碳纖維與熱塑性樹脂浸漬，產(chǎn)生三種中間材料：?jiǎn)蜗蛑屑?jí)，在某些方向上擁有超高的強(qiáng)度；各向同性中間體，擁有形狀的靈活性和多向強(qiáng)度的最佳平衡；長(zhǎng)纖維熱塑性塑料顆粒，高強(qiáng)度顆粒由碳纖維制成，適用于復(fù)雜零部件的注射成型。使用這些新的中間材料，可在短短1分鐘內(nèi)完成CFRP成型。

　　目前，一款車體全部采用CFRP材料制造的4人座電動(dòng)概念車已開發(fā)出來，重量?jī)H有47千克，車速可達(dá)每小時(shí)60千米，續(xù)航能力為100千米。這項(xiàng)材料新技術(shù)有望在汽車零部件制造及機(jī)械制造和工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域推廣應(yīng)用。