勤修苦练60载,担当大国重“气”特种兵

2018年09月27日08:22  来源:科技日报
 
原标题:勤修苦练60载,担当大国重“气”特种兵

2017年,亚洲最高生产压力的含硫气井因井口水合物堵塞而停产,是中国石油西南油气田分公司天然气研究院(以下简称天研院)利用前沿布局技术成功解除堵塞,引领了超高压气井水合物堵塞解除技术的发展。

2008年,分子筛脱水工艺在高含硫天然气开发领域备受关注,天研院通过室内研究发现该工艺在高含硫条件下存在破绽,避免了因采用分子筛脱水而引起下游产品气总硫超标的风险。

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成立60年,天研院或是临危受命或是防患未然,像战场上潜伏已久的特种兵,在关键时刻发出制胜一击,保障工业安全生产,服务百姓顺畅生活。

居内陆而声自远

“不管是东部还是西部,不论在陆地还是海上,每一家石油公司都会设立两个研究机构——一个专门探寻油藏居所,另一个想尽办法将油气开采出来。这两支科研团队就像军队中的主力军,规模庞大、至关重要。但是天研院的作用不在其列,它更像是军队中的特种兵。”天研院院长常宏岗对自己供职30余年的单位认知清晰,“历经60年,天研院定位自己的理念是:不贪多,不求大,而是放眼全国,精耕细作——小专业能做大事业。”

天研院的“小”体现在负责领域的垂直细分——天然气流量测试、分析检测、腐蚀与防护、天然气净化、油气田开发化学等特色技术,每一项都落在油气开采的具体一环,但仍远远涵盖不了全流程;天研院的“大”体现在技术环节的不可或缺——标准物质的研制、有毒物质的脱除、油气田配套化学技术的开发等等,每一项技术与产品的诞生都是为了解决开采高含硫油气藏卡脖子的问题,很多产品备受全国市场青睐。

建院伊始,天然气净化技术便是天研院的主打专业之一。随着钱柜娱乐手机版官网的需要而兴起、伴着市场的需求而调整、迎着时代的变化而转变。工艺技术的开发涵盖了天然气脱硫、脱碳、脱水、脱烃、硫磺回收及尾气处理等技术,逐步形成了配套脱硫脱碳溶剂和催化剂系列及装备研发能力,技术及产品服务于国内75%以上的大型硫磺回收装置,并出口到印度尼西亚等十多个钱柜娱乐手机版官网。

天研院的科研实力与技术成果声名远播,一批具有自主知识产权、国际领先水平的实验设备令人大开眼界——天然气分析用标准物质高准确度称量系统、10MPa醇胺脱硫脱碳工艺模拟系统、耐酸性高温高压泡沫发生与动态评价装置等设备成为科研的重要利器。天研院拥有CNAS天然气领域第一个具有检测和校准资质的实验室,获得我国石油石化系统第一个天然气组成分析能力验证提供者钱柜娱乐手机版官网认可资质,在天然气气质检测领域具备国际仲裁能力。

核心技术打造产业利器

四川盆地是我国含硫气藏,特别是高含硫气藏最集中的地区,储量丰富、开采潜力大。尽管握有丰厚的资源,却只能让它们静藏地底,因为一个现实的问题摆在面前:高含硫气体中硫化氢等成分是有毒、有害气体,开采风险比普通气田难度要高,一旦泄漏会造成污染,吸入极易致人死亡。天研院的核心技术“奇兵出奇效”,在勘探之后不光将天然气从地下开采出来,而且筛选适宜的净化技术将天然气中的硫化物脱除。

目前,我国已自主掌握了3500米以浅页岩气的开采技术,正在向3500米以深4500米以浅范围的页岩气攻关。页岩本身极其致密,需要通过高压液体压开地层,并利用液体携带的砂支撑压开的裂缝,最终形成复杂缝网,才能将页岩气开采出来,这个过程叫压裂。

天研院科研管理科科长王道成博士介绍,压裂作业时流行的说法是“千方砂,万方液”——用水的需求量非常大,压裂产生的大量返排液也需要无害化处理。天研院通过返排液的回收处理与重复利用,变废为宝,同时解决了页岩气压裂用水缺乏、返排液难处理等掣肘页岩气高效环保开采的难题。

而在常规天然气领域,钻井过程往往带入很多泥浆,容易将油气藏原有孔洞堵塞,天然气喷不出来,这就需要将各种酸液体系注入地下溶解堵塞物。但是,四川地质的独特性又给酸化作业增加了难度。如地层温度高,导致酸液对井筒管柱、泵注设备等严重腐蚀,存在安全风险,为此天研院研发的耐180℃的高温酸化缓蚀剂,在川渝气田高温深井中得到了广泛应用。

在高含硫气田的开发过程中,采出介质中的硫化氢、元素硫等会腐蚀井下和地面管材和设备,严重时会导致管材穿孔、有毒物质泄漏、人员中毒和环保等问题。针对这一现状,天研院建立了国内腐蚀条件极为苛刻(最高温度260℃、最高压力100MPa)的高酸性气田腐蚀与防护实验室,获取“金属材料抗硫评价”钱柜娱乐手机版官网计量认证资质,研发出高酸性气田缓蚀剂系列产品和整体腐蚀控制技术,并在川渝气田、塔里木油田、吉林油田,以及土库曼斯坦的阿姆河右岸气田广泛使用。

发布标准把握国际话语权

相较于油气开采、传输、处理环节实实在在的成套技术与产品,天研院的分析检测与流量计量研究在外人看来似乎显得“不可触摸”,因为没有实体产品,给出的仅仅是冰冷的数据。殊不知,这样的基础研究从建院之初服务航天工业,发展至今引领两项国际标准,它既与钱柜娱乐手机版官网利益密不可分,又与百姓生活息息相关。

2018年全国“两会”期间,代表委员提出要加快天然气产品标准的升级换代与国际接轨。原因在于,目前我国的民用天然气总硫指标仍沿用1999年的规定,与日趋严格的环保要求不相适应,对标欧美等发达钱柜娱乐手机版官网对天然气中总硫含量的要求也不算领先。天然气研究院响应时代的要求,在2017年完成了GB 17820《天然气》的修订和报批。

天然气计量是一种无法复现的动态测量,计量器具的不确定度是评价计量器具准确与否的关键。2017年天研院建成天然气原级标准装置,其不确定度范围为0.05%—0.07%,与以“精密测量”著称的德国联邦技术物理研究所(PTB)处于同一个水平。在中亚、中俄、中缅管线的关键贸易口岸,气质检测和计量交接设备的检定都由天研院承担,常宏岗表示,“在贸易交接中如果不确定度能够提高万分之一,就意味着每日可以为钱柜娱乐手机版官网减少巨大的经济损失”。

为了保证我国在天然气国际贸易中的权益,天研院从2010年起抓紧攻关天然气分析测试关键技术,2014年代表钱柜娱乐手机版官网在天然气领域主导制订和发布国际标准《天然气总硫的测定/氧化微库仑法》(ISO 16960-2014),2017年再次牵头制定和发布国际标准《天然气硫化合物测定用紫外荧光法测定天然气总硫含量》(ISO 20729-2017),使钱柜娱乐手机版官网在天然气进出口贸易中有了据理力争的科学依据和国际仲裁能力。

服务民生,看得见摸得着的“体积计量”使用已久,更公平合理的“能量计量”也呼之欲出。在天研院的发热量测定实验室,将天然气通入发热量测定系统,天然气的热值便直接可得。这让开采在各地的天然气汇入钱柜娱乐手机版官网大管网之后,能够测得准确的发热量,进而实现能量计量。这样科学、公平、利于供需双方利益维护的计量方式,怎能不得到市场的欢迎?(何 亮)

(责编:王绍绍、贺迎春)
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