科技動態(tài)

7018米！中國科學家“向地球深部進軍”

繼“神舟”上天、“蛟龍”下海之后，中國科學家在地球深部的探索又迎來歷史性突破。

2日，吉林大學主要承擔研發(fā)的“地殼一號”萬米鉆機正式宣布完成“首秀”：完鉆井深7 018米，創(chuàng)造了亞洲國家大陸科學鉆井新紀錄，標志著我國成為繼俄羅斯和德國之后，世界上第三個擁有實施萬米大陸鉆探計劃專用裝備和相關技術的國家。

7 018米深的松科二井，屬于我國實施的松遼盆地白堊系國際大陸科學鉆探工程，是國際大陸科學鉆探計劃（ICDP）實施22年以來最深鉆井，也是全球首個鉆穿白堊紀陸相地層的科學鉆探井。

這是中國入地工程的一項標志性成就，將為我國地球深部探測提供關鍵技術和裝備，拓展松遼盆地深部頁巖氣、地熱能等清潔能源勘查開發(fā)的新空間，引領全球白堊紀陸相古氣候研究，顯著提升我國在地質(zhì)歷史古氣候研究領域的國際影響力。

十年磨一“鉆”！“向地球深部進軍”科學鉆探是獲取地球深部物質(zhì)、了解地球內(nèi)部信息最直接、有效、可靠的方法，是地球科學發(fā)展不可缺少的重要支撐，也是解決人類社會發(fā)展面臨的資源、能源、環(huán)境等重大問題不可缺少的重要技術手段。20世紀70年代以來，很多發(fā)達國家陸續(xù)實施了多項科學鉆探計劃。具有代表性的有蘇聯(lián)科拉半島12 262米超深鉆，是目前世界上最深井；德國KTB超深鉆，9 101米，排名第二。

1996年2月，德國、美國和中國作為第一批成員，發(fā)起了國際大陸科學鉆探計劃。目前，我國已成功申請到“大別—蘇魯”大陸超深鉆、中國環(huán)境科學鉆探青海湖工程、科鉆一井和二井工程等多項ICDP項目，在大陸科學鉆探領域取得令人矚目的成績。

工欲善其事，必先利其器。此前，我國地球物理的儀器主要依賴進口，但國外高精度的儀器對我國是封鎖的?！叭绻f我們是‘小米加步槍’的部隊，人家就是有導彈的部隊?！蔽覈麘?zhàn)略科學家、國家“千人計劃”特聘專家、吉林大學交叉學部學部長黃大年教授生前接受采訪時說。他深知，這是國家發(fā)展無法回避與繞開的話題，必須突破發(fā)達國家的裝備與技術封鎖。

參與“深部探測技術與實驗研究專項”是黃大年回國后的第一項重要任務——擔任專項第9項目“深部探測關鍵儀器裝備研制與實驗項目”負責人。

該項目第五課題——“深部大陸科學鉆探裝備研制”，由吉林大學作為主要承擔單位進行研發(fā)，以滿足我國地球深部探測任務中對超深鉆探用高端裝備的需求。

經(jīng)過四年多的技術攻關，2013年吉林大學成功研發(fā)了我國首臺萬米大陸科學鉆探專用裝備“地殼一號”萬米鉆機，填補了我國在深部大陸科學鉆探裝備領域空白，大大提高了我國超深井科學鉆探裝備的技術水平。

攻堅克難！中國科學家突破高溫、“取心”等技術難題

在我國東北部，松遼盆地靜臥在大小興安嶺和長白山脈的懷抱中。2006年8月18日，在松遼盆地北部中央坳陷區(qū)開鉆的中國白堊紀大陸科學鉆探工程（松科一井）分兩孔進行。2007年10月20日，松科一井順利完鉆，總?cè)⌒倪M尺為2 577米，心長共計2 485米，為白堊紀地球表層系統(tǒng)重大地質(zhì)事件與溫室氣候變化的后續(xù)研究奠定了堅實基礎。

松科二井于2014年開鉆，目標是打穿松遼盆地白堊系，探索松遼盆地深部能源潛力，建立松遼盆地深部地層結(jié)構，尋求白堊紀氣候變化地質(zhì)證據(jù)，研發(fā)深部探測技術。

“地殼一號”萬米鉆機成為完成松科二井項目的不二選擇?！啊貧ひ惶枴?jīng)受住了考驗，鉆機無故障率達97.5%，最高日進尺286米，充分體現(xiàn)出我國自主研發(fā)鉆機的能力。”松科二井工程總裝備師、“地殼一號”萬米鉆機研發(fā)負責人、吉林大學副校長孫友宏說，“地殼一號”突破了四項關鍵技術，一些技術甚至達到國際領先水平，使得我國鉆探裝備研發(fā)水平成功躋身國際第一梯隊。

如何保障鉆頭在持續(xù)超高溫下不“中暑罷工”，是科學家們面臨的重要問題。松科二井工程總指揮、中國地質(zhì)科學院勘探技術研究所所長張金昌介紹，鉆井越深，溫度越高，鉆井液的技術難度越大。松科二井每往下鉆進100米，地下溫度會升高3℃至4℃，鉆到孔底的時候溫度已超過240℃。通過反復研究和實驗，團隊研發(fā)出新型鉆井液配方，經(jīng)受住了井底高溫的考驗，刷新了我國鉆井液應用的最高溫度紀錄。

“鉆地”成功后科學家們又面臨“取心”的挑戰(zhàn)。在一個極不均勻和復雜的球體上“動刀”，在保證鉆的井眼不能坍塌和崩裂的同時，還要完整無缺地取出深部巖心，難度極大。

松科二井采用國內(nèi)首創(chuàng)的大直徑同徑取心鉆探工具，使用鉆探工具直接鉆進一個大井眼，并一次性鉆進至設計井眼直徑，攻克了大直徑取心鉆頭破碎巖石和粗大巖心抓取、攜帶出井等關鍵技術難關。

如此一來，既省去了傳統(tǒng)的“小徑取心，大徑擴孔”過程中的諸多工序，避免了“從小井眼到大井眼”鉆進過程中的很多風險，也節(jié)約了大量物資，同時，獲取的巖心樣品實物量也比設計量多了5倍。

入地7 018米！開啟中國“地學”新起點在5月21日進行的松科二井成果鑒定會上，李廷棟、康玉柱、武強、侯增謙、楊經(jīng)綏等院士及有關專家一致認為，該成果實現(xiàn)了理論、技術、工程、裝備的重大突破，對拓展我國深部能源勘查開發(fā)新空間、引領白堊紀古氣候研究和服務“百年大慶”建設具有重要意義。成果總體達到國際先進水平，在深部鉆探技術和白堊紀陸相古氣候研究方面達到國際領先水平。

目前松科二井巖心已經(jīng)全部采集完畢，這將會在研究白堊紀古氣候演變以及未來人類生存環(huán)境演化方面發(fā)揮關鍵作用?！爸匝芯堪讏准o，因為這一時期是離我們最近的溫室氣候時期，也是高二氧化碳、高海平面和高溫的‘三高’時期。搞清楚白堊紀，對于研究未來地球演化——可能會進入這種‘三高’時期具有重要借鑒意義。”松科二井首席科學家、中國科學院院士王成善說。

王成善形容：“松科二井向整個地球科學界提供了一個大舞臺——首次重建了白堊紀陸相百萬年至十萬年尺度氣候演化歷史，發(fā)現(xiàn)了各個時間尺度陸相氣候變化的主要控制因素，為研究地球氣候系統(tǒng)在溫室氣候條件下演變機制找到新證據(jù)?！?/p>

通俗說，通過松科二井這一“時間隧道”，中國地質(zhì)科學家基本還原了白堊紀的場景。

此外，7018米的松科二井還揭示了松遼盆地形成的原因、過程和結(jié)果，為支撐大慶油田未來50年發(fā)展，保證我國能源安全提供了重要的數(shù)據(jù)支撐。

下一步，中國科學家將繼續(xù)研發(fā)15 000米國產(chǎn)超深鉆探裝備系列，做好我國超萬米大陸科學鉆探工程以及大型含油氣盆地科學鉆探工程的選址和實施工作。

人類的征途不僅僅是星辰和大海，還有探索通向地球深處的隧道，更加貼近地聆聽地球母親的“心跳”。

（摘自寧夏日報第21534期）

美國實現(xiàn)乙醇汽油全覆蓋

全球燃料乙醇產(chǎn)量和消費量快速增長。2016年，全球生物燃料乙醇產(chǎn)量為7 978萬噸，年均增長7.3%。目前有超過40個國家和地區(qū)推廣生物燃料乙醇和車用乙醇汽油，年消費乙醇汽油約6億噸，占全球汽油消費總量的60%左右。

美國是世界最大的生物燃料乙醇生產(chǎn)國和消費國，主要原料為玉米。美國的燃料乙醇生產(chǎn)始于20世紀70年代末的第二次石油危機，2016年，全美生物燃料乙醇總產(chǎn)量達到4 554萬噸，E15車用乙醇汽油在美國已實現(xiàn)全覆蓋，年減排二氧化碳超過4 350萬噸。

巴西是世界第二大生物燃料乙醇生產(chǎn)國和消費國，也是最早實現(xiàn)車用乙醇汽油全覆蓋的國家，主要原料為甘蔗。2016年，巴西生物燃料乙醇產(chǎn)量達到2 118萬噸，主要通過高比例摻混（27%）利用，巴西燃料乙醇替代了該國50%的汽油。

歐盟早在1985年就開始使用乙醇含量為5%的車用乙醇汽油。2016年，歐盟生物燃料乙醇產(chǎn)量為409萬噸。

2016年，全球燃料乙醇消費量為7 915萬噸，年均增長7.3%。

（摘自中國化工信息2018年第9期）

撫順石化成功開發(fā)超高開口低密聚乙烯新產(chǎn)品

6月7日，撫順石化公司45萬噸/年低密聚乙烯裝置成功開發(fā)出超高開口膜料新產(chǎn)品F218W。經(jīng)測試，該產(chǎn)品的薄膜表觀性能好、表面光澤度高、膜泡穩(wěn)定，各項數(shù)據(jù)全部達到指標，滿足超高開口聚乙烯膜料產(chǎn)品性能要求，可以完全替代進口。

超高開口膜料樹脂F(xiàn)218W為薄膜級，其爽滑劑和抗黏劑含量高，十分適合各類包裝襯里、成衣袋和膜厚低至12微米的各類包裝膜的生產(chǎn)，目前國內(nèi)主要以進口為主，市場潛力巨大。

為使新產(chǎn)品開發(fā)能更好地滿足市場需求，開發(fā)前，公司對下游市場進行了走訪、調(diào)研，對價格趨勢和市場動態(tài)進行對比分析，對市場中的產(chǎn)品進行大量研究，完成相關數(shù)據(jù)分析，為新產(chǎn)品的成功開發(fā)奠定了堅實的基礎。試產(chǎn)中，這個公司對操作數(shù)據(jù)進行時時監(jiān)控、調(diào)整，嚴密控制反應器溫度、密度、反應活性等關鍵參數(shù)，最終穩(wěn)定各項產(chǎn)品指標，新產(chǎn)品合格產(chǎn)出。

（摘自中國石油報第7112期）

內(nèi)蒙古將建世界最大煤氣化裝置

日前，從寧波諾丁漢大學大規(guī)模水煤漿氣化技術開發(fā)及示范項目組傳出消息，該項目組將在內(nèi)蒙古建一臺世界單爐處理能力最大的氣化爐，每天可清潔轉(zhuǎn)化4 000噸煤炭，預計2021年建成投產(chǎn)。

據(jù)了解，該氣化爐預計碳轉(zhuǎn)化率可達98%、水蒸氣分解率25%，在單爐規(guī)模大型化、系統(tǒng)運行性能指標、穩(wěn)定性和可靠性等方面均達到世界領先水平，將作為我國大規(guī)模水煤漿氣化技術開發(fā)及示范項目的示范工程。

據(jù)介紹，煤炭的大規(guī)模氣化，將進一步提高中國高需求的合成天然氣、電力以及大宗化學品（如尿素、甲醇、合成柴油等）的生產(chǎn)效率。從3 000噸級向4 000噸級的挺進是質(zhì)的突破。2021年建成投產(chǎn)的內(nèi)蒙古煤氣化工廠將成為同行業(yè)中世界最大的生產(chǎn)合成氣工廠。

（摘自石油和化工節(jié)能2018年第3期）

世界化學工業(yè)經(jīng)營動向

世界化學工業(yè)迎來了好久不見的全球繁榮局面。各公司幾乎都經(jīng)歷了原油價格低、結(jié)構調(diào)整落后、加速技術革新應對急速進入增長戰(zhàn)略的局面。

美國化學工業(yè)出口堅挺、投資活躍。據(jù)美國化工聯(lián)合會“2017年末化工現(xiàn)狀與展望”，盡管2017年美國墨西哥灣遭超大型颶風破壞，美國化工生產(chǎn)（除醫(yī)藥品）仍比上年增長0.8%，預計2018年增長3.7%，2019年增長3.9%。美國經(jīng)濟持續(xù)景氣，個人消費堅挺，制造業(yè)投資復蘇，出口市場興旺，還未見減速征兆?；A化學品產(chǎn)量漲落不明顯，但隨新裝置投產(chǎn)，預計2018年將增長4.7%，2019年增長5.2%。2017年專用化學品部門增長3.0%，2018年增長2.3%，起拉動作用的是油田化學品、粘接劑、電子用化學品。吸收美國化學品增長的是以亞太地區(qū)和拉丁美洲為中心的出口市場。2017年化學品總出口金額1 270億美元，比上年增長4.9%，進口960億美元，增長2.8%?；瘜W工業(yè)設備投資繼續(xù)活躍，2017年達380億美元，占制造業(yè)建設投資的一半。2010年以來項目累計投資預定達到1 850億美元（其中62%是外資直接投資），完成或在建約占65%。隨頁巖革命的掀起，美國仍具有投資吸引力。

EU化工生產(chǎn)堅挺、瞄準技術革新。據(jù)歐洲化工聯(lián)盟透露，2017年歐盟（EU）化工生產(chǎn)堅挺，比上年增長3%，預計2018年增長2%。消費基礎設施以支持海上風電。

德國在海上風電增長方面領先于歐洲國家，盡管英國的海上風電裝機容量更大。E.ON補充說，德國還引進了海上風力發(fā)電場新的鋼基礎，這些鋼基礎具有防腐蝕的新涂層，因此更加環(huán)保。E.ON公司補充說：“與傳統(tǒng)發(fā)電相比，Arkona風電場每年可減少高達120×104t的二氧化碳排放量。這筆投資為14億美元?！钡聡菤W洲的綠色經(jīng)濟體之一。E.ON表示，隨著德國成為可再生能源發(fā)展的地區(qū)領導國，該國正在重塑其國內(nèi)景觀。Arkona項目是E.ON與挪威能源公司Statoil的合資項目。

（摘自中外能源2018年第5期）

美國可再生能源落后于中國，但油氣將居世界領先地位

國際能源署（IEA）負責人表示，美國正在輸?shù)襞c中國的可再生能源競賽，但未來幾年將成為無可爭議的石油和天然氣領先國。美國能源信息署（EIA）預計，2018年美國石油總產(chǎn)量將達到創(chuàng)紀錄的1 000×104bbl/d。2017年美國電網(wǎng)新建公用事業(yè)規(guī)模發(fā)電裝機的大約1/2來自可再生能源，其中大部分是在第四季度增加的。國際能源署負責人Fatih Birol告訴美國參議院，美國可再生能源的年增長率可能會從每年3.5%下降到2025年的2.5%。到2040年，美國可再生能源在全球電力系統(tǒng)中所占的份額將達到40%，所以需要維持與支持可再生能源的政策。

在美國放緩可再生能源發(fā)展步伐的同時，中國正在加快發(fā)展步伐。Birol證實說：“中國的清潔能源部署、技術出口和投資規(guī)模是支持全球低碳轉(zhuǎn)型動力的關鍵決定因素?！钡?040年，中國將占新增風電和太陽能發(fā)電裝機容量的30%，占全球電動汽車投資的40%。Birol說，中國這個繼美國之后的第二大經(jīng)濟體，其煤炭消費量仍然非常巨大，但5年前中國的煤炭消費量已經(jīng)達到了峰值。

石油仍然是中國經(jīng)濟的中心，中國將在2040年之前超過美國成為能源最緊缺的經(jīng)濟體。那時美國的頁巖油生產(chǎn)把美國推到化石燃料的領先地位。美國總統(tǒng)特朗普把煤炭和石油放在其能源政策的最前沿，制定出一個呈現(xiàn)美國能源統(tǒng)治地位的戰(zhàn)略。美國前總統(tǒng)奧巴馬撤出了一些海上勘探面積，現(xiàn)在特朗普政府經(jīng)過考慮終止了40年的原油出口禁令，使比以往更多的美國石油進入市場。Birol表示，到2040年，美國的油氣總產(chǎn)量將挑戰(zhàn)大多數(shù)國家的歷史產(chǎn)量。如果國際能源署的預測是準確的話，那么美國2010-2025年間的石油產(chǎn)量估計將達到創(chuàng)世界紀錄的800×104bbl/d。他稱，“這樣，美國到2025年將占全球石油供應增長量的80%，并維持近期價格下行的壓力。我們的預測顯示，世界消費者還沒有準備好像石油時代告別?！?/p>

（摘自中外能源2018年第5期）

長慶采油一廠中西結(jié)合巧治油井“衰老病”

“做好‘中醫(yī)’精細注水和‘西醫(yī)’措施挖潛兩篇文章，有效延長了老油井自然遞減周期?！?月22日，長慶油田采油一廠總地質(zhì)師梅啟亮說。

面對自然遞減速度加快、挖潛難度與日俱增的生產(chǎn)現(xiàn)狀，長慶采油一廠以降低遞減率為主攻目標，分別在長2區(qū)塊、長6區(qū)塊和長10區(qū)塊開展細致深入的注采調(diào)整措施。同時，堅持工藝地質(zhì)一體化，優(yōu)化儲層改造方案，細化產(chǎn)建方案部署，充分發(fā)揮措施工藝主導作用，找準措施增油主攻方向，重點向王窯、杏北、杏南等潛力區(qū)塊傾斜。

杏北作業(yè)區(qū)抓實精細注水，加快老井穩(wěn)產(chǎn)、措施增產(chǎn)、重點工程施工等關鍵環(huán)節(jié)。技術人員針對生產(chǎn)中存在的問題井、躺井，準確把脈，分類開方，截至目前，實施油井措施17口，注水調(diào)整28井次，增油388噸。

杏南作業(yè)區(qū)加大措施挖潛力度，推廣應用成熟工藝技術，緊盯遞降較大的區(qū)塊，全方位實施綜合治理，以酸化解堵、封堵轉(zhuǎn)向壓裂等見效快的措施手段，酸化解堵7口井，增油37.44噸。

（摘自中國石油新聞中心2018-06-19）

川慶鉆探：微生物處理微小功勞大

鉆井固體廢物無害化處理是石油行業(yè)面臨的難題。在國外，利用微生物處理鉆井固體廢物的方法已推廣，但國內(nèi)鮮有實踐。川慶鉆探安檢院經(jīng)過近5年攻關，形成了一套適合川渝地區(qū)特征的新型鉆井固體廢物微生物處理技術。

目前，這項技術已在蓮花000-X8井等十余口井成功運用，處理鉆井固體廢物余萬立方米。經(jīng)檢測，經(jīng)過微生物處理3個月后，固體廢物中石油類物質(zhì)降解率達90%以上，浸出液指標符合國家污水綜合排放標準一級指標要求，處理混合物達到國家土壤GB15618-1995三級標準。相較常規(guī)固化處理方式，鉆井固體廢物微生物處理技術可縮短施工時間30%，降低成本20%。

鉆井固體廢物微生物處理技術根據(jù)鉆井固體廢物的性質(zhì)研發(fā)，通過鉆井固體廢物培養(yǎng)篩選出適用的可降解菌種，將菌種加入待處理的鉆井固體廢物中，再將一定體積的普通土壤與之混合，利用微生物的代謝多樣性，將鉆井固體廢物中的絕大多數(shù)有機物降解成簡單的無機物甚至是二氧化碳和水，從而去除污染物，實現(xiàn)無害化處理鉆井固體廢物。此項技術已獲得4項國家發(fā)明專利。

（摘自中國石油報第7116期）

哈工大油水分離技術取得進展

5月24日，哈爾濱工業(yè)大學發(fā)布消息，該校機電學院趙學增教授、潘昀路副教授團隊在利用選擇潤濕性功能材料實現(xiàn)油水分離和液滴可控驅(qū)動方面取得新進展。研究成果發(fā)表在《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）上。

潘昀路等人提出了一個制備超疏油超親水涂層的高效方法，利用該涂層可實現(xiàn)油水分離、油中吸水和油滴的可控運輸。同時他們提出的類混凝土結(jié)構大幅提高了涂層的機械強度。

該研究團隊通過構造一種特殊的微納復合結(jié)構，突破了傳統(tǒng)表面能理論的限制，制備出一種完全不沾油卻同時完全親水的超浸潤功能涂層。將這種涂層涂覆在網(wǎng)狀基底上即可實現(xiàn)“阻油通水”式的油水分離，徹底解決了“阻水通油”式過濾存在的問題。

（摘自中國化工信息2018年第11期）