科技動態(tài)

中國石油建成全球最大超深層凝析油氣生產(chǎn)基地

截至3月25日，由中國石油在塔里木油田成功開發(fā)的迪那、塔中1號等14個超深超高壓復(fù)雜凝析氣田，建成了全球最大超深層凝析油氣生產(chǎn)基地，已累計生產(chǎn)天然氣1 066億立方米、凝析油及輕烴等石油液體2 477萬噸，成為世界深層復(fù)雜凝析氣田開發(fā)的引領(lǐng)者。

凝析油氣富含芳烴、輕烴等稀缺烴類組分，是國家急需的高端石化原料。全球凝析油氣資源主要分布在中亞、俄羅斯及北美等地區(qū)，埋深多在1 500米至4 000米，屬中淺層常壓氣藏。我國多為深層凝析氣藏，其探明儲量80%以上集中在塔里木盆地。因此，加快開發(fā)埋藏于地殼深處的凝析油氣、向深層進軍具有重要戰(zhàn)略意義。

超深超高壓復(fù)雜凝析油氣藏高效開發(fā)在國內(nèi)外無成功經(jīng)驗可循，一直被認為是世界難題。中國石油從2008年以來持續(xù)攻關(guān)，創(chuàng)新了超高壓凝析氣非平衡相態(tài)滲流理論，解決了注氣重力超覆預(yù)測和氣竄控制的難題，實現(xiàn)凝析油持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)；揭示了強地應(yīng)力、強非均質(zhì)氣藏高產(chǎn)區(qū)分布規(guī)律，創(chuàng)新超深超高壓復(fù)雜凝析氣藏高效開發(fā)技術(shù)及模式，實現(xiàn)5.9億噸難采儲量有效動用；突破了超深超高壓凝析氣田開發(fā)“清潔完井、井完整性、高壓長距離混輸”等關(guān)鍵工程技術(shù)瓶頸，支撐了工業(yè)化規(guī)模應(yīng)用。

目前，這一理論技術(shù)已在中國石化、中國海油凝析氣田開發(fā)中推廣，支撐了海外哈薩克斯坦阿克塞凝析氣藏、北美地區(qū)都沃內(nèi)凝析氣藏開發(fā)及阿聯(lián)酋烏姆沙依夫海上項目的高端技術(shù)合作，奠定了我國在世界深層復(fù)雜凝析氣田開發(fā)領(lǐng)域的領(lǐng)軍地位。

據(jù)悉，該成果獲省部級一等獎4項、授權(quán)發(fā)明專利32件、軟件著作權(quán)16項、專著11部、論文121篇。目前，此項成果推動了塔里木油田凝析氣田開發(fā)技術(shù)的升級換代，形成凝析油、輕烴、液化氣等稀缺資源年產(chǎn)超200萬噸、天然氣超100億立方米生產(chǎn)規(guī)模。

（摘自中國石油報第7313期）

世界最大沸騰床渣油加氫裝置開車成功

3月31日，由中國石油工程建設(shè)有限公司（CPECC）一建公司承建的恒力集團年320萬噸沸騰床渣油加氫裂化A裝置一次開車成功。

恒力集團年2 000萬噸煉化一體化項目是國家核準的首個大型民營煉化項目，也是我國一次性建設(shè)規(guī)模最大、技術(shù)工藝最復(fù)雜、業(yè)務(wù)一體化程度最高、產(chǎn)業(yè)配套最齊全的石油煉化項目。項目采用世界領(lǐng)先的沸騰床渣油加氫裂化和溶劑脫瀝青組合工藝技術(shù)，石腦油收率比傳統(tǒng)煉油工藝高32%，省去了催化裂化裝置、延遲焦化裝置。恒力集團規(guī)劃A、B兩套年320萬噸沸騰床渣油加氫裂化裝置，單套規(guī)模世界最大，總體加工能力為年640萬噸。

（摘自中國石油報第7316期）

二氧化碳選擇性轉(zhuǎn)化為甲烷或乙烷的光催化劑

能源科學(xué)與工程系教授Su-I1 In領(lǐng)導(dǎo)的研究小組成功開發(fā)出將二氧化碳轉(zhuǎn)化為可用能源（如甲烷或乙烷）的光催化劑。隨著二氧化碳排放量的增加，地球溫度上升，二氧化碳是全球變暖的罪魁禍首，因此減少二氧化碳的興趣一直在增加。此外，因能源枯竭而轉(zhuǎn)向可重復(fù)使用的現(xiàn)有資源的燃料也引起了關(guān)注。為了解決跨境環(huán)境問題，對二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為烴類燃料至關(guān)重要的光催化劑的研究正在受到重視。

許多帶隙較大的半導(dǎo)體材料常用于光催化劑，但它們吸收各區(qū)域的太陽能有限。因此，光催化劑的研究重點是改進光催化劑結(jié)構(gòu)和表面以擴大太陽能吸收區(qū)域或利用具有優(yōu)異電子傳輸性能的二維材料。In教授的研究團隊開發(fā)了一種高效光催化劑，通過將石墨烯以穩(wěn)定有效的方式置于還原的二氧化鈦上，可將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷或乙烷。

研究團隊開發(fā)的光催化劑可選擇性將二氧化碳氣體轉(zhuǎn)化為甲烷或乙烷。結(jié)果表明，甲烷和乙烷生成量分別為259 μmol/g和77 μmol/g，轉(zhuǎn)化率比傳統(tǒng)還原二氧化鈦光催化劑提高了5.2%和2.7%。在相似實驗條件下乙烷的生成效率是世界最高的。此外，通過與英國倫敦帝國理工學(xué)院（ICL）化學(xué)系James R.Durrant領(lǐng)導(dǎo)的研究小組用光電子能譜進行國際聯(lián)合研究，研究團隊首次證明，由于可見的帶彎曲現(xiàn)象，孔隙從二氧化鈦和石墨烯界面向石墨烯移動。

孔隙向石墨烯移動通過電子聚集在還原的二氧化鈦表面，并且當多電子參與反應(yīng)時形成大量甲烷自由基（CH3）來激活反應(yīng)。研究小組確定了當形成的這種甲烷自由基與氫離子反應(yīng)時生成甲烷；當甲烷自由基相互反應(yīng)時則生成乙烷的機制。研究團隊開發(fā)的催化劑材料預(yù)計將應(yīng)用于各種領(lǐng)域，如未來的高附加值材料生產(chǎn)，并通過用陽光選擇性生產(chǎn)更高水平的烴類材料，用于解決全球變暖問題和能源資源枯竭問題。In教授說：“開發(fā)的帶有石墨烯的還原二氧化鈦光催化劑具有選擇性將二氧化碳作為可用化學(xué)元素生成甲烷或乙烷等的優(yōu)勢。通過后續(xù)的提高轉(zhuǎn)化率研究可實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，我們?yōu)殚_發(fā)減少二氧化碳并將其轉(zhuǎn)化為資源的技術(shù)做出了貢獻?！?/p>

（摘自中外能源2019年第2期）

二氧化碳工業(yè)應(yīng)用的突破

慕尼黑工業(yè)大學(xué)（TUM）的Arne Skerra教授首次成功用氣態(tài)二氧化碳作為基本原料通過生物技術(shù)反應(yīng)生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品。該產(chǎn)品是甲硫氨酸，它大規(guī)模用作必須的氨基酸，特別用于動物飼料中。這種新開發(fā)的酶法生產(chǎn)可以替代當前的石化生產(chǎn)。其研究結(jié)果發(fā)表在《Nature Catalysis》雜志。

目前，石化原料生產(chǎn)甲硫氨酸的工業(yè)生產(chǎn)有6個化學(xué)過程，而且需要高毒性的氰化氫等。2013年，全球最大蛋氨酸生產(chǎn)商之一的Evonik工業(yè)公司邀請大學(xué)研究人員提出更安全的蛋氨酸生產(chǎn)新工藝。作為甲硫氨酸自然降解產(chǎn)物的甲硫基丙醛在常規(guī)方法中是很容易形成的中間體。TUM生物化學(xué)系A(chǔ)rne Skerra教授說：“基于微生物中蛋氨酸被酶降解為甲硫基丙醛并釋放出二氧化碳，我們試圖逆轉(zhuǎn)這一過程，因為原則上每個化學(xué)反應(yīng)都是可逆的，通常只要用大量能源和壓力?！?/p>

Skerra參與了有關(guān)此想法的提案征集，Evonik對其概念進行了評判并支持該項目。在博士后研究員Lukas Eisoldt的支持下，Skerra開始確定生產(chǎn)工藝參數(shù)和生產(chǎn)必須的生物催化劑（酶）?？茖W(xué)家們進行了初步實驗，并確定了在生物催化過程中從甲硫基丙醛生產(chǎn)蛋氨酸所需的二氧化碳壓力。令人驚訝的是，即使在相對低的壓力（約2 bar）下也產(chǎn)生了意想不到的高產(chǎn)率。僅一年后就獲得了成果，Evonik增加了資金，繼續(xù)研究反應(yīng)的生化背景，并優(yōu)化蛋白質(zhì)工程所涉及的酶。

經(jīng)過幾年努力，不僅實驗室規(guī)模反應(yīng)的產(chǎn)率提高到40%，而且還闡明了生化過程的理論背景。Skerra稱，與自然界也通過生物催化將二氧化碳作為結(jié)構(gòu)單元引入生物分子的復(fù)雜光合作用相比，該工藝非常精煉和簡單，光合作用要用14種酶，產(chǎn)率僅為20%，而該方法只需兩種酶。將來這種新型生物催化反應(yīng)的基本原理可作為其他有價值的氨基酸或者或藥物前體的模型。同時，Skerra教授的團隊將用蛋白質(zhì)工程改進已獲得專利的該工藝，使其能大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。這可能是首次使用氣態(tài)二氧化碳作為直接化學(xué)前體實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的生物技術(shù)制造工藝。

（摘自中外能源2019年第2期）

大港油田破解甜點優(yōu)選難題初步形成陸相頁巖油勘探理論技術(shù)體系

據(jù)國際能源署評價，我國頁巖油可采資源量約45億噸，居世界第三位，但以陸相沉積為主，面臨甜點層富集機理不清、缺乏評價優(yōu)選方法的世界級難題。成功開發(fā)的北美頁巖油屬于海相沉積，要想實現(xiàn)陸相頁巖油的工業(yè)開發(fā)利用，亟須在這一新領(lǐng)域取得理論和技術(shù)突破。

大港油田滄東凹陷孔二段陸相頁巖油資源豐富，開發(fā)前景廣闊。2013年以來，大港油田頁巖油勘探開發(fā)研究團隊加快推進理論認識與核心技術(shù)原始創(chuàng)新，首次開展泥頁巖層系全井段取心，從宏觀和微觀尺度揭示了泥巖具有豐富的巖石礦物組成，徹底顛覆了傳統(tǒng)生油層只生油、不儲油、不是找油對象的傳統(tǒng)理念，創(chuàng)新形成了陸相頁巖油“優(yōu)勢組構(gòu)相—滯留烴超越效應(yīng)”富集理論，解決了陸相頁巖油勘探甜點優(yōu)選的核心技術(shù)難題。

大港油田勘探開發(fā)研究院基礎(chǔ)地質(zhì)研究所所長姜文亞介紹說：“陸相頁巖油勘探開發(fā)有形化成果的取得，標志著中國石油陸相頁巖油勘探評價技術(shù)的新穎性、創(chuàng)造性和實用性得到國內(nèi)和國際認可。下一步，科研人員將繼續(xù)加強關(guān)鍵理論技術(shù)攻關(guān)，形成完整的理論技術(shù)體系與規(guī)范標準?！?/p>

（摘自中國石油報第7311期）