科技動態(tài)

耐超高溫輕質(zhì)碳基復(fù)材制備成功

近日，中國科學(xué)院金屬研究所熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料團(tuán)隊(duì)采用高壓輔助固化—常壓干燥技術(shù)，通過基體微結(jié)構(gòu)控制、纖維—基體協(xié)同收縮、原位界面反應(yīng)制備出耐超高溫隔熱—承載一體化輕質(zhì)碳基復(fù)合材料。

碳?xì)饽z（CAs）因其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和熱絕緣性，有望成為新一代先進(jìn)超高溫輕質(zhì)熱防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的突破性解決方案。近年來，研究團(tuán)隊(duì)相繼發(fā)展了溶膠凝膠—水相常壓干燥、高壓輔助固化—常壓干燥2 項(xiàng)CAs 制備技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種超低密度碳—有機(jī)混雜纖維增強(qiáng)體，賦予其優(yōu)異的超彈性。該材料可實(shí)現(xiàn)高效、低成本制備，并具有低密度、低熱導(dǎo)率和高壓縮強(qiáng)度等性能。

在此基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊(duì)以工業(yè)酚醛樹脂為前驅(qū)體，采用高沸點(diǎn)醇類為造孔劑并輔以高壓固化，實(shí)現(xiàn)了骨架本征強(qiáng)度的提升，同時(shí)采用與前驅(qū)體有機(jī)氣凝膠匹配性好的酚醛纖維作為增強(qiáng)體，通過纖維/基體界面原位反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了炭化過程中基體和纖維的協(xié)同收縮及纖維/基體界面強(qiáng)的化學(xué)結(jié)合，最終獲得了大尺寸、無裂紋的碳纖維增強(qiáng)類CAs 復(fù)合材料。該材料密度為0.6克/立方厘米，其壓縮強(qiáng)度及面內(nèi)剪切強(qiáng)度分別可達(dá)80兆帕和20 兆帕，熱導(dǎo)率僅為0.32 瓦特/米·開，其比壓縮強(qiáng)度高于已知文獻(xiàn)報(bào)道的氣凝膠材料和碳泡沫。該材料還具有更高的力學(xué)強(qiáng)度，表現(xiàn)出優(yōu)異的耐超高溫、隔熱和承載性能。

該材料作為剛性隔熱材料已在多個(gè)先進(jìn)發(fā)動機(jī)上裝機(jī)使用，為型號發(fā)展提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

（摘自《中國化工信息》2022 年第12 期）

我國首試成功綠色智能泡沫排水采氣實(shí)現(xiàn)二氧化碳“零排放”

2022 年7 月13 日，由勘探開發(fā)研究院研發(fā)的太陽能泡排智能加注裝備在青海油田南八仙氣田完成首輪試運(yùn)行。試運(yùn)行期間，單井日產(chǎn)氣增加22%、日排水增長122%，工藝有效率達(dá)到100%，標(biāo)志著國內(nèi)首試成功二氧化碳“零排放”的綠色智能泡沫排水采氣。

青海油田南八仙氣田位于柴達(dá)木盆地北部，是青海油田的主力氣田之一。隨著氣田開發(fā)進(jìn)入后期，氣井出水日益嚴(yán)重，造成氣井產(chǎn)量下降。為保持氣田穩(wěn)產(chǎn)，技術(shù)人員主要采用泡排車人工加注方式，但這種加注方式能耗大、效率低，綜合成本居高不下。

為此，勘探開發(fā)研究院科研人員結(jié)合南八仙氣田光照充足、氣井分散的特點(diǎn)，突破太陽能驅(qū)動、智能RTU 控制等8 項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，成功研制出基于物聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)的太陽能分布式智能加注與集群消泡裝備，構(gòu)建分布式智能加注與集群消泡模式，成功實(shí)現(xiàn)了天然氣井多井在線協(xié)同的綠色智能泡沫排水采氣生產(chǎn)。

太陽能泡排智能加注裝備的成功研制，對我國天然氣開采技術(shù)綠色轉(zhuǎn)型與低碳發(fā)展具有重要意義。這套裝備全面推廣后，年可降低電力消耗1 800 萬千瓦時(shí)，相當(dāng)于減少二氧化碳排放1.413 萬噸，將助力青海油田實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

（摘自《中國石油報(bào)》第8145 期）

我國攻克高效界面位阻表面活性劑核心技術(shù)

我國首次利用國產(chǎn)原料自研的高效界面位阻表面活性劑目前在大慶油田杏北開發(fā)區(qū)開展現(xiàn)場試驗(yàn)，效果初顯?！叭繃a(chǎn)化，價(jià)格較國外低一半，綜合性能優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。”8 月4 日，大慶油田技術(shù)發(fā)展部主任王剛說。這標(biāo)志著我國已攻克高效界面位阻表面活性劑核心技術(shù)。

復(fù)合驅(qū)油技術(shù)是大慶油田的戰(zhàn)略性接替技術(shù)。應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，大慶油田目前已累計(jì)生產(chǎn)原油4 243 萬噸，年產(chǎn)量連續(xù)6 年超過400 萬噸。表面活性劑是復(fù)合驅(qū)油技術(shù)的核心，將其注入地層才能把油“趕”出來。但隨著開發(fā)對象變差，“老牌兒”表面活性劑已不能完全適應(yīng)油田發(fā)展需求?！斑M(jìn)口的表面活性劑成本高昂，制約油田復(fù)合驅(qū)油技術(shù)進(jìn)一步推廣應(yīng)用?！?/p>

大慶油田致力于研發(fā)更加高效的表面活性劑，提高復(fù)合驅(qū)油技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。2018 年，大慶油田成立了低成本高效驅(qū)油劑項(xiàng)目組。2019 年，大慶油田研制出界面位阻表面活性劑小試產(chǎn)品，突破了傳統(tǒng)表面活性劑界面張力和溶解性相互矛盾的瓶頸。隨后，科研人員采用大宗可再生國產(chǎn)原料替代進(jìn)口原料，研發(fā)專有工藝技術(shù)，改進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備。2021 年，該產(chǎn)品在大慶油田實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，并于今年2 月進(jìn)入現(xiàn)場試驗(yàn)。應(yīng)用高效界面位阻表面活性劑的復(fù)合驅(qū)體系，預(yù)計(jì)可在水驅(qū)基礎(chǔ)上提高采收率20 個(gè)百分點(diǎn)以上，與現(xiàn)用的復(fù)合驅(qū)體系相比，采收率可多提高3 個(gè)百分點(diǎn)以上，同時(shí)桶油成本更低。目前，大慶油田正利用該項(xiàng)技術(shù)拓展海外市場。

（摘自《中國石油報(bào)》第8161 期）

提升作業(yè)效率 降低作業(yè)成本國內(nèi)首例遠(yuǎn)程控制壓裂成功作業(yè)

2022 年7 月30 日，由西部鉆探實(shí)施的國內(nèi)首例遠(yuǎn)程壓裂施工作業(yè)獲得成功。在近5 個(gè)小時(shí)的施工作業(yè)中，西部鉆探井下作業(yè)公司（儲層改造研究中心）壓裂六隊(duì)累計(jì)加砂90.29 立方米、泵入液量723 立方米，經(jīng)測試各項(xiàng)參數(shù)均達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。

實(shí)施首例遠(yuǎn)程控制壓裂的試驗(yàn)井——新疆智慧油田955393 井，共計(jì)壓裂兩層，總液量達(dá)746.8 立方米。壓裂六隊(duì)在施工中，全程應(yīng)用遠(yuǎn)程壓裂施工作業(yè)技術(shù)。位于新疆克拉瑪依的控制點(diǎn)西部鉆探井下作業(yè)公司（儲層改造研究中心）EISC 遠(yuǎn)程支持中心距離井場43公里。7 月30 日13 時(shí)56 分，EISC 遠(yuǎn)程支持中心順利接收控制權(quán)。施工指揮、設(shè)計(jì)人員、泵控操作手、混砂操作手、儀表操作手在EISC 中心實(shí)施遠(yuǎn)程控制。整個(gè)施工作業(yè)在各崗位有序配合下，加砂、泵液無差別地抵達(dá)目標(biāo)油層，施工作業(yè)中測試應(yīng)答良好，壓裂液泵入位置精準(zhǔn)，泵入順利。

近年來，隨著5G 和衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程控制技術(shù)為數(shù)智化壓裂打開了一片新天地，讓遠(yuǎn)程控制壓裂的設(shè)想有了落地的技術(shù)基礎(chǔ)。西部鉆探井下作業(yè)公司經(jīng)過一年半的技術(shù)攻關(guān)和廠區(qū)測試，攻克了本地遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)不同步、數(shù)據(jù)交互低延遲、壓裂工業(yè)控制組網(wǎng)和安全防護(hù)等難題，保證了關(guān)鍵部位傳感器的靈敏度和穩(wěn)定性，奠定了遠(yuǎn)程控制壓裂的技術(shù)支撐基礎(chǔ)。

遠(yuǎn)程壓裂施工作業(yè)技術(shù)通過工廠化壓裂遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，改變了操作工在壓裂現(xiàn)場設(shè)備本體上操作的工作模式，使其與高壓設(shè)備徹底隔離，降低了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，工程作業(yè)技術(shù)人員在EISC 遠(yuǎn)程支持中心，集中對壓裂設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，提高了作業(yè)效率，降低了作業(yè)成本。下一步，西部鉆探井下作業(yè)公司（儲層改造研究中心）將加快壓裂領(lǐng)域數(shù)智化體系的構(gòu)建，持續(xù)升級數(shù)智供給，助力行業(yè)實(shí)現(xiàn)更深層次數(shù)智化轉(zhuǎn)型，為地質(zhì)工程一體化的實(shí)施提供更有力的技術(shù)手段。

（摘自《中國石油報(bào)》第8160 期）

陸上LNG 全容薄膜罐技術(shù)國內(nèi)首次成功落地

2022 年8 月17 日，我國首座陸上LNG 薄膜罐項(xiàng)目——華北油田華港燃?xì)饧瘓F(tuán)河北河間LNG 調(diào)峰儲備庫主體工程，順利通過第三方密性檢測，達(dá)到了內(nèi)罐焊接零漏點(diǎn)、零修補(bǔ)的質(zhì)量要求，標(biāo)志著陸上LNG 全容薄膜罐技術(shù)在國內(nèi)首次成功落地，同時(shí)表明河間LNG 調(diào)峰儲備庫達(dá)到全面保供要求。

河間LNG 調(diào)峰儲備庫建成后，可保障河北河間、任丘及周邊地區(qū)80 萬余戶居民的生活、供暖用氣，為優(yōu)化京津冀地區(qū)天然氣儲備庫整體布局、助力國家“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)作出貢獻(xiàn)。

LNG 儲罐技術(shù)一直是LNG 儲罐建設(shè)中投資最高、工期最長、難點(diǎn)最多的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在河間LNG 調(diào)峰儲備庫項(xiàng)目中，華北油田綜合考慮儲氣設(shè)施安全、建設(shè)成本與施工周期等因素后，與中國石油工程建設(shè)有限公司華北分公司（簡稱CPECC 華北分公司）合作，由CPECC 華北分公司采用薄膜罐技術(shù)為其建造一座2.9萬立方米儲罐，以滿足河間、任丘等周邊地區(qū)的儲氣調(diào)峰和應(yīng)急保供需求。

與常見的9%鎳鋼罐相比，薄膜罐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為緊湊，不但總存儲量比鎳鋼罐增加10%以上，而且由于絕熱材料和不銹鋼鋼板采取了預(yù)制廠批量生產(chǎn)和模塊化設(shè)計(jì)，施工周期也顯著縮短。雖然薄膜型儲罐具有單方造價(jià)低、有效容積大、建設(shè)周期短、抗震性能好等優(yōu)勢，但其需在厚僅為1.2 毫米左右的不銹鋼鋼板上進(jìn)行焊接，難度很大，任何一點(diǎn)微小損傷都可能導(dǎo)致薄膜罐整體失效。為此，CPECC 華北分公司所有焊工不僅全部通過法國GTT 公司關(guān)于薄膜罐焊接的生產(chǎn)技術(shù)考試并取得資質(zhì)認(rèn)證，而且每次進(jìn)場施工前還要進(jìn)行若干試件試焊，試焊全部合格后才能正式進(jìn)罐施工，以保證內(nèi)罐焊接零漏點(diǎn)、零修補(bǔ)。

（摘自《中國石油報(bào)》第8171 期）