21世纪初世界石油科技发展趋势
| 更容易扩径，因此其封堵破碎带的效果更好。据称，如果连续下这种割缝膨胀管用以封隔地层，可以少下一层或几层套管，从而可大副都降低钻井成本。 未来的钻井技术发展将继续以降低勘探开发总成本和钻井直接成本为主要目标，以实现自动化钻井为核心的研究内容带动整个钻井技术的进步。钻井技术将更好地与地质、地震、测井和录井等专业技术紧密结合，形成一套高效的钻井系统，不断提高油气勘探成功率和单井产量，缩短钻井时间，降低“吨油成本”。21世纪初的重要钻井技术发展方向包括以下几个方面： (1)多分支井。多分支井的钻井与完井技术将进一步得到完善和发展，并将广泛应用于老油田和海上油田。 (2)大位移井。大位移井钻井技术将进一步围绕降低成本、减少风险和提高成功率的目标而发展，将更广泛地用于海上油田、滩海油田和其他地面条件受到限制的油田。 (3)欠平衡钻井。欠平衡钻井技术将进一步朝安全、简便和适用的方向发展。这项技术对于保护油层和提高钻井速度具有重要意义，将广泛用于低压低渗油田和老油田。 (4)钻井信息技术，包括随钻测量、随钻测井、随钻地震和实时三维井眼轨迹监测(与地质模型结合)等技术。各种井下传感器的位置将进一步朝钻头附近移动，能够探测钻头前方的地层信息，更好地实时监测地下情况，修改地质模型，实现地面与地下的双向通信，进行地质导向钻井。 (5)连续管钻井技术。连续管、连续管钻机和连续管钻井配套的工具(如小直径井下马达、钻头和测量工具等)将会得到进一步的发展。连续管钻井技术在分支井和小井眼钻井方面有着广泛的应用前景。 (6)可膨胀套管技术。常规钻井中是将固定尺寸的套管下入井中，从井口到油层的尺寸是逐渐缩小的。因此，有可能因为井眼尺寸而限制某一深度的井下作业，甚至不能达到目的层。壳牌研究中心最近开发了膨胀式割缝管和实体套管，其中膨胀式割缝管的直径可膨胀至原有的2倍。这项技术具有重要的意义，一是可以简便有效地解决复杂井段的井壁稳定问题，二是可以减少上部井眼的尺寸和套管层数，甚至在几年内实现从井口到井底以同一尺寸钻井，这样可以钻更深的直井和大位移井，三是可以修复老井被损坏的套管,四是可以大大降低钻井成本。 (7)自动化钻井。继续开发研究井下钻井、地质信息采集与处理技术，可遥控井下工具及井下自动执行装置等。 (8)深水钻井。在过去的十多年里，人类的石油钻井活动已经从1983年的300m水深扩展到了1998年的2300m水深左右。为有效地开发深水油气资源，深水钻井技术必将得到进一步的发展。 (五)油气开发技术 从世界范围来看剩余资源量中边老低难资源所占比例越来越大，开采难度日益加大，这是世界石油上游工业所面临基本形势，这种基本形势决定了世界油气田开发科技的发展主要围绕着两个基本点：一是降低成本提高效益，二是有效开采边、老、低、难储量，即增加可采储量、提高采收率。近年来围绕着这两点石油工业上游已形成了一套“以油藏经营为主体、以技术发展为基础、以技术集成化应用为手段、以多学科协同为特点、以实时解决为目标”的石油科技体系。 效益最大化是各油公司追求的目标。为达到这一目标，既要强调高新技术的研究与发展，又要注重成熟技术和高新技术的集成化应用，这已成为当今油气田开采技术发展的大趋势。 纵观石油工业近五十年的发展历程，油气田开发开采技术总体发展趋势可以概括为以下几个特点： (1)由提高单井产量发展到集成化油藏经营； (2)由单学科孤军奋战发展为多学科协同工作； (3)由单项技术应用发展为集成技术解决问题。 (六)地面工程 石油地面工程涉及的面比较广，包括普通的油田、气田到特殊油气藏的地面工艺和设备以及油气长输管道的工艺和设备等，涉及的技术更是不计其数。国外油田充分利用地层能量多级分离，采用合一设备简化流程，原油预脱水技术，液‐液旋流分离技术、油气混输技术、油气水不分离计量技术、油气田自动化技术。国外气田建设水平比较高，发展新工艺新设备，形成气动加剂装置、自动调压采气、超声波计量、装置撬装化等。先进国家普遍采用SCADA系统，近年来又推广现场总线技术，实现了无人值守和生产过程的优化，形成了完整的软硬件体系。油田生产运行智能化、网络化技术是世界油田地面工程技术和管理的发展方向。 本世纪初，管道建设仍然会延续上世纪末的趋势——低成本与环保主导未来石油管道技术。目前管道建设仍以天然气管道建设为主，先进国家输油管道均采用密闭输油技术，降凝剂和减阻剂种类多、效果好。顺序输送已经得到广泛的应用，可以输送介质多达100多种类，形成了配套的技术。输气管道正向着高压力长距离、大口径、高压力、网络化方向发展，陆上输气压力达到12MPa，最大口径1420mm，X80级管道已经建成。采用高强钢管道、高压力输送天然气是未来的发展趋势，输气管道内涂层技术应用广泛。作为大型天然气供应系统的重要组成部分，地下储气库技术在发达国家已较成熟，到1998年达到596座。总储存能力5755亿立方米，总有效工作气量3076亿立方米。主要以枯竭油气藏为主，其次是含水层和盐穴储库。天然气超声波计量技术应用增加。国外十分重视防腐，防腐材料种类繁多，内涂层技术广泛应用，从原材料、涂敷技术到检测设备都比较完善。可靠性评估技术在80年代初，开始研究天然气管道安全可靠性，可靠性评价技术已经发展到实用阶段，并已经成功地在多条油气管道上应用。 未来管道行业继续开发成本效益更好的技术，在施工和运营过程中减少对环境的影响。可能出现的油气地面工程关键技术：天然气水合物储运技术和天然气吸附储存技术。 (七)炼油 二十一世纪的世界炼油工业将面临经济全球化、市场国际化、竞争白热化、环保法规日益严格化的严峻挑战。随着全球石油消费量的持续增长和原油质量的下降，传统的炼油技术将难以适应时代要求，世界各国特别是发达国家的炼油工业已经或正在采取一些重大举措包括：通过兼并、联合、重组，充分发挥优势以增强竞争实力；走炼油化工一体化道路，优化资源配置，提高经济效益；采用清洁技术、生物技术、合成技术生产清洁油品；注重加强科学管理，采取措施降低生产成本等。 环境和资源问题成为推动世界炼油技术发展最主要动力，生产清洁燃料以满足日益严格的环保法规和燃料规格的要求已成为世界炼油业共同面临的课题。原油劣质化、重质化越来越严重，因此重油的深加工和利用日趋重要。发展渣油改质和利用的新技术，提高渣油的综合利用能力成为炼油工业面向21世纪令人关注的热点课题。 以加氢技术为核心的炼油技术的改进和创新，为炼油工业在严格环保压力下生存发展提供了有利保障。为了提高经济效益，适应市场需要，炼油化工一体化策略越来越受到国外炼厂的重视。 进入21世纪，随着能源需求的增加和环保法规的日益严格，在传统的炼油技术不断进展的同时，一些新兴的石油和天然气加工利用技术逐渐引起重视。世界炼油工业在未来几年的一些前沿研究领域包括：天然气合成油技术、生物脱硫技术、燃料电池技术等。 (八)化工 目前，世界石油化工已向大型化、连续化、自动化、精细化的方向发展，石油化工技术日新月异，新工艺技术或路线不断更新，其关键技术包括天然气化工和石油化工两个方面。 1.天然气化工 天然气是一种优质、高效、清洁的能源和化工原料，天然气的开发利用将越来越受到人们的关注和重视。21世纪天然气化工利用技术的推广和应用将成为世界各国具有战略意义的举措。天然气化工的主体路线有以下三部分：(1)天然气制合成气；(2)合成气合成液体烃；(3)生产各种石油产品和石化产品。 (1)天然气制合成气 天然气制合成气技术中水蒸气转化、部分氧化、自热转化和混合转化技术是工业应用的成熟技术。美国Exxon公司开发的改进的自热转化技术，美国科诺科公司和英国气体技术公司开发的催化部分氧化技术以及BP阿莫科和Kvaerner工艺技术公司合作开发的集成转化技术有望在21世纪工业化应用。 (2)合成气合成液体烃 天然气合成液体烃技术主要是费托合成法工艺，其中南非Sasol公司的循环流化床和先进流化床工艺以及英荷壳牌集团公司的第一代固定床费托(SMDS)合成工艺已工业化。90年代以来开发的悬浮床低温费托合成工艺将成为21世纪的先进技术。 (3)生产各种石油产品和石化产品 合成气下游的石化产品中甲醇和二甲醚是有前景的大宗产品。低压法合成甲醇技术是已工业化应用的成熟工艺，合成气直接生产燃料甲醇技术也已建成工业装置。Topsoe和Air Products在公司开发的合成气直接合成二甲醚技术适用于在边远地区用廉价天然气一步法大规模生产二甲醚，可望降低二甲醚的成本。 2.石油化工 石油化工是石油炼制的下游，涉及到有机原料、合成树脂、合成橡胶、合成纤维、精细化工、化肥六大专业领域，几百种产品。 21世纪石油化工领域各专业的关键技术都是围绕着降本增效，提高产品质量，增加产品品种，最终实现增加经济效益的目的。为此本报告的关键技术可分类为：大宗产品的大型化和高效化技术；新品种的柔性化和多样化技术。 (1)大宗产品的大型化技术 乙烯装置和裂解炉将采用大型化技术，如伊朗国家石化公司已与法国Techip公司签合同，将在伊朗建当今世界最大的单套乙烯能力为140万t/a的大型装置。今后5年新建的PTA世界级装置的规模将超过80万t/a。聚烯烃装置的大型化技术体现在：2000年投产的Elenae公司建在法国的世界最大的LDPE装置，单线能力32万t/a；DSM公司将在欧洲、扬子石化和BASF合资将在南京建40万t/a的管式法LDPE装置；最大的LLDPE气相法单线能力达48万t/a(Univation公司建在新加坡)；最大的LLDPE溶液法单线能力达45万t/a(Nova公司建在加拿大)等。聚酯的单线能力可达600万t/a(吉玛技术)、600～900万t/a(康泰斯-杜邦技术)。涤纶短纤维纺丝设备单线生产能力已从50～60万t/a发展到100～150万t/a，甚至200～250万t/a,涤纶长丝纺丝设备通过提高纺丝速度扩大生产能力，绕卷速度已从4000m/min，发展到6000m/min,甚至8000m/min。 (2)大宗产品的高效化技术 乙烯生产技术通过多套设备合并、减少设备数降低投资，缩短施工期，提高内部收益率，例如KBR开发的DWC技术。乙烯裂解炉管防结焦技术的工业化应用可减少经济损失(全世界每年将损失约20亿美元)。对二甲苯的吸附分离技术，可提高单程回收率，如UOP公司的Parex工艺单程回收率高达97%，比传统结晶分离工艺提高32%，大大提高了效率。BP公司开发的新PTA技术可明显节省投资成本和可变成本，缩小占地面积，简化操作。聚烯烃、合成橡胶聚烯烃类弹性体采用茂金属催化剂实现工业化生产是近年来的重要技术进展。采用茂金属催化剂可按需要定制分子 结构，提高树脂的性能，产生新一代聚烯烃和三元乙丙橡胶，扩大品种范围增加附加值。气相聚乙烯的冷凝态进料技术不仅可使小规模的LLDPE气相法装置高效扩能，还可降低新建装置的投资和成本。一套32万t/a的超冷凝态装置与非冷凝态装置比，产品成本降低47美元/t，每年可节约资金1504万美元。气相聚合工艺在合成橡胶的聚合工艺上突破了传统的乳液法和溶液法，UCC公司的乙丙橡胶气相聚合工艺大大简化了生产工艺，提高生产效率，减少环境污染。反应器内直接合成聚烯烃类垫塑性弹性体的新工艺使生产大型化，同时在技术经济上更富有竞争力。腈纶熔纺生产技术突破了腈 |
