稠油的突出特點是對溫度十分敏感,溫度每升高8-10℃,其粘度就降低1倍,因此將高壓飽和蒸汽注入油層進(jìn)行熱采,增產(chǎn)效果非常顯著。多年來,蒸汽熱驅(qū)法成了世界主流的稠油開采方向。在我國,自上世紀(jì)80年代以來,蒸汽熱采技術(shù)也一直是稠油開采的主要技術(shù)。但特超稠油開發(fā)需注汽壓力大、溫度高,現(xiàn)有密封材料無法同時滿足耐高溫和高彈性的需求,國內(nèi)外幾乎沒有可借鑒經(jīng)驗。業(yè)內(nèi)專家指出,稠油熱采的關(guān)鍵是注汽質(zhì)量。根據(jù)美國機(jī)械工程師學(xué)會(ASME)的研究,注汽溫度達(dá)到350℃、干氣飽和度(蒸汽干度)達(dá)到100%時,是稠油降粘的最理想最經(jīng)濟(jì)方案。井下密封是保障蒸汽質(zhì)量的核心要素。而要解決稠油開采所需要的高溫、高壓環(huán)空密封問題最主要就是解決材料的問題。但目前世界上沒有一種材料可以同時具備耐高溫、耐高壓、高彈性、又耐腐蝕特性,以致稠油開采效率低下成為當(dāng)今的世界性難題。
項目基于高溫高壓高彈性密封技術(shù)要求,研制了高性能密封新材料,采用硅氮基材料,通過添加交聯(lián)劑、石墨等進(jìn)行科學(xué)配制與成型工藝創(chuàng)新,所制備的高性能密封新材料耐溫性能達(dá)到350℃,密封壓差22MPa;開發(fā)了一種稠油開采密封工業(yè)化成套技術(shù),大幅提高了稠油熱采工藝的效率,實現(xiàn)了高溫高壓工況環(huán)境下,有效密封持續(xù)時間≥720h;自主研發(fā)了22MPa、350℃模擬試驗及評價裝置,形成了基于稠油熱采密封件試驗與檢測系統(tǒng)。
項目具有自主知識產(chǎn)權(quán),已獲得多項國家授權(quán)發(fā)明專利;項目已在中石化勝利油田進(jìn)行了5口井的現(xiàn)場試驗,試驗結(jié)果表明:實現(xiàn)了高溫(350℃)、高壓(22MPa)工況條件下有效密封,以及對井內(nèi)高溫氣流和氣竄的有效控制,滿足了油田對耐高溫及高彈性密封材料的實際應(yīng)用需求和熱采井安全作業(yè)需求。
TD350密封材料的基本力學(xué)特性參數(shù):
常溫工況:-20~40℃;高溫工況:90~350℃
介質(zhì):熱空氣、水及飽和蒸汽
常溫壓縮率35%時回彈大于95%
常溫拉伸強(qiáng)度不小于8MPa
常溫密封性能檢測,氦氣泄漏率檢測≤1*10-5pa.m3/s
常溫拉斷伸長率不低于180%
耐酸、耐堿的參數(shù):經(jīng)過38天的浸泡,在干冰、水、氫硫酸的影響下外觀增大不超過5%,在原油中浸泡38天后外觀增大不超過10%
耐高溫:置于180℃熱空氣工況48小時,無破損、碳化跡象,質(zhì)量損失率小于5% ;置于350℃熱空氣工況48小時,無破損、碳化跡象,質(zhì)量損失率小于30%
高強(qiáng)度:置于350℃熱空氣工況下30min,恢復(fù)至常溫;拉伸強(qiáng)度不小于6MPa
高彈性:置于180℃熱空氣工況48小時,進(jìn)行壓縮回彈檢測,壓縮率35%時回彈率不低于85%,泄漏率≤10-4 Pa.m3/s;置于350℃熱空氣工況48小時,進(jìn)行壓縮回彈檢測,壓縮率35%時回彈率不低于70%,泄漏率≤10-4 Pa.m3/s
低泄漏率:置于350℃熱空氣工況48小時,進(jìn)行氦氣泄漏率檢測,泄漏率≤10-4 Pa.m3/s。
1.宋煒 2.賈曉紅 3.金浪滔 4.陳忠敏 5.孫黎生
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評價單位: |
中國民營科技促進(jìn)會 |
報告編號: |
20180103020 |
評價日期: |
2018-07-01 |
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組織單位: |
北京科興華業(yè)技術(shù)服務(wù)有限公司 |
項目負(fù)責(zé): |
雷智旺 |
成果管理: |
13681439210 |
1. 提供的資料齊全,符合評價要求。
2. 項目基于高溫高壓高彈性密封技術(shù)要求,開展了以下技術(shù)創(chuàng)新:
(1)研制了高性能密封新材料。采用硅氮基材料,通過添加交聯(lián)劑、石墨等進(jìn)行科學(xué)配制與成型工藝創(chuàng)新,所制備的高性能密封新材料耐溫性能達(dá)到350℃,密封壓差22MPa。
(2)開發(fā)了一種稠油開采密封工業(yè)化成套技術(shù),大幅提高了稠油熱采工藝的效率,實現(xiàn)了高溫高壓工況環(huán)境下,有效密封持續(xù)時間≥720h。
(3)自主研發(fā)了25MPa、350℃模擬試驗及評價裝置,形成了基于稠油熱采密封件試驗及檢測系統(tǒng)。
3. 項目已在中石化勝利油田進(jìn)行了5口井的現(xiàn)場試驗,試驗結(jié)果表明:實現(xiàn)了高溫(350℃)、高壓(22MPa)工況條件下有效密封,以及對井內(nèi)高溫氣流和氣竄的有效控制,滿足了油田對耐高溫及高彈性密封材料的實際應(yīng)用需求和熱采井安全作業(yè)要求。
4. 項目具有自主知識產(chǎn)權(quán),已獲得多項國家授權(quán)發(fā)明專利,應(yīng)用前景廣闊。
評價委員會認(rèn)為:項目整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平,一致同意通過科技成果評價。
建議加大推廣力度,滿足市場需求。
姓名 |
工作單位 |
職稱 |
從事專業(yè) |
翁端 |
清華大學(xué)材料學(xué)院 |
正高 | 材料 |
葉大蓉 |
中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會 |
正高 | 重大技術(shù)裝備 |
孫家躍 |
中國化工學(xué)會新材料委員會 |
正高 | 功能材料 |
伍社毛 |
北京化工大學(xué) |
正高 | 高分子材料加工 |
李和平 |
北京橡膠工業(yè)研究設(shè)計院 |
正高 | 高分子材料 |
柴國興 |
中石化石油勘探開發(fā)研究院 |
正高 | 采油工程 |
周迎 |
科技部火炬中心 |
正高 | 科技管理 |