中海油研究总院有限责任公司建成系统的海洋能源勘探开发工程创新技术实验平台
2021-10-28本刊通讯员
中海油研究总院有限责任公司实验平台位于北京市昌平区未来科学城南区中国海油科技园区,总面积1.7万平方米。根据技术专业方向划分为岩石物理、化学驱、稠油热采、非常规油气勘探开发、深水多相流动安全保障、天然气水合物开采模拟等六大专业实验室/平台。目前实验室拥有各类设备230余台(套),具备基础物性分析、药剂研发及评价、工艺模拟、工业级别多相流试验评价等勘探开发工程一体化科研实验、检验及测试分析能力。
1)岩石物理实验室是海洋石油勘探国家工程实验室重点建设的科技研发基础实验平台。实验室拥有Autolab2000C型高温高压岩石物理测量系统、LFMS-3型地震频段岩石弹性参数测量系统、岩石三轴力学测量系统等仪器设备,能够模拟储层原位条件开展岩石超声波速度和速度各向异性测量、声发射实验测量、动/静态弹性参数测量、孔隙度和超低渗透率测量、复电阻率测量、声电联合测量等实验;能够开展地震频段下岩石弹性参数、衰减参数测量实验;具备岩心样品制做加工、微观观测、岩石硬度和可钻性测量等基本实验能力。
2)化学驱研发平台拥有微观驱油机理研究系统、不同维度化学驱物理模拟系统、配注工艺模拟系统、化学药剂合成及评价系统、全尺度(微观、介观、宏观)采出液处理系统等五大实验系统。首创近井地带剪切模拟系统,主要用于模拟海上油田完井及防砂工艺条件下,近井地带剪切对驱油体系性能的影响;研制原油处理+污水处理“3+3+X”实验平台,可提供油水稳定性定量评估、驱油体系影响评估、油水处理剂性能表征和采出液处理技术研究等全过程的技术支持工作;具备开展化学驱药剂研发及评价全部实验能力,拥有高温高压反应釜、凝胶渗透色谱仪、流变仪、红外分析仪、紫外分光光度计、热重分析仪、界面分析系统合成评价设备,同时可开展微观、一维、二维、长岩心等物理模拟驱替及可视化实验;具备化学驱全流程平台配注模拟条件,可开展现场配注条件下的化学驱药剂配注实验。
3)稠油热采实验室为海洋石油高效开发国家重点实验室下设子平台,定位于海上热采开发技术的探索与攻关。实验室现有各类设备25台,建成四大功能模块:相渗与PVT分析、基础参数测试、一维/三维热采物理模拟及实验辅助模块,具备了岩石流体物性参数分析、热采关键参数和大型热采物理模拟实验能力。可开展400 ℃的高温高压蒸汽吞吐、蒸汽驱、SAGD和1 000 ℃的火烧油层等热采实验,探索海上稠油热采接替方式及增效技术,为海上稠油热采高效开发理论提供实验支持。
4)非常规油气勘探开发实验室具有3套系统:样品处理、平面分析以及高精度空间分析系统。样品处理系统包含粗切割、线切割、真空浸渍仪、机械抛光仪、氩离子抛光仪、镀膜仪共6台套设备,具有从厘米至纳米级样品制备及表面改造处理能力,可完成刚性、塑性、电磁性、粉末、块状等样品制样工作。平面和高精度空间分析系统是分别以场发射扫描电镜和聚焦离子束扫描电镜为基础,搭载X射线能谱、阴极发光等多个探测器,应用矿物自动识别、大面积拼接、数据自动统计等软件以及配套实现光电联用的光学显微镜的细粒沉积储层综合分析系统。系统具有厘米、微米到超高精度分辨率(达到0.7 nm),能开展储层孔缝喉结构、岩石颗粒微观形貌、矿物成份和颗粒空间展布、成岩及期次等特征的沉积储层多信息定性及定量综合分析,可开展数字岩心建模及特性参数模拟,完全满足非常规油气储层微观研究的需求,同时可为材料、化工、生物分子、冶金等研究提供支持。
5)深水多相流动安全保障实验平台是天然气水合物国家重点实验室下设子平台,由“深水多相流动动态腐蚀评价子平台”“理化分析子平台”两部分组成。深水多相流动动态腐蚀评价子平台是国内自主设计、首个工业级别的深水多相流动动态腐蚀评价系统,设计温度150 ℃;设计压力7 MPa;管径100 mm;最大流速5 m/s(液相)、10 m/s(气相)。可模拟多相介质(分层、段塞)腐蚀、湿气顶部腐蚀、细菌腐蚀等工况,具备油气水多相流腐蚀机理研究能力,缓蚀药剂作用效果动态评价能力,管道新材料、新产品、新技术耐蚀性动态评价能力。理化分析子平台共拥有各类分析仪器34台套,包括X 射线衍射仪、离子色谱仪、红外光谱仪、多功能液相色谱分析仪、共聚焦显微镜、差式量热扫描仪、流变仪等高端设备,可进行多相流体基础物性的表征,具备原油物性测试、天然气物性测试、药剂分析与评价能力,形成了较为完善的油气物性测试分析能力和手段,可为工程和科研项目提供物性参数支持。
6)天然气水合物开采模拟实验平台是天然气水合物国家重点实验室下设子平台,包括大尺度开采模拟系统、基础物性测试系统和数值分析系统。自主研制的30 MPa、1 500 L三维大尺度天然气水合物开采物理模拟实验系统为公开报道压力最大、尺度最大、功能最全,可利用声-光-电-压法实现10口直井和水平井、天然气水合物/浅层气等多种开采方式的实验模拟,同时可开展包括基于水合物技术的二氧化碳捕集封存模拟实验、二氧化碳置换法开采天然气水合物模拟实验等多类型储层成藏及开采监测模拟。