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1、IGCC
整體煤氣化聯合循環發電系統(Integrated Gasification Combined Cycle簡稱IGCC),是將煤氣化技術和高效的聯合循環相結合的先進動力系統。它由兩大部分組成,即煤的氣化與凈化部分和燃氣-蒸汽聯合循環發電部分。第一部分主要包括氣化爐、空分裝置、煤氣凈化設備(包括硫回收裝置);第二部分主要包括燃氣輪機發電系統、余熱鍋爐、蒸汽輪機發電系統。IGCC的工藝過程如下:煤經氣化成為中低熱值煤氣,經過凈化,除去煤氣中的硫化物、氮化物、粉塵等污染物,變為清潔的氣體燃料,然后進入燃氣輪機的燃燒室燃燒,加熱氣體工質以驅動燃氣透平做功,燃氣輪機排氣進入余熱鍋爐加熱給水,產生過熱蒸汽驅動蒸汽機做功。在目前技術水平下,IGCC發電的凈效率可達48%,污染物的排放量僅為常規燃煤電站的1/10,脫硫效率可達99%,二氧化硫排放在25mg/Nm3左右,氮氧化物排放只有常規電站的15%~20%,耗水只有常規電站的1/2~1/3,利于環境保護。圖1為典型的IGCC發電流程簡圖。
2、IGCC多聯產
IGCC及多聯產技術以煤氣化為基礎,把化工產品生產和煤氣化發電整合在一起,不僅繼承了IGCC的環保優勢,又避免了其經濟性差的缺點,是改善基于煤氣化的煤炭綜合利用技術的重要途徑。
原始的IGCC并沒有多聯產技術,國內目前提及的多聯產,主要技術背景為:石油價格高漲,讓煤變油(CTL,即coal to liquid)具有計算上的經濟效益,而CTL的一般工藝也是煤經過氣化,到合成氣,再經過費托合成C5左右的燃料油,這種做法的最大優點是具有極低的S、N污染物,并且具有很高的辛烷值。多聯產實際上包括可能從合成氣路徑的一切可能的化學品合成:合成氨(用合成氣中的H2,與空分來的N2),尿素(利用自產的CO2與NH3合成),甲醇MeOH(用合成氣合成),二甲醚DME,及醋酸等。
3、IGCC多聯產與傳統鍋爐的對比案例
3.1 說明
以寧夏某煤化工項目為例,分析在產品同等規模的情況下,采用IGCC多聯產技術與采用傳統鍋爐技術在投資和經濟方面的對比。
該項目甲醇規模4X167萬噸/年,MTP規模2X50萬噸/年,MTO規模2X52萬噸/年,Superflex規模70萬噸/年,EO/EG規模40萬噸/年,聚丙烯裝置6X31萬噸/年,聚乙烯裝置45萬噸/年。產品主要包括:45萬噸/年PE、185.6萬噸/年PP和40.46萬噸/年乙二醇。
3.2 IGCC多聯產與傳統鍋爐方框圖
3.2.1 傳統鍋爐方案方框圖
3.2.2 IGCC多聯產方案方框圖
圖3 IGCC多聯產方案方框圖
3.3 兩種方案經濟技術指標對比表
表3.3-1 傳統鍋爐方案與IGCC多聯產方案經濟技術對比表
序號 項目名稱 單位 常規鍋爐方案 IGCC多聯產方案
數量 數量 備注
1 發電機組 kw 4x130000
2 鍋爐(670 t/h) 臺 10+1
3 GE 9E燃氣發電機組 kw 2x210000
4 GE 6F燃氣驅動空壓機組 kw 10x90000
5 工程總投資 萬元 9523306 9706786
6 建設投資 萬元 8559528 8732490
7 所得稅后內部收益率 % 11.81 11.54 基準收益率12%
3.4 對比結論
(1) 經濟方面
對于甲醇生產規模為4X167萬噸/年、生產PP、乙二醇和PE的項目,常規鍋爐工程總投資為9523306萬元,IGCC多聯產工程總投資為9706786萬元,后者比前者多增加183480萬元,建設投資增加172962萬元,稅后內部收益率降低0.27%。
(2) 環保方面
表3.4-1 常規鍋爐方案與IGCC多聯產方案環保方面對比表
常規鍋爐方案 IGCC多聯產方案 備注
用煤量萬t/a 1537,其中工藝用煤947,熱電站用煤590 1486 IGCC減少用煤量51
H2S排放量t/a 195.8 307.1 IGCC增加排放111.3
SO2排放量t/a 6604.2 311.5 IGCC減少排放6292.7
NOX排放量t/a 16992.8 4218.3 IGCC減少排放12774.5(其中工藝排放只到合成氣處理完,不包括后面流程排放)
CO2排放量t/a 23985317 22723560 IGCC減少排放1261757
煙氣量Nm3/h 5284397 5110616 IGCC減少排放173781
固廢排放量萬t/a 501.3 587.7 IGCC增加86.4
其中熱電站126.7,氣化渣374.6 (全部為氣化渣)
從上表可以看出:
(1)由于IGCC燃燒效率高于鍋爐的燃燒效率,因此采用IGCC多聯產方案比采用常規鍋爐方案可節約用煤量51萬t/a,采用IGCC多聯產方案符合當前的節能減排要求;
(2)IGCC多聯產方案通過采用硫磺回收工藝,可將常規鍋爐方案的石灰石-石膏脫硫效率90%提高至99.9%,大大降低SO2的排放量;NOX排放量大也是常規鍋爐方案的主要環境問題,常規鍋爐方案NOX排放濃度為400mg/m3,IGCC多聯產方案僅為100mg/m3;
(3)IGCC多聯產方案SO2排放量311.5t/a,NOX排放量4218.3t/a,CO2排放量為2272.4萬t/a,比常規鍋爐方案分別減少6292.7t/a,12774.5t/a,126.2萬t/a。因此采用IGCC多聯產方案可最大限度降低項目排放污染物對周圍環境空氣質量的影響;
(4)本工程CO2排放量較大,由于CO2為溫室氣體,因此采用IGCC多聯產方案既可以減少CO2的排放量,又可以將CO2分散排放改變為集中排放,有利于將來對CO2的行綜合利用,因此IGCC多聯產方案符合循環經濟與清潔生產的要求;
(5)從投資角度分析,采用IGCC多聯產方案雖然會增加一定設備投資,但采用IGCC多聯產方案可以不用配套脫硫和脫硝裝置,同時副產硫磺產品,可以降低一部分運行成本。
4、小結
__市委、市政府一直把__新區作為城市建設的重中之重、區域發展的重大戰略,擺上重要議事日程,緊抓不放。20__年10月份,市委常委擴大會議在__召開,專題研究了如何進一步加快__新區建設的問題,并出臺了《關于進一步加快__新區建設的意見》。會議的召開與《意見》的出臺,是貫徹市十二次黨代會精神的實際步驟,是加快城市發展、助推__跨越的重大舉措,充分彰顯了市委、市政府推進__建設的堅定決心和鮮明態度,將對__下步發展起到巨大的促進作用。
近年來,__新區按照“一年拉框架、三年成規模、五年出新城”的目標,堅持基礎設施與生態環境同步提升,片區開發與景區打造一體推進,在時間緊、任務重、壓力大、制約因素多的情況下,解放思想,振奮精神,拼搏進取,攻堅克難,各項工作均取得了明顯的階段性成果。
一、始終堅持把規劃設計作為新區高效跨越發展的前提條件,統籌布局,強力推進,發展定位進一步明確。突出規劃引領作用,把__新區的建設放在全國的高度去定位,高起點、高標準、高水平編制各項規劃。實施陽光規劃、科學規劃、民主決策,廣泛聽取各方面的意見和建議,聘請國內規劃、建設、旅游開發等各領域知名專家組成咨詢委員會,對新區規劃建設提供咨詢服務。先后聘請美國AECOM、SWA、荷蘭NITA等國際一流設計公司進行設計,努力做到了規劃設計高品位、高檔次。確保每項規劃不留遺憾,都經得起歷史和時間的檢驗。先后完成了__生態新城總體規劃、控制性詳細規劃、13項市政基礎設施專項規劃、區域發展和產業發展規劃,實現了多規統一、一步到位、全面覆蓋,有效指導了各項建設。同時,堅持一張規劃藍圖管到底,依法強化規劃管理,切實維護規劃的權威性和嚴肅性。通過不斷努力,使__建設成為科教文化的先行區、休閑旅游度假的示范區、現代服務業的聚集區、人居環境良好的新城區。
二、始終堅持把大項目建設作為新區高效跨越發展的動力引擎,落實責任,嚴格包保,發展后勁明顯增強。以基礎設施配套和生態建設為重點,堅持把推進工程進度、狠抓工程質量結合起來,集中資源、集中力量,持續實施重點項目攻堅,嚴格項目監管,精心組織施工。截止目前,已建成項目32個,在建項目41個,待開工項目11個,已完成投資170億元。七縱七橫路網框架基本完成,共修建道路11條,總長45公里,總投資98億元,全長25公里的綜合管溝同時竣工。22平方公里的__主景區累計完成投資71億元,初步形成親水、親綠的生態游園格局,一期工程于20__年正式對外開放。高標準實施8條道路景觀建設,新增綠地面積210萬平米,完成投資約__億元。公益項目加速推進,省運動會綜合指揮中心主樓已進入裝修階段,奧體中心已經竣工,省運會媒體中心已施工至地上三層,市規劃展示館2013年上半年可竣工,奧體酒店、運動員村、防洪排澇雨水泵站等項目建設步伐加快。同時,超前做好了水上運動基地、飛碟靶場的前期工作。
【關鍵詞】煤化工產業 潔凈煤技術 現實意義 發展建議
煤化工即指通過對煤炭的綜合利用而形成的合成氨、連焦化工、乙炔化工等化工系列,其是對煤炭資源的一種高附加值綜合利用,由于我國的煤化工產品的開發利用時間晚,產品的種類少,難以形成產業鏈,進而影響了其附加值。當前我國的煤化工產業距離產業化發展尚需要走很長一段路,且煤化工的不完全化發展造成了很大的污染。為降低污染、更好的實現產業鏈化發展我國的煤化工產業必須強化潔凈煤技術的發展,以此為突破口推進煤化工產業化發展。
一、煤化工產業強化潔凈煤技術的現實意義
(一)發展潔凈煤技術有利于提高煤炭利用效率、緩解環境污染
潔凈煤技術涵蓋了煤炭的潔凈生產、加工、轉化、燃燒及污染物排放等一系列技術工藝,該項工藝的發展旨在通過加工降低煤炭中的雜質以提高煤炭的綜合利用效率,利用效率的提高極大的改善了以往因煤炭的不充分燃燒而致使二氧化硫、粉塵、固體廢棄物等有害物質漂浮到空氣中,而造成環境污染狀況。煤化工產業發展潔凈煤技術有利于實現資源的優化配置,促進企業高效清潔化發展。
(二)潔凈煤技術有利于推進企業發展的“三贏”
潔凈煤技術是綜合了化學、地理、生物、物理、生態及經濟等多種學科知識的綜合技術,因而其發展是多項的,此技術對降低環境污染、提高經濟效益等生態、社會及經濟等三面均有巨大積極影響,因而潔凈煤技術是推進煤化工企業實現“三贏”的重要戰略技術。
(三)潔凈煤技術有利于促使企業成功突破發展瓶頸
我國是煤炭消耗大國,日益增長的需求量不斷強化煤炭的開采,而開采過程中近一半以上的開采未達到相關科學要求,從而造成了嚴重的環境及安全問題。長此以往我國的煤炭開發與利用將會陷入瓶頸期,嚴重制約著煤化工產業的發展。潔凈煤技術通過凈化煤炭、不斷深化煤炭的加工和處理工藝,進一步提高煤炭的利用率,有助于幫助煤炭相關領域突破發展瓶頸,走上可持續發展的道路。
二、煤化工潔凈煤發展建議
(一)對政府的建議
加強稅收政策、技術政策對發展潔凈煤技術的煤化工產業的傾斜力度。目前,我國煤化工產業的潔凈煤技術雖取得一定的進展,但從發展的總體情況分析可知,該項技術的發展仍滯后于發達國家許多,其主要原因是其研究資金不足,影響了其長期的發展。
煤化工企業發展潔凈煤技術對生態、社會及經濟發展均有積極意義,為推動煤化工企業的長遠發展,政府應盡量降低相關企業專項的稅收要求,為潔凈煤技術的發展開辟綠色通道。稅收上的傾斜除可以從將降低專項稅收,還可以通過對煤化工企業實施返還排污費等措施進行完善;技術方面政府可以以國家的主體身份組織全國資深的專項研究人員對實施潔凈煤技術的煤化工產業進行技術培訓,以確保該項技術可以順利開展。
以政府為中心,構建潔凈煤技術的國際交流研討會。我國煤化工產業的潔凈煤研究技術晚于發達國家很長時間,因而國際上有很多先進的技術理念是我國所不了解的,此種情況的長期存在會致使我國該項技術越來越落后于世界平均水平。
政府在鼓勵相關的煤化工產業發展潔凈煤技術時更應該加大對國際先進知識的汲取力度,而其中最有效的方式便是以政府為中心,構建潔凈煤技術的國際交流研討會,鼓勵我國煤化工企業走出國門,加強與國際相關企業或研究人員的聯系,以推進我國該項技術的發展。我國煤化工企業在與各國企業進行技術交流時,可以適當的吸取其科學部分,經過研究與創新,建立符合我國美化工企業發展的潔凈煤技術發展體系。
完善相關法律規范,強制約束煤化工產業依法發展。煤化工產業對于潔凈煤技術的研究與利用仍處于嘗試階段,在發展過程中會存在一些不合法的行為。如發展初期對潔凈煤技術的整體發展重視程度不足,發展仍以高能耗、高污染為主,嚴重影響了企業的長遠發展和社會的可持續發展。
潔凈煤技術是實現低碳經濟發展的有限戰略技術,因而政府必須完善現相關的法律規范,并加大執法力度,強制煤化工產業的發展。只有不斷完善《節約能源法》、《大氣污染防治法》等法律規范,嚴格控制煤化工等企業發展的能耗及污染高的設備、技術的引進與發展,以為我國潔凈煤技術的發展提供強制力。
(二)對企業的建議
加大資金、技術投入,強化潔凈煤技術的自主創新能力。煤化工產業發展過程中由于資金、技術等的制約,潔凈煤技術發展緩慢。國家雖然可以提供一部分資金與技術的支持,但煤化工企業若無法實現獨立發展,就不可能真正的實現規模化、效益化發展。
企業本身也應加大資金投入,淘汰能耗及污染高的設備,及時引進國內外先進的設備,強化先進設備的該項技術的支持力度;企業也應組織知識接受能力強的技術人員到國外進行進修,以吸收國外的先進經驗為我國發展所用。
加強企業內部監管,強化潔凈煤技術的戰略位置。目前,多數煤化工企業發展仍以初級產品的產出與銷售為主,對各種化學合成或潔凈煤技術等的重視程度不夠,致使部分企業雖在強調潔凈煤技術的研發與利用,但其實質發展仍處于停滯狀態。
企業要強化對潔凈煤技術的流程性監管,確保各個環節的施工工藝都已被準確的落實到位。煤化工產業發展潔凈煤技術對實現企業發展中的節能減排、降低能耗對環境的污染等方面均作出了極大的貢獻,可以為企業的發展省去污染治理的成本,為企業的發展節省了運轉資金。
潔凈煤技術是我國可持續發展的綜合展示,有助于企業實現經濟、社會與生態的“三贏”,是推進我國煤化工產業發展的關鍵技術。
參考文獻:
[1]張海英.中國潔凈煤技術的研究現狀及進展[J].科技向導,21011,(14).
關鍵詞:現代化;機械制造工藝;精密加工技術
前言
現代化機械制造工藝對于我國的發展有著重要的影響作用,機械制造工藝是對于我國建設過程中所需要的現代化機械設備進行制造的工藝技術,所以想要使我國的未來建設更具優勢就要首先將我國機械制造工藝進行顯著的提高。精密加工技術是對機械制造工藝有著重要的影響的技術手段,只有精密加工技術的支持才能使我國未來機械制造工藝有更好的完善與提高,使我國的未來建設更為高效快速,對我國在現代化發展過程中的進步有著重要的意義。
1 現代化機械制造工藝及精密加工技術的發展概況
1.1 機械制造工藝
在我國發展的過程中,機械制造工藝一直是我國作為重點的研究內容,由于機械制造工藝對我國的建設有著重要的影響作用,所以在現階段我國真在進行快速發展的時期,更要將提高機械制造工藝水平作為重要的發展目標。現階段我國的機械制造工藝大致分為兩各方面,即機器運用切削技術來完成對原材料的加工以及制造某項機械的技術。機器運用切削技術來完成對原材料的加工是在各種生產過程中必不可少的環節,利用機器設備來進行切削能夠極大程度的提高切削的速度以及質量,是工業發展的重要內容。提高機械制造工藝就要在對機器設備的改進與完善中著手,提高機器設備的工作性能,減少機器設備在使用過程中所產生的誤差。制造某項機械的技術對我國機械水平的提升有著重要的影響,在我國建設過程中需要一些較為先進的機械設備,這些機械設備對于生產以及建設有著重要的作用,這有具備制造先進機械設備的能力,才能使我國在機械生產中占有一定的優勢。現代的機械制造工已經發展到將電子信息技術應用到機械設備的的管理與使用中,這進一步的使得機械制造工藝水平進行的提升。
1.2 精密加工技術
精密加工技術在近些年中隨著科學技術水平的提高而提高,精密加工技術的發展對我國機械制造工藝的發展有著推動性的作用。精密加工技術在科學研究與工業生產中都有著較為廣泛的應用,它主要用于加工的過程,在機械制造工藝中加工是一項重要的內容,只有保證加工的精確性才能使得機械制造工藝的優勢得到最大化的體現。在進行機械制造過程中,精密加工技術被廣泛的應用于各個制造環節,機械制造的過程需要進行嚴格的控制以及精確的操作,所以精密加工技術能夠很好的保證機械制造的精準度,這就是使機械制造過程順利進行的關鍵性內容。精密加工技術具有高生產效率的特點,高生產效率是當代社會發展過程中所追求的重要生產目標,只有高生產效率才能給企業帶來最大化的經濟效益,對我國經濟水平的提高也具有重要的意義,為我國的經濟發展指引了明確的方向。
1.3 機密加工技術對機械制造工的影響
精密加工技術在機械制造中起到了重要的作用,在進行機械加工的過程中,機械制造工藝的主要內容包括,材料的供應、機械加工、產品包裝和產品運輸等,其中最為關鍵的步驟就是機械加工,機械加工的好壞直接影響到產品的質量,好的加工技術能夠使得產品的質量得到較好地保證,所以提高加工技術就是保證產品質量的首要內容[1]。機械制造系統是由道具、家具、工件和機床這四大主要組成部分組成,在進行加工的過程中,這四大組成部分進行緊密聯系的共同工作,加上對精密加工技術的應用才能使得生產出的產品質量得到較好地保證。精密加工技術與機械制造工藝二者相輔相成,它們具有重要的聯系。精密加工技術為機械制造工藝提供了很好的動力,使得在進行加工的過程中機械加工這一過程得到較好的完成,這項關鍵步驟地完成是使機械制造工藝順利進行主要內容。現階段對精密加工技術的提高與完善是我國機械制造相關領域中十分重視的一個發展目標,只有將精密加工技術水平進行更好的提高,才能使我國的未來建設得到更好的保證,我國的綜合國力增強也會有更好的動力。
2 現代化機械制造工藝及精密加工技術的特點
2.1 系統性
現代機械制造工藝及精密加工技術的系統性特點主要表現在機械制造工藝的工作系統中,機械制造系統中機械制造工藝與精密加工技術兩者之間的系統性很強。在機械制造系統中,精密加工技術被很好的應用在機械制造過程中,機械加工過程中的精密加工能夠使得加工出來的產品更為精準,極大程度的使加工效率最大程度的提高,這樣能夠使得經濟效益在短時間內進行增加。現代化機械制造工藝與精密加工技術的系統性可以使兩者的結合更為精密,兩者工作的相互的配合對我國建設的發展有著重要的意義。
2.2 關聯性
在現階段的發展過程中,對于機械制造工藝來說,與精密加工技術的關聯性對于機械制造的發展十分重要。對于機械制造工藝來說,其發展的前景不僅與機械制造工藝的制造技術有著重要的關系,還與現階段的市場前景有著重要的關系。精密加工技術的任何環節與機械制造工藝有著重要的聯系,只有在每個環節的相互配合下才能最大限度的發揮出機械制造技術的作用,只要其中任何一個環節出現問題,都會影響到機械制造的技術水平[2]。只有在機械制造工藝中很好的把握住精密加工技術與機械制造的關聯性,才能對我國機械制造工藝的提高起到支持的作用。
2.3 全球性
目前機械制造工藝的發展已經發展到了全球性的階段,各個國家間對于機械制造工藝都十分重視,機械制造工藝在個國家的發展中都體現出不同的特點,我國在現階段的發展過程中機械制造工藝水平正在進行逐漸的提升。全球性的發展對于國家間的交流具有重要的意義,不同國家可以基于本國家的機械制造工藝與精密加工技術來進行取長補短,借鑒其他國家機械制造工藝的優點,來對自己國家的機械制造工藝進行提高與完善,這對于國際間共同發展的趨勢十分符合,促進了機械制造工藝得更好發展。
結束語
機械制造工藝與精密加工技術在現階段的發展過程中正在進行著穩定的提高,這是我國建設過程中必須進行重視的問題。雖然機械制造工藝與精密加工技術還存在一定的問題,但是在我國相關部門的努力研究下,機械制造工藝與精密加工技術會有著較為顯著的提升。機械制造工藝與精密加工技術的進步對我國未來發展十分重要,國家生產力的提升以及科學創新能力的提高都離不開機械制造工藝與精密加工技術水平的提高。■
參考文獻
【關鍵詞】精細化工;問題;發展趨勢;關鍵技術
引言
精細化工,顧名思義就是指生產比較精細的化學產品的行業的統稱。精細化工的產品種類眾多,產品的科技附加值高,其產品直接服務于各高科技領域,直接體現著一個國家的化工發展水平。因此,世界上許多國家都加大了在精細化工方面的研發和生產投入,以不斷提高在國際市場上的競爭力。精細化工包含的領域很廣,不同的國家對此有不同的定義,通常來說,精細化工包含了醫藥、合成材料、食品添加劑、飼料添加劑、油添加劑、電子化學品、生化產品等,隨著經濟及科技的不斷發展,精細化學品的應用領域還在不斷擴大。
一、精細化工的發展現狀及面臨的問題
精細化工的發展起源于上世紀70年代,當時由于傳統的煤化工和石油化工的工藝路線和效益不佳,導致德國、美國和日本等國的化工企業開始走精細化的路線。他們致力于專用化工產品的生產,如仿生醫療品、抗癌藥物、高效除菌劑和殺菌劑等的生產。到上世紀末,美國和西歐國家的化工產品精細化率已經達到了60%以上,而瑞士已經高達90%。
我國的精細化工發展起步較晚,從上世紀80年代開始起步,在上世紀末我國的化工產品精細化率達到了35%,與發達國家存在著明顯的差距。國內精細化工產品的80%需要進口,在比較高檔的皮革涂染劑和織物整理劑方面的缺口更為明顯。總的來說,目前我國在精細化工產品的質量、產品種類及生產經驗和設備先進程度方面都與國外存在著非常明顯的差距。
隨著經濟全球化趨勢的快速發展,一些跨國公司通過兼并和收購,調整經營結構,進行合理改組,獨資和合資建立企業,使國際分工更為深化,技術、產品、市場形成了一個全球性的結構體系,并在科學技術推動下不斷升級和優化。在這方面,許多跨國公司來華投資,也推動了我國精細化工的發展。但我國傳統精細化工的發展現狀從總體上講仍然是產量比較大,而質量比較低。我國已成為世界大宗傳統精細化工產品的制造中心,產品出口比例很高,但高端產品仍然依靠進口;大部分的精細化工產品都是引進的國外生產技術,在品牌建設上做的還遠遠不夠,大部分的生產企業其實只相當于是國外化工巨頭的生產車間。另外,我國的精細化工企業布局也不合理,大部分集中在我國的東部地區,并且面臨著較大的節能減排壓力。
二、精細化工的發展趨勢
由于精細化工在各行各業的廣泛應用,世界上的主要發達國家都把精細化工的發展提升到國家戰略的層面,在資金和政策上給予了大力支持。預計精細化工將會呈現出以下幾個趨勢
(1)產品的種類越來越多
隨著新科技革命的繼續進行,近些年來,能源、原材料、航天、信息、生物技術不斷發展,而精細化工產品在這些領域都有著廣泛的用武之地。比如,在保健食品和各種改變結構的食品生產中都離不開食品添加劑,在信息技術發展中需要功能更加先進的無機非金屬材料,在現代醫學上所用的各種人造器官很多也屬于精細化學品。目前在發達國家,精細化工產業的年增長率達到了4%左右。而我國由于化工產品的精細化率還比較低,而我國的經濟和科技發展速度比較迅猛,因此為了滿足我國正常的發展需要,在精細化率不斷提高的同時,精細化工產品的種類肯定也會越來越多。
(2)精細化工產品的性能將會更加完善
不斷完善精細化工產品的性能也是今后世界精細化工發展的重點方向,未來精細化工產品的物理功能、化學功能、生物功能等更為完善,這些精細化工產品包括功能膜材料、有機電子材料、信息轉換與信息記錄材料等。如由于電子工業、情報和信息科學技術的發展,對導電功能材料的需要越來越多,目前,導電塑料、導電橡膠、透明導電薄膜、導電膠黏劑和導電涂料等的發展很快,并已經工業化。對信息技術的發展來說,十分重要的材料是光導纖維材料、各種信息記錄材料和新型傳感器用的高分子材料等,此外,精細陶瓷的研究、開發日益受到重視,主要開發的材料有:高絕緣性陶瓷,它用于集成電路的基極和放熱性絕緣基板等。
(3)向著綠色化方向發展
綠色發展是相對于傳統的化工發展方式而言的,精細化工的綠色化是指在精細化工產品的生產和使用過程中對周圍環境的污染較小甚至沒有污染產生。發展綠色精細化工必須發展綠色精細化工技術,例如采用生物技術生產精細化工產品,利用計算機技術實現精細化工業的自動化,開發反應條件更容易控制、轉化率更高的新技術與新工藝等。這方面已有一些成功的案例,例如以水性涂料、粉末涂料代替溶劑涂料,從產品使用而言對環境的危害將變得更小;以可降解材料代替不可降解材料,使報廢產品的處理變得簡單,且無環境危害之憂。發展綠色精細化工也是突破經濟發達國家“綠色壁壘”,發展生產的要求。例如歐盟在2002于其“官方公報”上公布了禁用和限制使用17類紡織助劑,這是因為這些助劑的生物降解性低于95%。無疑這將使可供選擇的紡織化學品數量大大降低,我國作為紡織品貿易的大國,在上述環節上遠遠不能滿足歐盟嚴格的“綠色”要求,因此發展“綠色”精細化工是我國經濟發展的必要保障。
三、精細化工發展中的關鍵技術
精細化工的技術含量比較高,涉及到的技術范圍也比較廣,精細化工的發展呈現出多學科交叉綜合的發展趨勢。在精細化工的發展中涉及到的關鍵技術有納米技術、催化技術和生物工程技術等。
(1)納米技術
納米技術是近些年來發展非常迅速的高科技技術,其應用范圍十分廣泛,在精細化工行業也有著廣泛的應用,成為影響精細化工發展的關鍵技術之一。將納米技術與精細化工相結合可以生產納米聚合物如用于制造高強度質量比的透明絕緣材料、高強纖維、離子交換樹脂等;日用化工及其它行業利用納米技術可以生產出更高檔的化妝品、納米色素、納米感光膠片、納米精細化工材料等。
(2)催化技術
催化技術是化工產業發展必不可少的技術,對精細化工行業的發展來說也是如此,但相對于傳統的化工催化技術來說,精細化工行業的催化技術又有著新的特點。為了促進精細化工產業的發展需要開發可用于工業生產的稀土絡合催化劑、膜催化劑、固體超強酸催化劑等新型催化劑,同時還需要發展相轉移催化技術、立體定向合成技術、固定化酶發酵技術等特種生產技術。
(3)生物工程技術
生物工程技術是21世紀最有發展前景的技術,將生物工程技術與精細化工相結合,可以有更多種類的精細化工產品和技術被開發出來,會將精細化工行業的發展推向一個更高的階段,使精細化工產品的研發出現質的飛躍。在未來需要重點發展重組DNA技術和生物反應器技術,這是生產干擾素和多肽等產品的基礎。
參考文獻
[關鍵詞]GE水煤漿;配煤;技術經濟;研究
貴州赤天化桐梓化工有限公司設計年產30萬噸合成氨、30萬噸甲醇和52萬噸尿素。氣化裝置采用GE公司水煤漿氣化工藝技術,配置3臺氣化爐,每臺設計煤漿量為62m3/h,最大煤漿量為72m3/h。根據GE水煤漿工藝技術特點,煤炭原料主要以低灰分、高揮發分的煙煤為主。但是,由于該項目地處貴州省桐梓縣,而當地主要生產高灰分、低揮發分的無煙煤。雖然煙煤對GE水煤漿工藝具有良好的適應性,但是產地主要分布在西北一帶,運輸路途遙遠,價格相對較高。而桐梓本地煤雖然運輸路途近,價格相對較低,但是對GE水煤漿的適應性差,碳轉化率低。因此,研究GE水煤漿工藝配煤的技術經濟性,即通過工程技術試驗,尋找配煤技術經濟性規律,建立數學模型,研究煤炭價格變化與最佳經濟性配比的數學關系。
1配煤試驗
1.1試驗方案
1.1.1試驗對象和范圍
以氣化爐作為研究對象,通過研究桐梓本地煤和北方煙煤的5種配比分別對公司產品煤耗、產品煤成本、產量經濟效益的影響,推導最佳配煤比及計算方法,確定某種煤價條件下的最佳配比。
1.1.2數據收集、計算和分析
根據GE水煤漿工藝特點,在穩定煤倉和煤漿槽料位前提下(控制在70%~80%),主要對氣化爐煤倉進口原料煤量、煤質及煤漿的組分,氣化爐產水煤氣的氣量和組分,排出的粗細渣量和組分,合成氨和粗甲醇產量、碳洗塔出口水煤氣溫度和壓力等數據進行采集。通過上述采集數據,計算有效氣量,粗甲醇折算氨產品計算噸氨煤耗,千方有效氣煤耗,千方有效氣耗氧,產渣率和碳轉化率。通過采集和計算數據,進行對比分析,結合煤質變化,分析造成差異的主要原因。
1.1.3配煤精準度管理
校驗頻率由每月1次改為每周1次,精準度要達到千分之三。自動采樣器每隔30分鐘進行取樣1次,并將一個班的樣進行混合均勻后,再進行分析,避免了以往隨機取樣造成樣品代表性差的問題。將煤場各種煤進行了標識和分類管理,提高配煤人員操作的準確性,安排專職人員日常到煤場進行監督管理,檢查物料部配煤臺帳,精確到各煤種的每班配量,每周五定時對各種煤進行盤庫。
1.2數據收集、統計和計算
2016年5月25日——2016年6月24日,共采集了本地無煙煤和北方煙煤的配煤比(質量比)分別為7︰3、6︰4、5︰5、4︰6和3︰7五種數據,根據生產工藝數據和分析數據,作了數據統計、分析、計算和對比。
1.3主要數據分析
1.3.1耗煤量分析
根據圖1,除配煤比為5︰5以外,噸氨煤耗隨桐梓本地煤占比增大與增加,且大多數點都在擬合的直線上下。雖然各種配比的轉化率相差不大,但是實際獲得水煤氣中CO、H2量相差較大。北方煙煤中揮發分含量較無煙煤高20%左右,揮發分中主要含各種烷烴和芳香烴,碳活性較好。北方煙煤占比越高,有效氣中CO、H2占比越高。桐梓本地無煙煤與北方煙煤的配比越高,煤耗越高。當桐梓煤與北方煙煤比值為7︰3時,噸氨耗煤和千方有效氣耗煤分別比桐梓煤與北方煙煤比值為3︰7時的高6.81%和8.17%。當配比為5︰5時,由于煤漿濃度和揮發分含量達到一個較為理想的中間值,因此兼顧了北方煤和桐梓本地煤的優點,噸產品耗煤和有效氣耗煤達到一個較低值。
1.3.2產渣率分析、耗氧量、碳轉化率和熱值分析
通過幾組數據對比分析,各種配比產渣量隨著桐梓本地煤占比升高而增大,這與桐梓本地煤灰分較高相關。桐梓本地煤比例越高,有效氣的耗氧量越高,增大了空分運行成本。根據數據表,當桐梓煤與北方煙煤比值為7︰3時,千方有效氣耗氧分比桐梓煤與北方煙煤比值為3︰7時的高4.96%,即千方有效氣多耗高壓蒸汽0.05噸。以渣為計算依據,各種配比碳轉化率相差很小,氣化溫度達到1350℃及以上溫度時,煤中碳轉化率均接近化學平衡。但是粗渣中殘碳受煤種影響較大,尤其是桐梓本地煤占比越高,粗渣殘碳越高。北方煙煤比例越高,混合煤的熱值越低,主要原因是混合煤中固定碳含量較低。例如,收到基固定碳在桐梓煤與北方煤比例為7︰3時,比在桐梓煤與北方煤比例為3︰7時高3.5%。
1.3.3產硫量分析
桐梓本地煤與北方煙煤比值越大,混合后煤中總硫含量越高,因此,當桐梓煤與北方煙煤比值為7︰3時,煤中硫含量比桐梓煤與北方煙煤比值為3︰7時的高85%,即增加450m3/h硫化氫氣體,每天可增大硫磺產量15.5噸。
2技術經濟分析
2.1工藝最低消耗分析
根據試驗數據,當桐梓本地煤:北方煙煤比例為3:7和5︰5時,噸產品耗入爐煤消耗最低,分別為1.422t/t和1.435t/t,有效氣耗煤分別為0.674t/km3和0.702t/km3。
2.2現行煤價的成本分析
根據各種配比下噸氨和有效氣的消耗數據,結合當前北方煙煤、桐梓本地煤的采購煤價和蒸汽價格(桐梓本地煤與北方煙煤采購均價分別為460元/噸和650元/噸,高壓蒸汽價格為120元/噸),編制了噸氨耗煤和有效氣耗煤的成本表。
2.3配比與煤價的關系式推導
2.3.1擬合直線
利用噸氨煤耗與配比擬合一條直線,如圖1直線,根據上述氨煤耗和配比數據,計算方程式系數:a=0.058,b=1.392即得方程式:y=0.058x+1.392(1≥x≥0)式中y為噸氨煤耗,x為桐梓本地煤占入爐煤的比率。
2.4經濟效益與配比的關系
根據產品價格、不同配比產量和消耗的關系建立經濟效益關系式。因為合成氨涉及消耗原材料較多,本次只以噸氨耗煤計入消耗成本。具體關系式推導如下:效益=收入-消耗=產量×[產品單價-煤耗成本]根據各種配比的煤耗成本,可以計算經濟效益。從最大經濟效益中選擇最大效益對應的配比作為最佳經濟效益配比。通過計算,根據現行煤價和產品液氨銷售價格,當桐梓本地煤與北方煙煤配比為5︰5和6︰4時,經濟效益較高。
3結論
根據試驗及運行數據,桐梓本地煤與北方煙煤配比越高時,噸氨消耗、產渣率、水煤氣硫含量、灰分及殘碳較高,有效氣產率較低。其中,桐梓本地煤與北方煤比例為3︰7和5︰5,噸產品耗煤較低。根據試驗數據和現行煤價,桐梓本地煤與北方煤比例為7︰3、6︰4和5︰5時,噸氨耗煤和有效氣煤耗的成本較低。從經濟效益來看,當桐梓本地煤與北方煙煤配比為5︰5和6︰4時,經濟效益最高。通過數學分析,建立了水煤漿經濟配比與煤耗成本的數學關系式,用于指導生產實際。
參考文獻
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[3]鄒杰,許玲玉.水煤漿濃度變化對煤氣化工藝的能耗影響分析[J].煤化工,2016,44(2):50-53.
現階段世界上對渣油進行優化的主要方式主要有五種:焦化、減粘裂化、催化裂化、固定床和沸騰床加氫、溶劑脫瀝青。以下對其進行簡單的說明。焦化的方式是現階段較為常用的渣油轉換方式,其可以加工各種不同劣質的重質渣油,同時也會產生大量的焦炭,導致原料油中的殘余碳含量逐漸增多,生產的焦炭也越來越多。隨著科技的發展互進步,原油中的碳含量逐漸減少,但會在一定程度上降低原油的質量,多環芳徑與瀝青質含量逐漸的增加,并且不可以通過催化裂化原料直接使用,需要進行加氫預處理與加氫裂化處理,但這一工序存在一定的難度。減黏裂化的方式也是工業中使用較早的手段,其主要的目的就是降低殘渣燃料油需要稀釋的組成部分。隨著長期的發展與使用,殘渣燃料油主要是在船只使用與發電方面進行使用,隨著環保概念的普遍化,船只所使用的是硫元素含量相對較低、氫含量相對較高的天然氣來替代傳統殘渣燃料油。渣油催化裂化只可以對相對較為干凈的渣油進行轉化,并對渣油中殘炭的含量有一定的約束,簡單的說要求低硫、低碳、金屬含量也要求相對較低等等,只有這樣才能催化裂化,但在市場中,這種資源相對較少,難以達到預期的效果。
二、懸浮床加氫裂化(VCC)工藝技術的特點
1.全新的懸浮床工藝全新的懸浮床(VCC)工藝是對現階段世界上各種不同的懸浮床加氫工藝特點進行有效地結合與利用,并對相應的技術進行創新處理,構成了較為完整的工業化新型懸浮床加氫工藝。并得到較為廣泛的使用,目前已經在建的有3套。這一項工藝的用途相對較為廣泛,可以加工硫元素含量與金屬元素含量較高的渣油,也可以對氮含量、金屬含量、粘度、碳含量、酸值相對較高的重油減壓渣油輕質化加工也有著顯著的效果,并且原油的性質相對較差,該項工藝的效果越是明顯。且可以在不同的環境下對原油渣油進行轉化,并且轉化的效率相對較高,相對于傳統工藝與劣質重油輕質化工藝來講具有明顯的優勢,造成的原材料浪費效果也相對較小,適合現代的社會發展。
2.高度分散的催化劑體系這種懸浮床加氫(VCC)工藝主要是通過多金屬粉末催化劑進行高度的分散來實現的,反應器內部的催化劑金屬在原料渣油中只占1%左右,催化劑主要以鐵、鈷、錳、鎳等等金屬系列為主起到非常好的活性效果,其中有一部分的金屬催化劑屬于工業廢料的回收(如赤泥催化劑),其自身的成本相對較為低廉。這種方式與國際上的類似工藝較為常用的固體催化劑等等有著本質上的區別,所以應該對其進行正確的區分。
3.尾油與蠟油循環裂化這種工藝(VCC)主要是通過對蠟油與尾油一次性通過加氫裂化、精制的手段來進行渣油處理,其余世界上的其他工藝存在一定的差異,具有較強的區分與明確性,這種裝置主要產物是進行加氫之后的優質石腦油與柴油,車輛排放所得到的尾油相對較少。現階段的懸浮床工藝的產物在線加氫精制工序,不僅對已有的壓力與反映溫度進行充分的利用,也在一定程度上提高了產品的質量與效果,在線加氫精制催化劑使用3996加氫催化劑的方式,來對溫度進行有效的控制,從根本上提高了劣質油的優化效果。經過長時間的研究與探索可以發現,這一工藝技術通過與傳統工藝完全不同的方式來進行劣質油處理,通過新型懸浮床加氫裂化(VCC)反應器分區域冷氫控制來對溫度等方面進行高效的控制,反應溫度度可以達到470℃,操作壓力220Mpa,在一定程度上加強了操作的效果,從根本上降低反應器的控制難度,進而提高質量。
懸浮床加氫裂化工藝的經濟優勢現階段,我國較為常用的重油輕質化工藝主要有三種,分別是固定床加氫、延遲焦化、中有催化裂化,以上對其中存在的局限性進行了簡單的分析與研究,在此,對該項技術的經濟指標進行研究與對比。根據表格可以看出,按照加工方案的完善配置進行估算,對懸浮床加氫裂化工藝方面的投資較高,但與固定床加氫方案進行比較則相對較低;懸浮床加氫裂化工藝的產品收率、質量與分布狀況都是最好的,有其的產量與柴汽比例也相對較高,所以與傳統的方式進行比較具有一定的經濟優勢;懸浮床加氫與重油催化裂化方案的內部收益都比較大,與其他兩種方式進行比較有著明顯的優勢,在投資的回收時間方面相對較短,也就是說可以獲取更大的經濟效益;懸浮床加氫方案在各項經濟指標上都有著較為明顯的優勢,遠高于傳統的優化方案,這也是社會經濟發展與能源需求的重要趨勢。傳統的方案對金屬與硫元素相對較為敏感,一旦含量超標就會導致裝置難以正常的運行,所以在對劣質的重油進行優化與處理的過程中存在較為明顯的差異。而懸浮床加氫裂化工藝則相對較為完善,適合現代的重油處理。
三、結語
一、水平井鉆井施工情況
全年完井11口,井身質量全部合格,其中川慶所鉆6口井井身質量全優。年完井平均井深2269.55m,平均水平段長度441.72m,平均鉆井周期20.71天,平均建井周期25.82天,平均鉆機月速度2668.7m/臺月。其中水平段600m以上水平井鉆井周期均在30天以內。做到了安全,優質,快速的鉆井。慶平2井水平投影圖如圖1所示
圖1 慶平2井設計與實鉆水平投影圖
二、大位移、長水平段水平井施工的主要難點
1.確定油層難度大,中測以后,對比地層,確定水平井入窗垂深,油層深度,調整靶點難度大。華慶油田超低滲油藏油層不穩定,厚度也不均勻,水平井鉆井水平段在油層中穿行難度大,油層鉆遇率難保證,尤其水平井入窗找油難度特別大。
2.優化鉆具結構、精準控制軌跡為滿足低磨阻、低扭矩要求,避免因軌跡突變造成后續井段施工磨阻、扭矩大而無法施工的情況出現,對軌跡軌跡控制要求嚴格,軌跡控制技術難度大。
3.低磨阻的泥漿技術,鉆井液技術決定一口大位移,長水平段水平井施工能否順利完成,直井段要滿足防塌需要,下部需要有良好的性,以降低鉆井施工磨阻。攜砂能力強,保證井下安全。
4.井控技術和完井作業技術,大位移、長水平段水平井因為井深與垂深相差比較大,平衡地層壓力所需鉆井液比重難確定,井控難度大,大位移,長水平段完井作業難度大。完井作業的順利與否,決定一口井的最后成敗。
5.井下事故預防技術,施工單位較多,技術素質參差不齊,井下事故的消除,能保證井身質量,提高施工效率,節約鉆井成本。
三、大位移水平井施工關鍵技術
1.入窗找油技術
水平井中測完,及時加強地層對比,地質辦公室與現場錄井,軌跡控制人員及時溝通,大量對比鄰井資料和現場錄井情況,確定合理的入窗垂深,入窗垂深難確定和入窗后未見尤其顯示的水平井,主要采取技術如下:
下壓垂深找油,找到油層后確定靶點垂深,滿足工程和地質需要,慶平2井使用該技術找油,無等停。
慶平2井根據中測解釋與鄰井資料參考,中側后對比地層,設計油層不變,入窗點垂深維持原設計不變。在2333m入窗后未見油氣顯示的情況下,入窗找油,項目組地質辦公室積極介入、與現場地質錄井和鉆井工程師溝通,降井斜找油,下調垂深找到油層后再定后續靶點垂深,工程設計入窗點海拔為-671米無油,在井深2376m見油氣顯示, 但油層不好的情況下,繼續下壓垂深找油。在井深2400m海拔-675m油氣顯示較好,確定為主力油層頂界,油中海拔確定為-677.5m,即垂深2167.9m為實際油中和水平段靶點垂深,由于很好的協調了找油層和入窗的相關技術,方便施工,提高了水平井入窗施工效率,克服了等停時間。同時確保了油層鉆遇率,為公司水平井提高單井產量提供了堅實的保障。該技術應該在后續的水平井施工中應大力推廣。
2.井組防碰繞障技術
首先在鉆井排序中做好防碰工作,保證水平井鉆井施工的安全順利,對于確實無法改變施工順序的水平井井組,確定提前防碰的原則,防止造成2井相碰事故,提高施工的安全性和加快鉆井速度,午平4井組為防碰繞障技術比較典型的水平井井組,該井組共布井4口,其中水平井3口,定向井1口。該井組采用表層防碰繞障技術。施工安全。
午平4井組表層繞障防碰技術,該井組布井情況如下表,午平5井,拖井架7.5m,該井表層軌跡方位與午平4井相反,一開井眼方位向大門方向。鉆進過程有防碰趨勢,為了有效防碰,在一開表層繞障一次。
午平6井防碰,午平6井拖為有效防碰井架前拖7.5m。二開后與午平五井相距4米,主要原因午平6井表層后期井漏,搶鉆井斜在最后2單根突增,由1°以下增大到表層起鉆測得2.4°,為防止二開后兩井距離近,為了有效防碰,在一開表層繞障一次。
表一 午平4井組井位排序表
3.軌跡控制技術
對于大位移長水平段水平井,必須保證軌跡平滑,全角變化率要比較低,減少因井眼因素造成鉆具磨阻大,長水平段無法完成的情況發生。積極協調水平井施工中遇到的技術問題。
3.1調整水平井靶體,減少軌跡控制難度
對于偏移距較大,井隊施工難度大的井,及時修改靶點,為水平井快速施工保駕護航。慶平3井設計水平段長600m,但實際施工由于實際井口坐標與設計讀圖坐標相差37m,使慶平3井實際偏移距離由0增加到37.61m,由二維水平井變為三維水平井,施工方認為施工難度比較大,積極協調超低滲油藏研發中心和開發部,調整靶體,抵消了偏移距,減少了施工難度。
3.2入窗找油軌跡控制技術
按長慶油田目前水平井既定方式,水平井鉆至距入窗油層50m左右的垂深,鉆開相應的標志層后進行中途電測,以確定油層位置,根據油層位置決定入窗垂深,所以水平井中測完,地質辦公室與現場錄井工程師,鉆井工程師及時溝通,及時加強地層對比,大量對比鄰井資料和現場錄井情況,確定合理的入窗垂深。
華慶油田施工水平井,有相當部分油層頂界不很確定,按傳統水平井施工入窗模式,要么入窗找不到油層,入窗軌跡偏離了設計的在油層中上部穿過的原則,造成大量的等停,等待調整施工方案,調整后如果繼續沒油氣顯示,還要繼續等,繼續調整,嚴重影響水平井鉆井速度。相應的影響到水平井后期的施工投產。為改變這種被動的入窗趨勢,就需要改變傳統的既定靶區的入窗模式。
改變既定靶區的水平井入窗模式,施工效率大幅提,經過項目組地質辦與油藏工程師、地質工程師、鉆井工程師的溝通和協商。提高油層鉆遇率,最大限度的滿足水平井鉆探目標,水平井剖面進行了進一步優化,項目組和錄井,鉆井等的合作,改變了以往以既定靶區為施工標準的施工模式,采用欠井斜先入窗找油,找到油層后,根據油層情況再修正靶區設計,保證井眼實鉆軌跡按設計穿過油層,慶平2井比較好的使用料該技術,施工效率大為提高。
4.鉆井液技術
在水平井鉆井配套技術中,鉆井液技術是和井眼軌跡測量與控制技術并重的兩項關鍵技術。水平井鉆井對鉆井液性能的要求很高。
4.1水平井鉆井對鉆井液性能的要求
4.1.1在大井斜長裸眼井段施工(水平井段)時保持井壁穩定。
4.1.2為減少摩阻和扭矩,要具有良好的性。
4.1.3為有效的攜屑,要具有相應的流變性。
4.1.4把井下復雜情況(如壓差卡鉆、井漏等)減到最小。
4.1.5對油氣層的損害最小。
4.1.6對環境的污染最少。
優化鉆井液性能,保證井下安全
由于增斜井段和水平段井眼,有較多的滑動鉆井,鉆具在井下靜止,而隨著井斜的增大以及水平段施工時,鉆具整體躺在下井壁上,鉆具與井壁的軸向摩擦造成起下鉆的阻力大,易出現起鉆遇卡、下鉆遇阻等現象,嚴重的甚至發生粘卡;鉆井液處理以、井眼凈化和改善泥餅質量為主。
4.2防卡技術
4.2.1定向后要及時加入劑,隨著井深的增加逐步提高劑和FT342的含量,井斜超過30o后應使摩阻系數小于0.1,井斜超過60o后應使摩阻系數小于0.07。
4.2.2使用好四級固控設備,降低含砂量至0.3%以下。
4.2.3完井電測、下套管等作業時,根據井下情況,可加入適量塑料小球,實現由滑動摩擦向滾動摩擦的轉變,保證電測和下套管作業的順利施工。目前部分油田水平井采用混原油泥漿體系,泥漿性能比較好。
4.3井眼凈化技術
由于水平井環空分為三個洗井區:洗井1區(0~30°)采用層流有利于攜巖;洗井2區(30~60°)最危險;洗井3區(60~90°)紊流有利于攜巖。隨著井斜的增大,洗井2區和洗井3區易于在下井壁形成巖屑床,洗井2區巖屑床存在著下滑的潛在危險;若鉆井液懸浮性不好,停泵時巖屑會向井底下滑,形成砂橋,發生接單根、起下鉆遇阻甚至蹩泵等現象,嚴重時將會引起卡鉆事故,因此要求鉆井液具有良好的井眼凈化能力。
針對上述問題,為了防止巖屑床的形成,以及巖屑床形成后給鉆井施工可能造成的嚴重危害,因此搞好水平井井眼凈化至關重要。為了滿足水平井的鉆井施工,采取如下技術措施。
4.3.1鉆井液的流變性如動塑比、φ3、φ6的值和初終切力應適當大一點,以能滿足攜帶、懸浮巖屑的要求。根據已完成的七口水平井現場施工經驗,鉆井液的動塑比控制在0.15~0.30之間,φ3的值保持在2~5之間,φ6的值保持在6~13之間就能基本滿足攜帶、懸浮巖屑的要求。施工中在鉆井液中加入改性石棉SM-1和FT342,利用其調節流變性的特性,滿足攜帶、懸浮巖屑的要求。
4.3.2若震動篩上鉆屑返出較少,接單根困難,使用高粘度和切力的段塞清掃井眼。
4.3.3每鉆進一個單根,要根據接單根情況,決定是否上下活動并旋轉鉆具,以破壞巖屑床。
5.井控技術和完井作業技術
5.1井控技術
水平井油層壓力控制是水平井鉆井施工的重點,在施工中嚴格執行《鉆井工程設計》和《長慶油田石油與天然氣鉆井井控實施細則》。
5.1.1按照井控細則中Ⅰ類油井井控裝置的配套標準,配置了FZ28-35雙閘板封井器、FK1252E遠控臺、JG35系列的節流管匯和YG系列的壓井管匯。配備了鉆具內防噴工具、除氣器和CO、H2S 等有毒有害氣體檢測裝置。
5.1.2嚴格按照井控實施細則對井控裝備進行試壓。
5.1.3根據水平井鉆井特點和所鉆區域油層特性,制定了立足于一次井控、搞好一次井控,杜絕二次井控的工作原則。并根據原則加強井控座崗制度和干部值班制度的落實,有效控制鉆井液密度始終高于地層當量鉆井液密度和附加值(取油井上限0.10g/cm3)。
5.1.4鉆井隊必須儲存足夠的壓井材料,以備急用,目前油井水平井的壓井材料要求必須達到60噸,同時檢查施工單位,搞好井控演習。
5.1.5水平井,特別是大位移長水平段水平井,在油層井段長,易發生井控險情。注水井的停注卸壓非常必要。在鉆井過程提前要求周圍1公里注水井停住卸壓很重要,連通性好的地層,注水井停住卸壓的范圍應該更大,否則施工風險太大。
慶平2井水平段完鉆鉆井液比重1.09k/cm3,粘度72s,為了保證完井工作順利,完井液比重加到1.20 k/cm3。起完鉆后出水,鉆井液比重降低到1.0 k/cm3以下,下鉆加重到1.30 k/cm3,電測過程仍然出水,下鉆加重到1.40 k/cm3,同時要求停注卸壓1000m內的所有注水井,測井作業正常。該井壓井材料消耗110噸,造成井下險情。
慶平1井鉆至水平段2400m出水嚴重,壓井材料400噸,險情嚴重,同時造成井下復雜,鉆井液比重達到1.45 k/cm3才能平衡地層壓力,停注卸壓1000m內的注水井以后,仍需1.30 k/cm3的鉆井液才能維持正常鉆井,鉆井液比重高,鉆進過程扭矩加大,同時磨阻上升,早晨井身3240m左右,轉盤倒車嚴重,無法再正常鉆井,不得不在水平段鉆進至840m提前完鉆。無法完成設計1000m水平段的鉆井任務。
5.2完井作業
大位移,長水平段水平井油套盡可能多下滾輪扶正器,減少剛性扶正器數量,以保證完井作業正常。
水平段最長的慶平2井,設計下入139.7mm油層套管,設計滾輪扶正器40m一個。套管扶正器采用滾輪和剛性相結合的下法。每4根套管加一個滾輪扶正器,中間加一剛性扶正器,水平段下套管困難,該井下套管時間25小時,1049m水平段下套管12小時,直井段30根套管罐泥漿一次,到水平段5~10根套管內罐泥漿一次,下套管難度大,為保證套管正常下入,套管活動時間長,長水平段應考慮增加滾輪扶正器,同時大位移、長水平段水平井完井技術要繼續完善,力求保障完井作業的安全性,否則水平段后期施工風險太大,水平井不光考慮完鉆問題,還要考慮完井問題,完井作業也決定一口井的成敗。
6.事故預防技術
油田大位移、長水平段水平井由于投資大,發生事故處理時間長,井下事故分析預防處理技術尤為重要,要求施工隊伍硬件配制高、技術素質高。同時研究長水平段鉆屑的及時帶出地面,巖屑床的破壞,降低磨阻和扭矩;除了及時處理泥漿,保證泥漿性能外,短程起下鉆也是必要的技術手段。
四、結論
1.提高地質設計對工程施工的指導作用,由于超低滲油藏有時變化比較大,部分井地質設計靶點垂深與實際偏差較大,對重點井地質專家在中途電測前進駐施工現場進行指導,在現場可根據實鉆資料及時調整入窗垂深;或盡可能先鉆控制定向井,確定油層垂深,減少鉆井施工的盲目性。提高油層鉆遇率,降低井眼軌跡的控制難度,確保水平井井眼軌跡的平滑。延長水平井采油壽命。
2.大位移水平井在開鉆前,一定要排查周圍注水井的情況,落實注水井停注卸壓,特別是1000m之內的注水井。否則加重的鉆井液在長水平段鉆井,鉆具扭矩大,施工安全風險高。在水平段鉆井過程,勤觀察,發現不安全征兆,及時分析處理,以免造成井下事故難以處理。給施工單位和項目組都造成損失。
3.長水平段水平井施工風險大,需要油藏工程師,地質工程師,鉆井工程師及鉆井隊的密切配合,規避各種風險,水平井設計上,對于大位移、長水平段水平井,為保證井眼軌跡平滑和降低水平段扭矩,盡可能設計靶前距比較長、偏移距比較短的水平井。以方便施工,減少風險。同時長水平段水平井施工,要繼續深入研究完井技術。
參考文獻
[1]田逢軍,王萬慶,楊光等.長慶油田中半徑三維水平井環平3井鉆井技術 [J]. 石油鉆采工藝,2009,31(6):27-31.
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文明是人類進步的精神之花,衛生是人類健康的基本需求,環境是人類生存的重要保障。在物質生活不斷提高的今天,營造一種文明的社會風氣,創建一個衛生的生存環境,構建一座環境和諧鄉村,是每一個人發自內心的精神需求。當前我們鎮正以高昂的熱情和百倍的信心積極投身于“城鄉環境綜合整治暨綠化美化”工程中。這項工程,可以改善生活環境,提升鄉鎮品味,促進社會發展,是功在當代、造福子孫的惠民工程,是順應民心、合乎民意的為民工程,更是一項轉變行為習慣、提高文明素質的重大工程,它需要每一個學校、教師、學生的積極參與。我們要積極響應鎮黨委和鎮政府的號召,踴躍參與,共同打造一個衛生整潔、環境優美、健康文明的和諧環境。為此,沈閘中心小學向轄內學校(幼兒園)、教師、學生們發出倡議:請你們攜起手來,參與到“兩大”工程中,共同構建和諧峽口。
從今天起,讓我們積極行動起來,以主人翁姿態投身到“環境綜合整治暨綠化美化”工程中去,關心“環境綜合整治暨綠化美化”,“支持“環境綜合整治暨綠化美化”、參與“環境綜合整治暨綠化美化”、主動為“環境綜合整治暨綠化美化”獻計獻策。
從我做起,從身邊做起,從現在做起,自覺維護學校這個大家庭的公共衛生,做到不隨地吐痰,不隨地大小便,不在公共場所亂搭、亂扔果皮、飲料袋(瓶),不亂扔垃圾污物,不在墻上亂涂亂畫,保持校園環境的干凈、整潔,從學校做起,積極清除垃圾,徹底清理衛生死角,用實際行動來支持、參與到“環境綜合整治暨綠化美化”工程。
讓我們以文明居民的標準嚴格要求自己,遵守公德,保持學校環境整潔,愛護公共設施,塑造校園新形象,做到不亂停亂放,不亂貼亂畫,自覺提高環境衛生意識,抵制不符合衛生標準的食品與生活用品,不進網吧玩游戲。積極進行校園整頓周邊環境,積極開展健康教育,養成文明健康的學習、生活方式。