□孙茹 杨芳 杨力
“唯西南天然气研究院在行业具首屈一指、独一无二、无可替代之地位。”一幅书法,笔锋遒劲,举首戴目。“这是原中国石油天然气股份有限公司副总裁、中国工程院院士胡文瑞专门给我们院题的词。”提起这幅字,天然气研究院党委书记谯华平满是骄傲。
2007年6月,胡文瑞第一次来到天然气研究院,当详细了解天然气研究院的工作内容和特色技术后,他激动地表示:“天然气研究院的发展和建设要放在我国天然气工业刚发展起步的大格局背景下,要站在建成中国石油品牌研究院的高度,对标世界一流,打造成首屈一指、独一无二、无可替代的全国唯一的天然气科研机构。”这是集团公司给予天然气研究院的期许,也是天然气研究院不懈奋斗的方向。
15 年间,天然气研究院秉承“科创为天 精研报国”的理念,积极探索科技攻关和成果转化的机制与模式,走出了一条集科研装备研制、实验方案建立、创新成果形成、中间试验验证、工业应用推广、标准体系构建于一体的科技创新之路。做科技创新的实践者、深化改革的探索者、国际引领的开拓者、绿色发展的护航者,天然气研究院一直在路上。
面向国家能源所需
打造首屈一指核心技术体系
天然气研究院的历史最早可以追溯到1950年中央轻工业部重庆工业试验所的天然气组,是急新中国之所急而成立的一所攻关型科研单位。当时的新中国百废待兴,经济、国防建设急需的战略资源及其紧缺,并遭西方禁运。石油工业部四川石油勘探局四川天然气研究站首任站长、原石油部科技司副主任工程师张铁生带领一群肩负“科技报国”使命的热血青年,筹建起新中国第一个炭黑厂。1951年7月,第一批国产天然气槽法炭黑试制成功,“圣灯牌”炭黑在西南工业展览会获国家特等金质奖。
1958年,石油部正式下达天然气制合成油的重点任务,天然气研究室承担了天然气转化制合成油原料气的关键课题。张铁生带领团队克服种种困难,凭借催化转化法和部分氧化法两条技术路线齐头并进,不仅通过自主设计装置产出合格的合成原料气,还首开利用中压铁剂将气合成油的工艺先河,解决了国家急需液体燃料的大问题,为建立川南合成油厂提供了决策依据。
1960年,潜艇亟待下水,然而潜艇供氧所需的氦气稀缺,国防建设告急。8月,聂荣臻元帅亲自签发“天然气提氦工程”命令,天然气研究院科研人员顶着压力,历时短短6年时间,试验装置从无到有,实验获得99.995%的高纯度氦气,产量占当时全国总产量的90%,供应东海、南海舰队,解决了我国海防建设燃眉之急。提氦、炭黑、合成油技术的问世,打破一些国家对我国天然气重要化工产品的封锁禁运。
70余年深耕,天然气研究院秉承“科技报国”的初心,潜心研究,分步实施,以国家所需指引技术所向,着力高水平科技自立自强,持续推进全领域科技创新,源源不断创造出一大批创新领先成果和拥有自主知识产权的核心技术利器。
抢占天然气国际贸易先机——天然气分析测试关键技术体系。构建我国天然气分析测试技术及标准体系,建成国内唯一具备天然气全组分分析测试及设备校准能力实验室,开展天然气及相关产品质量检测及溯源方法研究,成为指导我国天然气开发、加工、输送和应用的指南,为中国天然气工业气质的规范化管理提供了强有力的技术支撑。建立拥有自主话语权的国际标准体系,为天然气国际贸易商务谈判、质量控制和争议仲裁奠定了基础,提升了我国在天然气领域的话语权和影响力。
提升天然气计量国际地位——天然气量值溯源技术体系。建成拥有自主知识产权的质量时间法天然气流量原级标准装置,其不确定度范围为0.05%—0.07%,跻身国际先进。创新研发国内首套天然气发热量直接测定装置,建立了发热量测量“公平秤”,将我国发热量直接测定量值溯源不确定度水平由1.0%(k=2)提升至 0.17%(k=2),解决了能量计量溯源和传递中的卡脖子技术,处于国际领先水平,为推行天然气能量计量奠定基础。
打赢国家“蓝天保卫战”——天然气净化与利用技术体系。创新开展高选吸性脱硫、硫黄回收及尾气处理等系列技术攻关,针对不同含硫天然气量体裁衣式优化工艺、技术升级,形成天然气硫化物脱除技术和尾气深度减排技术,有效解决了产品天然气气质达标、现有天然气净化厂和炼厂含硫尾气超标的瓶颈技术问题。历时10年持续攻关,建成国内首套二氧化硫催化吸附技术现场试验装置,研发形成一种全新的硫黄回收尾气处理工艺技术,实现破解全时段尾气超低排放难题。
支撑气田勘探开发
研发独一无二疑难杂症特效药
基于70余年发展形成的6大专业方向、24项特色技术,如今天然气研究院已是我国唯一具备天然气产业全链条技术研发与支撑的科研机构,每一项技术与产品的诞生都是为了解决气藏开采中的卡脖子问题。“基础研究要有真发现,应用研究要解决真问题,成果转化要有真效果。”天然气研究院院长熊钢强调,“我们的每一项技术都应该落在公司天然气开发的每一个环节。”
我国高含硫天然气资源丰富,开采潜力巨大,资源主要集中在四川盆地。随着经济社会不断发展,加快高含硫气藏的开发及利用,对促进国民经济发展、保障国家能源安全具有重大战略意义。每当高含硫开采过程中突遇疑难杂症,天然气研究院就像潜伏已久的特种兵,在关键时刻给出制胜一击。
在天然气井试油和集输过程中,特别是高压含硫气井,水合物堵塞频发。2017年,亚洲最高生产压力的含硫天然气井——龙004-X1井因井口水合物堵塞而停产,井口压力突然从108兆帕变为0。针对这一紧急情况,当时国外主流大型公司无法在较短时间内提供有效的解决办法。天然气研究院的科研人员迎难而上,分析机理,反复考量,巧妙借用在泡沫排水工艺前沿布局的技术,仅仅10天之内研发自生热解堵技术并解堵成功,引领了超高压气井水合物安全解堵技术的发展。
川南国家级页岩气开发示范区长宁区块多次遭遇地面集输管线因腐蚀穿孔而失效。针对二氧化碳含量不到0.5%,“不按常理出牌”的严重腐蚀问题,天然气研究院立即打响了一场页岩气腐蚀控制攻坚战,仅用时两个月便找到了病因,研发出针对细菌和二氧化碳协同腐蚀的新型药剂,使现场腐蚀失效情况得到有效控制,药到病除。“该项技术已推广到了重庆气矿和浙江油田,有效解决了23条集气管线的腐蚀问题。”研发团队负责人吴贵阳自豪地说。
在“绿水青山就是金山银山”的环保理念,以及越来越严苛的天然气产品标准和尾气排放标准的形势下,天然气气质达标及尾气达标问题一直备受人们关注。天然气研究院自主研发的CT8系列脱硫技术和CT6系列催化技术全力支撑了公司“双达标”攻坚战的全面胜利,助力227.8亿方规模含硫天然气净化生产,为冬供保暖、绿色可持续发展增添底气。2022年12月,同样自主研发的百万方级天然气固定床羰基硫水解成套技术,在天然气净化总厂万州分厂首次实现工业应用,装置稳定运行,水解率达到国际先进水平,为公司推动含硫气田开发绿色转型提供了高效支撑。
除此之外,天然气研究院研发的碳酸盐岩气藏酸化液体、页岩气压裂液体等关键技术,支撑了高磨区块大型碳酸盐岩气藏及川南页岩气的高效开发,在高含硫腐蚀防护、页岩气分析技术与标准化等专业也获得了快速发展。不仅保障了公司天然气净化厂清洁生产和平稳运行,更是天然气质量与计量、腐蚀与防护、天然气增产与稳产化学技术等全能发展的“科技奇兵”,为油气勘探开发全链条平稳发展保驾护航。
实施创新驱动发展
奠定无可替代技术领军地位
九层之台,起于垒土。科技平台建设是提升行业科技创新水平的重要手段,也是自主创新和科技成果转化的关键环节。天然气研究院牵头并参与3大国家级科研平台、3大省级平台、2大集团公司级平台以及5大分公司级重点实验室,为扩大中国石油行业影响力,提升话语权提供了充分的技术底气。
国家能源高含硫气藏开采研发中心于2013年正式挂牌,是我国在高含硫气藏领域设立的唯一国家级平台。作为中心主力军,天然气研究院依托该平台取得丰硕成果,长效膜缓蚀剂、胺液深度复活等成为王牌技术。2021年,质量控制和能量计量国家重点实验室通过国家市场监管总局审查,是国家市场监管总局在天然气工业领域设立的唯一一家重点实验室,为我国能量计量实施、天然气国内外贸易和安全高效利用提供技术与装备支撑,天然气研究院由此迈入“双国重”。
“以科技创新带动标准升级,以标准升级助推行业变革。”中国标准创新贡献奖获得者、天然气研究院总工程师周理说。天然气研究院用60年时间,从零开始,构建起以天然气产品标准GB 17820为核心的天然气标准体系,主导制定国家标准67项,占该领域国家标准的80%。从无到有,累计主导制定国际标准/技术报告6项,将中国在ISO/TC193的贡献率提升至全球第一。2022年,主导制定的国际技术报告ISO/TR 7262《天然气—煤层气质量指标及ISO/TC193现行标准的适应性》填补了煤层气质量检测国际标准空白。紧跟国家能源发展战略,构建起页岩气全产业链标准体系,助推中国页岩气产业的高速发展。4次荣获中国标准创新贡献奖。从跟随到参与再到引领的历史性跨越,展示的“中国速度”令世界惊叹。
党的二十大报告指出“人才是第一资源”。在册员工465人的天然气研究院,拥有教授级高工5人,企业技术专家1人,一级工程师13人,博士后13人,博士27人,硕士113人。丰富的人才储备,为科研攻关打下了坚实的基础。
正如集团公司科技创新奋斗团队领头人、天然气研究院天然气净化与化工企业技术专家何金龙所说:“我们始终把创新放在首位,而科技创新的根本源泉在于人。”天然气研究院着力人才强企工程、营造创新文化氛围以及体制机制改革要求部署,厚植成才沃土,出台下发《天然气研究院科研创新突出贡献奖评选指导原则》《天然气研究院党委进一步提高博士研究生待遇六项措施》,拓宽科技人才职业生涯发展空间,为公司高质量发展筑牢人才基础。利用ISO/TC 193、全国天然气标委会等平台,打造“十百千”标准化人才队伍,培养了一支具有开阔国际视野、通晓国际标准化规则、掌握扎实专业背景的高层次复合型国际标准化专业人才队伍,提升了集团公司、西南油气田公司参与国际标准化角逐的能力和水平。
如今,世界能源格局深刻变化,向低碳时代逐渐演变,天然气研究院又开启绿色能源新挑战。结合多专业协同的独特优势,积极布局前沿探索,在天然气裂解制氢,管道掺氢输送,气田水伴生资源利用,二氧化碳捕集、输送、利用和封存等方向迈入新能源发展快车道,为公司绿色低碳新能源新材料业务发展开启崭新一页。
策划:谯华平 熊钢
技术支持:张静迪 张娅娜 冷雨潇 张照东 谢明 杨亚宇 张朋 付子倚