2017年，亞洲最高生產(chǎn)壓力的含硫氣井因井口水合物堵塞而停產(chǎn)，是中國石油西南油氣田分公司天然氣研究院（以下簡稱天研院）利用前沿布局技術(shù)成功解除堵塞，引領(lǐng)了超高壓氣井水合物堵塞解除技術(shù)的發(fā)展。

　　2008年，分子篩脫水工藝在高含硫天然氣開發(fā)領(lǐng)域備受關(guān)注，天研院通過室內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)該工藝在高含硫條件下存在破綻，避免了因采用分子篩脫水而引起下游產(chǎn)品氣總硫超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。

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　　成立60年，天研院或是臨危受命或是防患未然，像戰(zhàn)場上潛伏已久的特種兵，在關(guān)鍵時(shí)刻發(fā)出制勝一擊，保障工業(yè)安全生產(chǎn)，服務(wù)百姓順暢生活。

　　居內(nèi)陸而聲自遠(yuǎn)

　　“不管是東部還是西部，不論在陸地還是海上，每一家石油公司都會(huì)設(shè)立兩個(gè)研究機(jī)構(gòu)——一個(gè)專門探尋油藏居所，另一個(gè)想盡辦法將油氣開采出來。這兩支科研團(tuán)隊(duì)就像軍隊(duì)中的主力軍，規(guī)模龐大、至關(guān)重要。但是天研院的作用不在其列，它更像是軍隊(duì)中的特種兵。”天研院院長常宏崗對自己供職30余年的單位認(rèn)知清晰，“歷經(jīng)60年，天研院定位自己的理念是：不貪多，不求大，而是放眼全國，精耕細(xì)作——小專業(yè)能做大事業(yè)。”

　　天研院的“小”體現(xiàn)在負(fù)責(zé)領(lǐng)域的垂直細(xì)分——天然氣流量測試、分析檢測、腐蝕與防護(hù)、天然氣凈化、油氣田開發(fā)化學(xué)等特色技術(shù)，每一項(xiàng)都落在油氣開采的具體一環(huán)，但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)涵蓋不了全流程；天研院的“大”體現(xiàn)在技術(shù)環(huán)節(jié)的不可或缺——標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制、有毒物質(zhì)的脫除、油氣田配套化學(xué)技術(shù)的開發(fā)等等，每一項(xiàng)技術(shù)與產(chǎn)品的誕生都是為了解決開采高含硫油氣藏卡脖子的問題，很多產(chǎn)品備受全國市場青睞。

　　建院伊始，天然氣凈化技術(shù)便是天研院的主打?qū)I(yè)之一。隨著國家的需要而興起、伴著市場的需求而調(diào)整、迎著時(shí)代的變化而轉(zhuǎn)變。工藝技術(shù)的開發(fā)涵蓋了天然氣脫硫、脫碳、脫水、脫烴、硫磺回收及尾氣處理等技術(shù)，逐步形成了配套脫硫脫碳溶劑和催化劑系列及裝備研發(fā)能力，技術(shù)及產(chǎn)品服務(wù)于國內(nèi)75%以上的大型硫磺回收裝置，并出口到印度尼西亞等十多個(gè)國家。

　　天研院的科研實(shí)力與技術(shù)成果聲名遠(yuǎn)播，一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、國際領(lǐng)先水平的實(shí)驗(yàn)設(shè)備令人大開眼界——天然氣分析用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)高準(zhǔn)確度稱量系統(tǒng)、10MPa醇胺脫硫脫碳工藝模擬系統(tǒng)、耐酸性高溫高壓泡沫發(fā)生與動(dòng)態(tài)評價(jià)裝置等設(shè)備成為科研的重要利器。天研院擁有CNAS天然氣領(lǐng)域第一個(gè)具有檢測和校準(zhǔn)資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室，獲得我國石油石化系統(tǒng)第一個(gè)天然氣組成分析能力驗(yàn)證提供者國家認(rèn)可資質(zhì)，在天然氣氣質(zhì)檢測領(lǐng)域具備國際仲裁能力。

　　核心技術(shù)打造產(chǎn)業(yè)利器

　　四川盆地是我國含硫氣藏，特別是高含硫氣藏最集中的地區(qū)，儲(chǔ)量豐富、開采潛力大。盡管握有豐厚的資源，卻只能讓它們靜藏地底，因?yàn)橐粋€(gè)現(xiàn)實(shí)的問題擺在面前：高含硫氣體中硫化氫等成分是有毒、有害氣體，開采風(fēng)險(xiǎn)比普通氣田難度要高，一旦泄漏會(huì)造成污染，吸入極易致人死亡。天研院的核心技術(shù)“奇兵出奇效”，在勘探之后不光將天然氣從地下開采出來，而且篩選適宜的凈化技術(shù)將天然氣中的硫化物脫除。

　　目前，我國已自主掌握了3500米以淺頁巖氣的開采技術(shù)，正在向3500米以深4500米以淺范圍的頁巖氣攻關(guān)。頁巖本身極其致密，需要通過高壓液體壓開地層，并利用液體攜帶的砂支撐壓開的裂縫，最終形成復(fù)雜縫網(wǎng)，才能將頁巖氣開采出來，這個(gè)過程叫壓裂。

　　天研院科研管理科科長王道成博士介紹，壓裂作業(yè)時(shí)流行的說法是“千方砂，萬方液”——用水的需求量非常大，壓裂產(chǎn)生的大量返排液也需要無害化處理。天研院通過返排液的回收處理與重復(fù)利用，變廢為寶，同時(shí)解決了頁巖氣壓裂用水缺乏、返排液難處理等掣肘頁巖氣高效環(huán)保開采的難題。

　　而在常規(guī)天然氣領(lǐng)域，鉆井過程往往帶入很多泥漿，容易將油氣藏原有孔洞堵塞，天然氣噴不出來，這就需要將各種酸液體系注入地下溶解堵塞物。但是，四川地質(zhì)的獨(dú)特性又給酸化作業(yè)增加了難度。如地層溫度高，導(dǎo)致酸液對井筒管柱、泵注設(shè)備等嚴(yán)重腐蝕，存在安全風(fēng)險(xiǎn)，為此天研院研發(fā)的耐180℃的高溫酸化緩蝕劑，在川渝氣田高溫深井中得到了廣泛應(yīng)用。

　　在高含硫氣田的開發(fā)過程中，采出介質(zhì)中的硫化氫、元素硫等會(huì)腐蝕井下和地面管材和設(shè)備，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致管材穿孔、有毒物質(zhì)泄漏、人員中毒和環(huán)保等問題。針對這一現(xiàn)狀，天研院建立了國內(nèi)腐蝕條件極為苛刻（最高溫度260℃、最高壓力100MPa）的高酸性氣田腐蝕與防護(hù)實(shí)驗(yàn)室，獲取“金屬材料抗硫評價(jià)”國家計(jì)量認(rèn)證資質(zhì)，研發(fā)出高酸性氣田緩蝕劑系列產(chǎn)品和整體腐蝕控制技術(shù)，并在川渝氣田、塔里木油田、吉林油田，以及土庫曼斯坦的阿姆河右岸氣田廣泛使用。

　　發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)把握國際話語權(quán)

　　相較于油氣開采、傳輸、處理環(huán)節(jié)實(shí)實(shí)在在的成套技術(shù)與產(chǎn)品，天研院的分析檢測與流量計(jì)量研究在外人看來似乎顯得“不可觸摸”，因?yàn)闆]有實(shí)體產(chǎn)品，給出的僅僅是冰冷的數(shù)據(jù)。殊不知，這樣的基礎(chǔ)研究從建院之初服務(wù)航天工業(yè)，發(fā)展至今引領(lǐng)兩項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)，它既與國家利益密不可分，又與百姓生活息息相關(guān)。

　　2018年全國“兩會(huì)”期間，代表委員提出要加快天然氣產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的升級換代與國際接軌。原因在于，目前我國的民用天然氣總硫指標(biāo)仍沿用1999年的規(guī)定，與日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求不相適應(yīng)，對標(biāo)歐美等發(fā)達(dá)國家對天然氣中總硫含量的要求也不算領(lǐng)先。天然氣研究院響應(yīng)時(shí)代的要求，在2017年完成了GB 17820《天然氣》的修訂和報(bào)批。

　　天然氣計(jì)量是一種無法復(fù)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)測量，計(jì)量器具的不確定度是評價(jià)計(jì)量器具準(zhǔn)確與否的關(guān)鍵。2017年天研院建成天然氣原級標(biāo)準(zhǔn)裝置，其不確定度范圍為0.05%—0.07%，與以“精密測量”著稱的德國聯(lián)邦技術(shù)物理研究所（PTB）處于同一個(gè)水平。在中亞、中俄、中緬管線的關(guān)鍵貿(mào)易口岸，氣質(zhì)檢測和計(jì)量交接設(shè)備的檢定都由天研院承擔(dān)，常宏崗表示，“在貿(mào)易交接中如果不確定度能夠提高萬分之一，就意味著每日可以為國家減少巨大的經(jīng)濟(jì)損失”。

　　為了保證我國在天然氣國際貿(mào)易中的權(quán)益，天研院從2010年起抓緊攻關(guān)天然氣分析測試關(guān)鍵技術(shù)，2014年代表國家在天然氣領(lǐng)域主導(dǎo)制訂和發(fā)布國際標(biāo)準(zhǔn)《天然氣總硫的測定/氧化微庫侖法》（ISO 16960-2014），2017年再次牽頭制定和發(fā)布國際標(biāo)準(zhǔn)《天然氣硫化合物測定用紫外熒光法測定天然氣總硫含量》（ISO 20729-2017），使國家在天然氣進(jìn)出口貿(mào)易中有了據(jù)理力爭的科學(xué)依據(jù)和國際仲裁能力。

　　服務(wù)民生，看得見摸得著的“體積計(jì)量”使用已久，更公平合理的“能量計(jì)量”也呼之欲出。在天研院的發(fā)熱量測定實(shí)驗(yàn)室，將天然氣通入發(fā)熱量測定系統(tǒng)，天然氣的熱值便直接可得。這讓開采在各地的天然氣匯入國家大管網(wǎng)之后，能夠測得準(zhǔn)確的發(fā)熱量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能量計(jì)量。這樣科學(xué)、公平、利于供需雙方利益維護(hù)的計(jì)量方式，怎能不得到市場的歡迎？（何 亮）

【糾錯(cuò)】

責(zé)任編輯： 徐宙超