中国石油2024年十大科技进展评选：深地钻探关键技术突破万米大关

自2000年起，中国石油天然气集团公司已连续25年组织开展“中国石油十大科技进步评选”活动。中国石油每年都会评选出当年取得重要突破的10项科技成果，对集团公司的科技成果进行总结和宣传。对推动科技创新发挥了重要作用。 2024年评选将加强科研与业务结合，突出科技进步的过程跟踪，持续优化评选流程，进一步增强评选的权威性和公信力。

一、深地钻探关键技术取得重大进展，钻探深度突破万米。

针对万米深井超高温、超高压、复杂压力系统问题，中国石油研发了“万米深井自动化钻机、耐高温井筒工作液”等核心技术装备、耐高温水泥浆系统”集成万米钻井技术，支撑地下深部Taco 1井实现最快突破世界陆上万米大关。

重大创新和突破：（1）研制了全球首台12000米深井自动化钻机，打造了首个万米管柱自动化作业系统，为万米深井全段钻进提供了坚实保障。 （2）构建耐高温（≥240摄氏度）聚合物水基钻井液体系和温压响应型堵漏材料，有效应对高温、高盐、酸性气体等复杂工况、白云岩井壁失稳、高角度裂缝漏失。 （3）创新研发耐220摄氏度高温水泥浆系统，研发万米深长裸眼多压力系统尾管固井技术，标志着超深高等级固井新水平-中石油高温固井技术。

为深圳塔科1井打造的强力深地钻具，创造了陆地上万米深井最短时间的世界纪录。这是亚洲第一口、世界第二口垂直深度超过万米的井。名列我国钻井工程史上。地标。

2、自主茂金属催化剂实现规模化工业应用突破

茂金属聚乙烯（mPE）性能优异，其生产技术水平是一个国家聚烯烃工业发展水平的重要标志。茂金属催化剂是生产mPE的“芯片”。长期依赖进口并受到配额限制，严重制约了高端聚烯烃业务的发展。围绕茂金属催化剂结构设计、性能控制等关键科学问题和技术难题，自主研发高效茂金属聚乙烯催化剂，年产超万吨mPE产品，抢占茂金属聚烯烃技术竞争和未来制高点发展。

主要创新与突破：（1）助催化剂甲基铝氧烷（MAO）分子簇的可控生长技术。通过诱导MAO分子簇可控生长，使催化剂活性位点均质化，克服了产品多晶点、细粉含量高的技术难题。 (2)催化剂载体功能改性技术。创新采用氟苯硼物质对载体进行改性，提高了关键部件的强度，并将活性金属负载率从80%提高到95%，有效降低MAO用量，降低催化剂生产成本10%以上。 (3)游离三甲基铝选择性反应消除技术。受阻酚选择性捕获MAO溶液中的游离TMA，从而增加催化剂的有效活性中心数量，使催化剂活性提高25%。

该技术共获得授权发明专利20项，发表SCI/EI论文7篇。该自主催化剂已在兰州石化30万吨/年、大庆石化7.8万吨/年气相聚乙烯装置进行工业化应用，生产茂金属聚乙烯产品12080吨。该催化剂综合性能优异，可替代进口催化剂，实现茂金属聚乙烯。金属聚乙烯核心技术自主可控，推动中石油高端聚烯烃业务高质量发展。

3700亿参数昆仑大模型建设成果正式发布

加快发展新一代人工智能，是赢得全球科技竞争主动的重要战略起点。推动人工智能发展是中央企业履行职能使命、培育新生产力、提高核心竞争力、推动高质量发展的必然要求。中国石油打造了覆盖上中下游各业务领域的大规模昆仑模式，全面深入推进人工智能赋能新型工业化。

主要创新和突破：（1）胜思算法框架、模型训练、推理和算力系统全部国产化，实现技术自主可控。 （2）采用数据胶囊加密算法，实现核心数据全生命周期安全保护。 （3）采用混合长序列并行算法、多层感知重计算策略等技术，大型模型的运行性能较传统方法提升100%；同时，使用基于弱监督信息对齐和自监督表示统一的海量知识构建。技术，使得模型精度达到行业领先水平。 （4）地震资料处理方面，全波形反演速度优化10倍以上；实现缝洞预测、火山岩识别等8个地震解释场景；固井质量评价效率提高3～5倍；在装备制造方面，自动生成液压控制专业设计文档方面，设计效率提升了70%。

昆仑大模型是首个面向能源化工全领域、面向社会开放的行业大模型。 2024年11月入选工信部组织的“人工智能赋能新型工业化”典型应用案例，具有显着的行业影响力。未来，我们将密切跟踪大模型技术发展，努力打造一流的模型应用，努力构建创新的应用生态系统。

4、大型地质工程集成压裂软件实现国产替代和产业化应用

压裂软件是非常规油藏改造的重要工具。过去完全依赖进口，核心技术掌握在别人手中。中国石油突破非平面三维裂缝模拟、复杂人工裂缝模拟、四维地应力模拟等11个关键技术难点，成功研发出国内首个大型地质工程一体化压裂优化设计具有完全自主知识产权的软件平台FrSmart。 ，在各油气田实现规模化应用。

主要创新与突破：（1）针对高效裂纹模拟的挑战，开发了非平面三维裂纹模拟技术和十亿级密集矩阵GPU并行解决方案。与国际先进软件相比，结果差异小于5%，速度却提升10倍以上，全面突破“快速、准确、稳定”的裂纹模拟难题，达到国际领先水平。 （2）针对地质工程协同优化问题，开发了三维地质力学与压后产能模拟双向动态耦合技术，实现了三维静态到四维动态的跨越模拟油藏地应力场，提高压裂生产拟合精度。实现10%，打通地质工程一体化关键节点。 （3）针对“压裂前、压裂中、压裂后”全场景压裂模拟需求，开发了包含9个模块、50余个功能的FrSmart2.0软件平台，实现了压裂过程的量化、可视化和分析。压裂过程。集成模拟为非常规油气压裂全生命周期的优化和评估提供了工程工具。

该技术共申请发明专利4项，注册软件著作权10项，认定技术秘密3项，核心技术100%自主可控。截至2024年底，全国各大油气公司和石油院校已安装机组1625台，在页岩油气、致密油气、深层煤与天然气等领域示范应用超过1万个段。其他资源领域。

5、首套移动式井场岩样“核磁-激光-CT”一体化测量设备研制成功

在井场第一时间对岩心进行近位高保真测量是克服油气流失、应力和构造变化带来的误差，准确确定储层物性和油气含量的关键。中国石油成功研制出全球首台移动式井场岩石样品“核磁-激光-CT”一体化测量设备，实现重大突破。

主要创新与突破：（1）研制出全球首套“核磁-激光-CT”一体化井场近原位岩心连续高精度成像测量设备，实现岩心元素、矿物成分、孔隙度、流体成分及饱和度等其他物性参数，填补了行业空白。 （2）突破2.5%高线性度梯度线圈、0.2毫秒短回波间隔射频、高分辨率宽带激光光谱测量等5项技术瓶颈，实现全直径核心1厘米核磁截面首次扫描和D-T2 测量和系统指标达到国际领先水平。 （3）创新开发多源数据智能融合分析系统，基于多物理测量结果快速生成孪生数字岩心，实现三维高清融合成像和数值模拟，并与大尺度共享测井行业软件CIFLog。促进油气及时发现和高效勘探开发。

该技术已获得国内外发明专利16项、软件著作权8项。已在长庆油田、大庆油田、塔里木油田等17个油气田210口井使用，累计测量全直径岩心6800余米，推动实验技术从室内单点新转变从单一属性到井场连续、多属性测量。为高效油气勘探开发提供关键技术支撑。

6、3000米oSeis海洋节点仪器支撑超深水油气勘探

深海是油气勘探开发重大战略的继承领域。面对国外500米以上海工节点被禁止销往我国的困境，中石油率先攻克超高静压密封、长期正点等卡点技术，研发了国内首套“3000米oSeis海洋节点仪器”，性能达到国际先进水平，配套自主可控的超深水地震采集设备。

主要创新与突破：（1）创新研制3000米压电检波器，首创“肋”形高静压抗振解耦技术，解决深水节点卡颈问题。 （2）首款适用于海洋节点的120毫瓦国产低功耗芯片级原子钟，创新微型原子气室、CPT真空封装技术、多通道时钟授时和校准方法，降低产品价格20%，突破国外技术垄断。 （3）完成水深3000米、超长续航120天的自主潜艇节点研制。首创海底节点水下信息回传传输、姿态智能标定和动态功率管理技术，解决水下质量控制、搬迁、续航时间短等难题。 （4）开发完善深海节点管理、数据下载、质量控制软件系统，形成从硬件到软件、核心部件到系统集成、研发到生产制造一体化的独立自主技术，实现深海节点全流程智能管理深海节点。

该技术共申请发明专利18项，已授权4项，受理14项（2件PCT），登记软件著作权7项。在阿联酋和卡塔尔国际OBN项目中与国外产品对比测试表明，数据质量相当。通过了国际地震行业最具影响力的VeRIF-i产品认证，为国家深海战略提供支撑，提升中国石油在高端海洋物探市场的竞争力。独立设备支持。

7、整个油气系统地质理论创新，推动准噶尔风城组源内规模储量发现

准噶尔盆地风城组发育盐（碱）湖盆地细粒碳酸盐岩矿床。非常规油气勘探前景广阔。但存在储层控制因素不明确、成藏机制不明确等问题，严重制约了勘探进程。中国石油通过多学科联合协作研究，创新开发了准噶尔盆地风城组全油气系统地质理论和勘探支撑技术，支撑了10亿吨源非常规资源新发现。

主要创新与突破：创新开发了基于盆缘地区常规油气、斜坡地区致密油气、页岩油和页岩油“源储耦合”序列分布的全油气系统成藏模型。凹陷区域的气体。 (1)揭示了风城组烃源岩生烃机制的全过程。风城组烃源岩发育“果孢子、杜氏藻、蓝藻”3种母质，在烃源岩热演化控制下依次成熟、不断生成。烃。 （2）揭示了风城组粒度控制的常规与非常规储层形成机制，建立了盆地边缘区砾岩、斜坡区白云质砂岩、凹陷区白云质页岩储层有序发育模式。 。 （3）揭示了常规浮力与非常规“自封闭”储层形成机制，明确了非常规油气0.7微米自封闭储层喉道边界。 （4）形成深层非常规油藏精准描述、评价和改造技术体系，支撑风城组致密（页岩）油规模发现10亿吨。

该技术共授权发明专利8项，发表论文25篇（SCI/EI论文10篇），出版专着2部。引导风城组油气勘探从盆缘地区源边常规油气藏转向斜坡凹陷地区源头非常规油气藏，开辟了3个井组试验区，年产油10万吨以上。在国际上首次发现了整个油气系统的勘探实例，对于学科发展和勘探实践具有重要意义。

8、以苯为单一原料的尼龙66成套技术取得重大突破。

尼龙66关键单体及优质服装纤维尼龙66生产技术长期被国外垄断，极大影响了产业链自主可控性，制约了我国关键产业高质量发展工业和其他领域。针对轻质、耐磨、阻燃尼龙66的迫切需求，中国石油自主研发了以苯为单一原料的尼龙66成套技术，发挥苯资源优势，打造了自主可控的尼龙66成套技术。产业链，为重点领域产业发展提供安全保障。保证。

主要创新与突破：（1）环己烯一步氧化制己二酸低碳技术。攻克了相转移催化反应中高效传质的技术难题，解决了传统两步法流程长、能耗高、温室气体排放量大的问题。与去年的两步法相比，N_2O排放量减少了90%。 (2)己二酸超重力法氨化生产己二腈的工艺。开发了反应器焦化延迟、副产物高值化利用、氨集中回收利用三大技术，收率提高5%。 (3)尼龙66“六大”聚合技术。解决分子量灵活控制问题，实现分子量分布窄化17%，突破生产高品质纺丝级尼龙66的技术壁垒。（4）共聚阻燃尼龙66工业化制备技术该技术解决了阻燃剂转化率低、聚合物分子量低的问题，实现了分子量和序列结构可控，建成了全球首套千吨级工业示范装置，填补了国际空白。

该技术形成我国首个以苯为单一原料的尼龙66成套技术包，配套建设5万吨/年己二腈、5万吨/年己二胺、10万吨/年尼龙66装置，力争跨界。进入国内尼龙行业第一方阵，有效保障了我国新材料相关产业链、供应链的安全性和自主可控性。

9.气相聚烯烃弹性体（POE）技术开发及产业化

中国石油在国内首次成功开发气相聚烯烃弹性体（POE）生产技术，突破高含量低碳α-烯烃共聚、催化剂体系、热力学平衡重构等多重瓶颈，向世界开放比求解方法更短的过程。 、成本更低、规模更大的气相法新路线，有效保障我国新能源关键材料的自主可控。

主要创新与突破：（1）气相POE用高共聚性能茂金属催化剂。围绕负载型催化剂颗粒形貌、活性中心分布、活性释放动力学与过程的匹配程度等进行多维度评价，筛选出活性合适、共聚能力强的催化剂，攻克了诸如如聚合细粉含量和静电控制。 (2)反应器排热联合工艺。基于热力学原理，计算聚合体系的传热系数并重建热力学平衡。 (3)聚烯烃多级结构与宏观性能的构效关系。共聚单体均匀分布在分子链中，密度低至0.8780 g/cm3，透光率超过91%，挥发物含量小于150 mg/kg。

该技术共申请发明专利14项，形成技术秘密7项，在12万吨/年气相生产装置上开发出7个新产品，稳定生产1万吨以上，并已成功应用于20家典型客户，综合性能达到国际先进水平，保证了新能源关键材料的自主可控和产业链供应链的安全稳定。

10.1MW井下大功率电加热蒸汽干燥度改善技术助力深层稠油高效开采

为解决稠油开发千米深层蒸汽干燥度不达标、注汽锅炉能耗高、碳排放高、无革命性替代技术等问题，通过多管、多管创新，电缆结构、主要绝缘材料、外铠材料、预制工艺，突破了外径38mm小尺寸极限预制、高压绝缘4kV、耐高温450度等技术难点摄氏度，每米5千瓦的高功率密度，并首创了全球首创1兆瓦地下大功率电加热蒸汽干燥技术。辽河油田蜀一区试点成功，干度提升36个百分点，连续两年入围国际“海湾能源信息优秀奖”。

主要创新和突破：（1）建立稠油电加热辅助热采油藏筛选标准，首次确定了电加热辅助增产及中转采油油藏适用范围，有效指导试验井选型。 （2）开发全球首套1MW井下大功率电加热蒸汽干燥装置，以电代气，有效提高井底蒸汽干燥度20%以上。 （3）研发形成4kV高压变频调功装置，创新采用变频调功技术，通过压频分离、定频电压实现能量转化率≥96.5%的技术突破规范运行方式，准确控制井下电加热装置的运行。力量。 （4）首次形成耐高温高压、电加热井口密封系统，采用双半密封闸板和机械压缩三级液压密封，创新性地增加了长期高温井口具有耐久的辅助悬挂和密封功能。

该技术共申请发明专利16项，其中授权发明专利2项，认定技术秘密2项，发表SCI/EI论文3篇，入选集团公司重大装备目录。辽河油田蜀1区杜84-33-69井开展电加热先导试验。井组产量提高22%，节气27%。该技术可实现千米深层蒸汽干燥度70%，采收率大幅提升30%以上，助力深层稠油高效利用。经过工业化应用，集团公司9.3亿吨深层稠油储量得到高效利用，减少了稠油开发的能源消耗和碳排放。