稠油的突出特点是对温度十分敏感，温度每升高8-10℃，其粘度就降低1倍，因此将高压饱和蒸汽注入油层进行热采，增产效果非常显著。多年来，蒸汽热驱法成了世界主流的稠油开采方向。在我国，自上世纪80年代以来，蒸汽热采技术也一直是稠油开采的主要技术。但特超稠油开发需注汽压力大、温度高，现有密封材料无法同时满足耐高温和高弹性的需求，国内外几乎没有可借鉴经验。业内专家指出，稠油热采的关键是注汽质量。根据美国机械工程师学会（ASME）的研究，注汽温度达到350℃、干气饱和度（蒸汽干度）达到100%时，是稠油降粘的最理想最经济方案。井下密封是保障蒸汽质量的核心要素。而要解决稠油开采所需要的高温、高压环空密封问题最主要就是解决材料的问题。但目前世界上没有一种材料可以同时具备耐高温、耐高压、高弹性、又耐腐蚀特性，以致稠油开采效率低下成为当今的世界性难题。
项目基于高温高压高弹性密封技术要求，研制了高性能密封新材料，采用硅氮基材料，通过添加交联剂、石墨等进行科学配制与成型工艺创新，所制备的高性能密封新材料耐温性能达到350℃，密封压差22MPa；开发了一种稠油开采密封工业化成套技术，大幅提高了稠油热采工艺的效率，实现了高温高压工况环境下，有效密封持续时间≥720h；自主研发了22MPa、350℃模拟试验及评价装置，形成了基于稠油热采密封件试验与检测系统。
项目具有自主知识产权，已获得多项国家授权发明专利；项目已在中石化胜利油田进行了5口井的现场试验，试验结果表明：实现了高温（350℃）、高压（22MPa）工况条件下有效密封，以及对井内高温气流和气窜的有效控制，满足了油田对耐高温及高弹性密封材料的实际应用需求和热采井安全作业需求。
TD350密封材料的基本力学特性参数：
常温工况：-20～40℃；高温工况：90～350℃
介质：热空气、水及饱和蒸汽
常温压缩率35%时回弹大于95%
常温拉伸强度不小于8MPa
常温密封性能检测，氦气泄漏率检测≤1*10-5pa.m3/s
常温拉断伸长率不低于180%
耐酸、耐碱的参数：经过38天的浸泡，在干冰、水、氢硫酸的影响下外观增大不超过5%，在原油中浸泡38天后外观增大不超过10%
耐高温：置于180℃热空气工况48小时，无破损、碳化迹象，质量损失率小于5% ；置于350℃热空气工况48小时，无破损、碳化迹象，质量损失率小于30%
高强度：置于350℃热空气工况下30min，恢复至常温；拉伸强度不小于6MPa
高弹性：置于180℃热空气工况48小时，进行压缩回弹检测，压缩率35%时回弹率不低于85%，泄漏率≤10-4 Pa.m3/s；置于350℃热空气工况48小时，进行压缩回弹检测，压缩率35%时回弹率不低于70%，泄漏率≤10-4 Pa.m3/s
低泄漏率：置于350℃热空气工况48小时，进行氦气泄漏率检测，泄漏率≤10-4 Pa.m3/s。
1.宋炜 2.贾晓红 3.金浪滔 4.陈忠敏 5.孙黎生
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评价单位： |
中国民营科技促进会 |
报告编号： |
20180103020 |
评价日期： |
2018-07-01 |
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组织单位： |
北京科兴华业技术服务有限公司 |
项目负责： |
雷智旺 |
成果管理： |
13681439210 |
1. 提供的资料齐全，符合评价要求。
2. 项目基于高温高压高弹性密封技术要求，开展了以下技术创新：
（1）研制了高性能密封新材料。采用硅氮基材料，通过添加交联剂、石墨等进行科学配制与成型工艺创新，所制备的高性能密封新材料耐温性能达到350℃，密封压差22MPa。
（2）开发了一种稠油开采密封工业化成套技术，大幅提高了稠油热采工艺的效率，实现了高温高压工况环境下，有效密封持续时间≥720h。
（3）自主研发了25MPa、350℃模拟试验及评价装置，形成了基于稠油热采密封件试验及检测系统。
3. 项目已在中石化胜利油田进行了5口井的现场试验，试验结果表明：实现了高温（350℃）、高压（22MPa）工况条件下有效密封，以及对井内高温气流和气窜的有效控制，满足了油田对耐高温及高弹性密封材料的实际应用需求和热采井安全作业要求。
4. 项目具有自主知识产权，已获得多项国家授权发明专利，应用前景广阔。
评价委员会认为：项目整体技术达到国际领先水平，一致同意通过科技成果评价。
建议加大推广力度，满足市场需求。
| 姓名 |
工作单位 |
职称 |
从事专业 |
| 翁端 |
清华大学材料学院 |
正高 | 材料 |
| 叶大蓉 |
中国机械工业联合会 |
正高 | 重大技术装备 |
| 孙家跃 |
中国化工学会新材料委员会 |
正高 | 功能材料 |
| 伍社毛 |
北京化工大学 |
正高 | 高分子材料加工 |
| 李和平 |
北京橡胶工业研究设计院 |
正高 | 高分子材料 |
| 柴国兴 |
中石化石油勘探开发研究院 |
正高 | 采油工程 |
| 周迎 |
科技部火炬中心 |
正高 | 科技管理 |
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