1. Технология расширяемой трубы постоянного диаметра решает проблему узких мест в конструкции ствола сверхглубоких скважин
Технология бурения скважин с использованием расширяемой трубы постоянного диаметра, разработанная корпорацией КННК, позволила решить технические задачи по созданию новых высокопрочных материалов для расширяемых труб с высокой степенью расширения. Благодаря этому прорыву теперь возможна 100%-ная локализация производства расширяемых труб и сопутствующего оборудования. Технология успешно была применена на морских месторождениях Ближнего Востока, что обеспечило селективную и точную изоляцию сложных геологических интервалов в процессе бурения. Экономия средств на одну скважину составила около 3 млн долларов США. Были установлены мировые рекорды по длине интервала работы (190 метров) и максимальному диаметру трубы (400 мм). По данной технологии поданы заявки на 5 патентов и на ее основе разработаны 2 стандарта. Данная технология уже стала ключевым решением для бурения сверхглубоких скважин со сложными геологическими характеристиками и расширения ствола скважины.
Основные инновации и прорывы:
1) Изобретение высокоэффективного материала для расширяемой трубы: коэффициент расширения достиг 30%, предел текучести после расширения превысил 550 МПа, а энергия удара ≥ 140 Дж.
2) Разработка инновационной резьбы с высокой степенью расширения и высокой прочностью: разработана оригинальная резьба в форме крюка с отрицательным углом для достижения высокой степени зацепления, прочность резьбы после расширения достила 90% от прочности основного тела трубы.
3) Разработка комбинированного расширительного инструмента переменного диаметра: разработан инновационный комбинированный расширительный конус из твердого сплава и разработана технология гидравлической самоблокировки, с помощью которых разрешены проблемы герметизации при высоком давлении и безопасного расширения конуса переменного диаметра на больших расстояниях.
4) Технология перекрытия (соединения внахлест) при бурении открытого ствола с использованием расширяемой трубы постоянного диаметра: разработана адаптивная анкерная система для открытого ствола, которая позволила значительно повысить адаптивность расширяемых труб к сложным условиям скважины.
2. Разработка и первое промышленное применение карбоксильного нитрильного каучука — ключевого материала для гибкой электроники
КННК самостоятельно разработала технологию высокоэффективной сополимеризации карбоксильных групп и технологию контроля сверхнизкого содержания ионов. Благодаря этому достигнуто промышленное внедрение высокотехнологичного продукта — карбоксилированных нитрильных каучуков (XNBR), что позволило восполнить существовавший в стране пробел. Продукция уже была применена в ведущих китайских компаниях электронной промышленности. Такие ключевые показатели, как прочность на отслаивание электронных компонентов, устойчивость и надежность в условиях высокой температуры и высокой влажности, достигли уровня зарубежных аналогов. Данная технология защищена 8 патентами на изобретение, признана в качестве 2 объектов ноу-хау, на ее основе разработано 5 стандартов.
Основные инновации и прорывы:
1) Технология высокоэффективной сополимеризации карбоксилсодержащих мономеров: разработана технология ступенчатого ввода мономеров, с помощью которой разрешена проблема значительной разницы в константах сополимеризации между карбоксилсодержащими мономерами, бутадиеном и акрилонитрилом. Это обеспечило нерегулярное распределение нитрильных/карбоксильных групп и стабильный контроль содержания. Степень сополимеризации карбоксилсодержащих мономеров достигла ≥ 97%.
2) Технология контроля сверхнизкого содержания ионов: разработана инновационная композитная система полимерных флокулянтов с сильной полярностью, которая эффективно снизила введение ионов металлов и хлорид-ионов в систему, таким образом содержание ионов снижено с 4000 мг/кг до менее 200 мг/кг, что удовлетворило строгим требованиям в области гибких печатных плат.
3. Высокоточный широкополосный сейсмический вибратор EV80 с сверхбольшой силой для обеспечения разведки сверхглубоких залежей нефти и газа
Для решения таких проблем в разведке сверхглубоких залежей нефти и газа, как слабый сигнал, низкое отношение сигнал/шум получаемых данных и трудное построение изображений, КННК самостоятельно разработала первый в Китае высокоточный широкополосный вибратор EV80 с сверхбольшой силой (80 000 фунтов). Впервые в мире было достигнуто излучение свип-сигнала в диапазоне семи октав с началом на частоте 1 Гц, что позволило эффективно регистрировать отраженные сейсмические сигналы даже на глубине 12 000 метров, тем самым обеспечило поддержку разведки сверхглубоких залежей нефти и газа в Китае ключевым оборудованием. По данной технологии подано 6 заявок на патенты на изобретение, успешно проведена съемка более 50 000 выстрелов в бассейнах Таримском, Джунгарском и других.
Основные инновации и прорывы:
1) Разработан инновационный вибратор силой 80 000 фунтов с низким уровнем искажений, который смог дать излучение свип сигнала с начальной частотой 1 Гц и минимальной частотой полного привода 3,5 Гц. Ширина полосы частот превысила 7 октав, что обеспечило проникающую способность сигнала на глубинах более 8000 метров и высокое разрешение сейсмических данных.
2) Разработана инновационная высокопроизводительная гидравлическая система с постоянным давлением, максимальный расход свыше 1000 литров в минуту, что обеспечило стабильный и быстрый отклик в низкочастотном диапазоне 1–3 Гц. Благодаря этому значительно увеличена энергия возбуждения при исследовании сверхглубоких горизонтов.
3) Разработана инновационная структура высокожесткой вибрационной системы, создана высокоточная имитационная модель для реализации точного контроля, снижения искажений высокочастотных сигналов и затухания выходной силы, повышения отношения сигнал/шум данных на большой глубине. Эффективные отраженные сейсмические сигналы могут быть зарегистрированы даже на глубине 12 000 метров.
4. Разработка и первое промышленное применение высокоактивного металлоценового катализатора для получения полипропилена
Для обеспечения независимости и контроля над ключевыми базовыми технологиями в области металлоценовых катализаторов для получения полипропилена КННК первой добилась прорыва в таких ключевых технологиях, как структурный дизайн катализаторов и модификация поверхности носителей, и впервые в Китае осуществила промышленное применение собственного металлоценового катализатора на непрерывной установке. По данной технологии подано 13 заявок на патенты на изобретение. Самостоятельно разработанный катализатор успешно была применен в промышленных масштабах на установке по производству полипропилена мощностью 70 000 тонн в год в нефтехимической компании Душаньцзы. Два новых разработанных продукта уже была применены в высокотехнологичной медицинской сфере.
Основные инновации и прорывы
1) Создано новое поколение металлоценовых катализаторов на основе полифторнафталинов, что позволило существенно повысить растворимость и активность катализатора, а также увеличить чувствительность к регулированию водородом на 70%. Разработана новая технология селективного покрытия катализатора низкомолекулярными полимерами, обеспечивающая стабильное и контролируемое высвобождение реакционной активности и гарантирующая стабильную работу установки.
2) Разработана технология термохимической модификации носителя и активатора, которая обеспечила контролируемое удаление адсорбированной воды и смежных гидроксильных групп с поверхности носителя. Степень удаления поверхностных гидроксильных групп составила более 80%, а диапазон колебаний контролировался в пределах ±1 ммоль/г SiO₂. Благодаря этому повышены коэффициент использования активных центров и степень их дисперсии, каталитическая активность увеличена в 2,5 раза. Разработан новый феноксиалюминиевый активатор на основе феноксида, что позволило снизить стоимость катализатора более чем на 20%.
3) Разработан секционный реактор с лопастной мешалкой, разработаны технологии поэтапной загрузки и ступенчатого контроля температуры. Благодаря этому удалось решить сложную инженерную проблему большого градиента концентрации активных компонентов по оси и радиусу реактора. Успешно осуществлен переход от граммовых лабораторных испытаний к промышленному производству в объеме сотни килограммов, и далее к промышленному применению на установках с производительностью в десятки тысяч тонн.
5. Успешная разработка серии устьевого оборудования сверхвысокого давления 175 МПа
Преодолев сложные технические проблемы, связанные с выбором материалов, проектированием, изготовлением и оценкой характеристик устьевого оборудования сверхвысокого давления, КННК самостоятельно разработала серию устьевого оборудования давлением 175 МПа, характеристики которого достигли международного передового уровня, что обеспечило независимость и контроль над ключевыми технологиями и оборудованием. По данной технологии подано 93 заявки на патенты на изобретение (из них 1 уже запатентована), получено 2 авторских права на программное обеспечение. Оборудование успешно прошло промышленные испытания в сверхглубоких скважинах в Таримском бассейне, установив новый рекорд применения устьевого оборудования сверхвысокого давления в Китае.
Основные инновации и прорывы
Разработано устьевое оборудование сверхвысокого давления 175 МПа для газовых скважин. Диапазон рабочих температур — от -46°C до +180°C, класс материалов — HH-NL, что превзошло зарубежные аналоги (от -46°C до +121°C, класс материалов FF-NL).
2) Разработаны первый в мире кольцевой превентор 350-105 и система управления превентором 42 МПа.
3) Разработана первая в мире головка обсадной колонны 175 МПа. Впервые реализована конструкция без установочных винтов для самого корпуса головки обсадной колонны, обеспечивающая высокую несущую способность до 1600 тонн.
4) Разработан первый в Китае дроссельный манифольд на давление 175 МПа, обеспечивающий глушение скважин при одновременном наличии газа, жидкости и твердых частиц сверхвысокого давления.
5) Разработан первый в Китае электрический штуцер 175 МПа, удовлетворяющий потребностям широкодиапазонного (от 0,1 до 4 млн куб. м/сут) и точного регулирования дебита скважины.
6) Разработано первое в Китае наземное испытательное оборудование 175 МПа, устойчивое к воздействию сероводорода, что заполнило технический пробел в отрасли.
6. Масштабное внедрение первого в Китае программного обеспечения для динамического имитационного моделирования полного цикла «залежи нефти и газа — ствол скважины — трубопроводная сеть»
КННК добилась инновационного прорыва в таких ключевых технологиях, как моделирование и решение задач для нефтегазовых залежей с помощью сеточной модели, содержащей сотни миллионов ячеек, и представила первое в Китае программное обеспечение для динамического моделирования полного цикла «залежи нефти и газа — ствол скважины — трубопроводная сеть». Доля самостоятельно разработанного кода в этом ПО превысила 90%. По результатам сравнительных тестов средняя относительная погрешность расчетов составила менее 5%. По данной технологии получено 4 патента на изобретение, зарегистрировано 15 авторских прав на программное обеспечение, оформлены 5 объектов ноу-хау. В настоящее время продано 205 комплектов программного обеспечения, которое обеспечивает ключевую поддержку для моделирования полного жизненного цикла разработки месторождений от подземных горизонтов до наземной инфраструктуры.
Основные инновации и прорывы
1) Разработана инновационная интегрированная многомодальная математическая модель сложной фильтрации для нефтегазовых залежей, которая позволяет осуществлять математическое моделирование различных типов залежей при разных способах разработки. Коэффициент соответствия расчетов составил более 90%.
2) Создана инновационная модель трещиновато-пористой среды для нефтегазовых залежей. Сформирована технология моделирования сложных сетей трещин с локальным сгущением, включающая непрерывную матрицу/трещины и встроенные дискретные трещины. Технология позволила разрешить проблему крупномасштабной и высокоэффективной разработки и точного моделирования традиционных и нетрадиционных нефтегазовых залежей.
3) Разработан инновационный алгоритм имитационного моделирования фильтрации для сверхкрупных нефтегазовых залежей. Реализовано динамическое моделирование нефтегазовых залежей с сеткой масштаба сотен миллионов ячеек, что обеспечивает поддержку детального и эффективного моделирования полного жизненного цикла цельных месторождений.
4) Создано первое в Китае программное обеспечение для интеграционного динамического моделирования системы «подземные залежи — наземная инфраструктура», которое позволяет осуществлять интегрированное моделирование разработки подземных залежей нефти и газа, подъема флюида по стволу скважины и сбора/транспортировки по наземным трубопроводам. ПО обеспечило поддержку полномасштабного моделирования месторождений от подземных залежей до наземной инфраструктуры и оптимизации разработки.
7. Технология получения нафталиновых ароматических углеводородных мономеров для обеспечения независимости от импорта сырья для полиэфиров высокого качества
КННК провела научно-исследовательские работы, направленные на высокоэффективное использование тяжелых ароматических углеводородов. В результате была сформирована комплектная технология получения нафталиновых ароматических углеводородов из каталитического газойля, направленная на такие процессы, как глубокая переработка сырья, алкилирование полициклических ароматических углеводородов, изомеризация и очистка продукта. Достигнута полная самостоятельная разработка ключевых каталитических материалов. Проведена испытательная проверка технологии на установке производительностью сотни тонн, что позволило успешно решить острую проблему зависимости от импорта сырья для полиэфирных материалов высокого качества и предложить решение для использования низкосортного нефтехимического сырья. По данной технологии подано 27 заявок на патенты на изобретение (из них 2 уже запатентованы), на основе технологии разработано 3 стандарта.
Основные инновации и прорывы
1) Проведена глубокая переработка побочных продуктов нефтехимии из разных источников с получением высокоценных мономеров за счет интеграции процессов разделения и реакции, а также облегчение состава низкокачественного сырья.
2) Разработан модифицированный катализатор на основе мезопористого цеолита с использованием внешней поверхности цеолита в качестве реакционного центра для высокоактивной и стабильной конверсии нафталиновых ароматических углеводородов.
3) Разработан катализатор гидрирования для мягкого режима работы, обеспечивающий эффективное удаление серо- и азотсодержащих примесей из сырья при сохранении коэффициента получения ароматических углеводородов.
4) Применена комбинированная технология ректификации гетерогенных смесей для высокоэффективного обогащения целевых компонентов, позволяющая минимизировать проблемы, связанные с множественностью изомеров полициклических ароматических углеводородов и близостью температур кипения.
8. Масштабное применение двусторонне функционализированного растворного бутадиен-стирольного каучука в производстве высококачественных «зеленых» шин
Для решения проблемы многолетней зависимости от импорта функционализированного растворного бутадиен-стирольного каучука и отсутствия отечественных ключевых материалов для производства высококачественных «зеленых» шин, КННК впервые в Китае разработала ключевую технологию производства двусторонне функционализированного растворного бутадиен-стирольного каучука. Произведенные из него шины достигли высшего класса «AA» в соответствии с требованиями системы маркировки шин ЕС, что способствовало обеспечению безопасности цепочки производства и цепочки поставок в секторе высококачественных синтетических каучуков. По данной технологии подано 19 заявок на патенты на изобретение (из них 16 уже запатентованы), получен 1 объект ноу-хау, разработано 3 марки продукции, сформирован комплект технологий для ежегодного производства 50 000 тонн функционализированного каучука.
Основные инновации и прорывы:
1) Разработана инновационная технология реакции нуклеофильного замещения при взаимодействии биооснованных соединений, содержащих функциональные группы, и алкиллития. Путем введения пространственно затрудненных групп удалось ослабить эффект межмолекулярной «ассоциации» и побочные реакции, что повысило эффективность инициирования более чем на 8%, а стабильность инициатора — в 3 раза.
2) Разработана инновационная технология функционализированного обрыва цепи на ω-конце с использованием групп, содержащих специфические гетероатомы. Диапазон значения вязкости по Муни уменьшен с ±7 до ±3, что позволило решить техническую проблему значительных колебаний вязкости по Муни, вызванных побочными реакциями.
3) Разработана инновационная высокоэффективная система регуляторов на основе алкоголята натрия/простого эфира, которая позволила преодолеть ограничения, связанные с совместным влиянием «Рандомизация и высокое содержание винильных звеньев», и обеспечить точный контроль содержания винильных структур.
4) Самостоятельно разработана технология высокоэффективного разделения нескольких фаз при отпарке и технология быстрой экструзии при низком давлении, которые позволили решить проблему забивания оборудования в блоке отпарки. В результате чего срок эксплуатации блока отпарки увеличен более чем в 4,5 раза, и устранена угроза безопасности, связанная с пластификацией рециркулируемого материала при работе на высоких нагрузках.
9. Ключевые технологии трехмерной добычи нефти из гибридных осадочных сланцев на месторождении Джимусар для обеспечения создания первой национальной демонстрационной зоны добычи континентальной сланцевой нефти
Демонстрационная зона добычи континентальной сланцевой нефти Джимусар является первым в Китае национальной демонстрационной зоной добычи континентальной сланцевой нефти. С учетом таких вызовов в крупномасштабной рентабельной разработке, как одновременное наличие пород разных происхождений, частое переслаивание и чрезвычайно сильная неоднородность, КННК разработала инновационную технологию трехмерной добычи нефти из гибридных осадочных сланцев, преодолев трудности в крупномасштабном рентабельном производстве. В 2025 году объем добычи нефти в демонстрационной зоне Джимусар составила 1,81 млн тонн, успешно выполнив цели по созданию демонстрационной зоны. Данная технология сформировала тиражируемую теорию и технологию рентабельной разработки континентальной сланцевой нефти, получено 32 патента на изобретение и разработано 9 стандартов.
Основные инновации и прорывы:
1) Раскрыт механизм скопления континентальной нефти в гибридных осадочных сланцах, создана количественная модель оценки подвижности сланцевой нефти, разработан инновационный метод оценки «сладких зон» сланцевой нефти, уточнены разведанные запасы в объеме 235 млн тонн. Коэффициент соответствия продуктивности скважин повышен с 71% до 100%.
2) Разработана инновационная модель трехмерной разработки сланцевой нефти, основанная на принципе взаимодействия «пор — трещин — скважин — залежей». Коэффициент вовлечения в разработку запасов увеличен с 50% до 89%. Коэффициент извлечения нефти при первичной разработке повышен с 7% до 10.5%.
3) Разработан инновационный метод количественной оценки рисков при бурении, обогащена и развита теория расширения трещин в условиях частого переслаивания прослоев, интегрированы однорейсовая технология бурения и технология объемного ГРП с плотной сеткой трещин, что позволило увеличить коэффициент охвата сетью трещин с 55% до 85% и более, конечные извлекаемые запасы на одну скважину увеличены с 24 тыс. тонн до 36 тыс. тонн, а инвестиции в одну скважину значительно снижены.
4) Сформирована инновационная модель управления, обеспечивающая интеллектуальную, «зеленую» и масштабную рентабельную разработку сланцевой нефти.
10. Технология бурения и заканчивания сверхдлинных горизонтальных скважин (3000 м) и технология ГРП кумулятивными зарядами для обеспечения рентабельной разработки угольного газа
С учетом таких вызовов при разработке глубокозалегающего угольного газа, как обрушение стенок скважины и высокие расходы на ГРП, КННК разработала инновационные технологии бурения и заканчивания сверхдлинных горизонтальных скважин. Была пробурена первая в Китае горизонтальная скважина с длиной горизонтального участка 3000 м для добычи угольного газа. Разработана технология ГРП с применением кумулятивных зарядов, основанная на принципах «накопления энергии + контроля выноса жидкости и песка + эффективного размещения проппанта». Промышленное применение этих технологий позволило обновить множество мировых рекордов для бурения и заканчивания глубоких горизонтальных скважин для добычи угольного газа, например: максимальное соотношение длины горизонтального участка к вертикальной глубине скважины, максимальная длина горизонтального участка, максимальный проход за одну спуско-подъемную операцию и максимальная механическая скорость бурения. Данные технологии эффективно поддержали крупномасштабное вовлечение в разработку глубоких залежей угольного газа при разработке в бассейне Ордос и указали ключевой технологический путь для эффективной разработки угольного газа в Китае. По данным технологиям подано 9 заявок на патенты на изобретение.
Основные инновации и прорывы:
1) Выявлены структурные особенности угольного пласта, характеризующиеся «с трещинами, но без разрушения». Построена модель потери устойчивости стенок скважины в угольных пластах с породными прослоями, учитывающая ослабление механических параметров и развитие трещин. Разработана система буровых растворов со свойствами сильного обеспечения устойчивости стенки скважины, что позволило решить технические проблемы, связанные с обеспечением устойчивости стенок скважины при бурении сверхдлинных горизонтальных участков.
2) Создана инновационная модель управления траекторией ствола скважины при бурении на основе интеграции разных данных (гамма-каротаж угольных пластов, показатели буримости, параметры бурения). Разработана соответствующая система поддержки принятия решений, обеспечивающая точность контроля траектории ствола скважины до сантиметра. В результате чего коэффициент вскрытия продуктивного пласта повышен до 98%.
3) Выдвинута инновационная концепция ГРП без использования песка. Установлено, что под действием флюида высокого давления угольный пласт разрушен по механизму «сдвиг + скольжение», в результате чего в нем образованы эффективные каналы фильтрации, что обеспечило теоретическую основу для снижения затрат и повышения эффективности.
4) Сформирована система технологий ГРП кумулятивными зарядами. Разработаны методы оптимизации, включающие оптимизацию кумулятивной перфорации, создание и развитие трещин, а также выбор оптимального расстояния между трещинами, что позволило максимально повысить степень вовлечения запасов в разработку.