法国石油研究院

更新时间:2022-07-06

法国石油研究院(IFP)是一个从事石油、天然气和发动机领域科研开发、工业发展、教育培训和信息研究的独立机构。IFP所涉及的领域涵盖了勘探、生产、炼油、石化、发动机和石油产品应用等石油天然气行业的所有层面。

基本信息

外文名IFP
对象法国石油
类别研究所

基本简介

IFP于1944年由法国政府发起成立,现有员工1863名,其中专业工程师和技术人员所占比重超过80%。2001年IFP在法国国内和国外共申请专利1078项,使公司的专利总数达到15300项。IFP的宗旨是通过开发新技术实现油气行业和汽车行业的可持续发展。

IFP的研发工作以“可持续发展(能源供应安全和环境保护)”和“工业应用”两个主题为中心,紧紧围绕石油天然气行业的四个最基本领域:勘探与油藏工程、钻井与生产、炼油与化工、发动机与能源。在油气生产上游领域,IFP拥有包括3D地震、盆地建模、定向钻井、深海钻井与生产等方面的先进技术。在炼油、石化以及天然气处理领域,IFP的工艺不仅性能优越,而且能满足最严格的环保标准,目前已在全球1450套装置上得到了应用。在发动机与能源领域,IFP拥有受控自动点燃(CAI)等多项新技术,为全球多家知名汽车生产商和设备生产商提供技术和产品。

IFP通过控股和参股的方式投资于石油技术服务和设备供应领域的多家公司,例如Coflexip、Procatalyse、Technip、Axens和Prosernat等,业务遍及100多个国家,这使得IFP成为了一个国际集团,经营范围覆盖咨询服务、工程技术服务、产品供应等领域。这些公司成为IFP工业开发成果的一个重要产业化输出途径。

IFP的科研开发活动采用“矩阵式”的组织结构,由两个紧密结合的结构体系组成。其中一个由4个技术业务单元组成,即勘探与油藏工程、钻井与生产、炼油与石化、内燃机与燃料,这些技术业务单元负责科研开发计划的过程与完成,以及成果的产业化输出;另外一个由12个科研开发部门组成,这些部门聚集了相关领域的科学技能和技术资源,负责科研开发项目的实施,保证成果的科技水平和质量。这种“矩阵式”的组织形式非常适合于IFP所实施的跨专业科研项目。

IFP的工业发展项目由工业发展业务单元负责,职能包括组织IFP下属企业的技术和经济发展活动,加强与其它工业和金融投资者的合作,收购在能源和环境行业活跃的中小型企业的股权,并将IFP的技术以及工业发展经验输送给这些公司。

IFP在2001年的总预算是2.77亿欧元,其中用于科研开发和工业发展的预算是2.24亿欧元。

勘探油藏工程

新油区的勘探。未来的新油区可能集中在三类地区:深海(深度超过2000米)、复杂的陆上区域(例如山麓地区)、非常规油气资源重油、超重油和天然气水合物)。为降低在这些区域的开发风险,IFP采用地震成像技术和构造地质学技术开发新的勘探方法,并使用这些方法在新勘探区域进行地质调查和对已开发油田的含油潜力进行重新评估。

风险评价和油藏评估。IFP一直致力于深海和山区这两类地区的数字化、高性能模拟工具软件的开发,帮助石油公司对油藏系统进行更好的了解和量化分析;IFP还向石油行业提供盆地建模方面的软件、设备和专业技术,帮助石油公司优化油藏系统评价和降低开发风险。

提高原油采收率。在80年代,采收率的提高主要依靠小范围地优化驱油效率,当时的研究重点是采用诸如注化学剂或实施加热工艺(注蒸汽和现场燃烧)对采油工艺进行微调。考虑到大范围非均质性的影响,为进一步优化驱油效率,目前已采用了一些补充措施,包括储量特征研究,采用物理建模、油井周围和油层中心现象测量和模拟等措施进行采油工艺微调措施,复杂油井结构的解释,储藏开发的模拟,不确定因素的控制及其对开发项目成本的影响评估。

油藏监测。地震数据采集领域微调技术的出现为油藏监测研究提供了一个坚实的方法论基础,特别是4D地震、用来记录S波的3C和4C传感器、耐久性油井传感器等技术使数据得到了极大的丰富,可以更有效地改善油藏特征描述和减少开发风险。IFP开发了WELGEM、CONDOR等一系列利用试井资料和地质统计资料进行地质建模和油藏特征评价的软件,以及PERSEIDS、Simfrac等耐久性井下地震监测设备。

钻井与生产

1.钻井和油气井技术

油气井监控。该技术是通过使用一系列耐久性传感器实现在生产过程中的油气井控制。例如IFP公司开发的水合物检测仪,利用差别扫描量热法监测钻井液中由于水合物生成而导致的危险压力和温度条件,技术人员可以使用该设备在现场监测泥浆比重,使水合物形成的危险降到最低。

油气井技术。研究工作的目的在于设计新型设备,优化复杂井、斜井和水平井的生产活动。开发重点是测井工具、生产命令控制设备等。例如IFP转让给斯仑贝谢公司的井下泵Poseidon多相液压系统技术,使井下泵工艺的应用范围扩展到含气井;在含气和含沙的重油生产方面,IFP开发研制了Moineau型单螺杆泵;在复杂井的监测方面,IFP设计了可以在100MPa、150℃条件下工作的纤维光学传感器,此外在纤维光学技术领域,IFP还开发了水下检波器、产量测量和温度曲线测量设备;在大角度斜井的录井方面,IFP开发了Simphor探头。交互式钻井技术。钻井液和胶结剂。

2.深海(1500~3000米)油气田生产

钻井立管。开发研究的重点包括优化钻井立管的性能和开发立管相关仪器,例如通过采用钢和复合材料制成的混合材料立管,可以使总重量降低15%,同时提高立管的工作性能;IFP开发了一种卡口式立管接口,可以实现快速连接;在立管相关仪器方面,IFP的专业技术包括传感器的选择、数据采集系统的结构设计和数据处理方法等。

采油立管和脐带管缆。在数据建模方面,IFP开发了DeepLine有限元软件包,研究立管、系缆和脐带管缆的动态行为,该软件包可以模拟包括规则波和不规则波、不同深度的海浪变化曲线以及浮动支撑系统影响在内的各种海洋环境;在超深海区系统方面,IFP开发了采用复合材料(碳纤维)的采油立管、系缆和脐带管缆。

防堵塞添加剂。IFP在该领域的工作包括防水合物添加剂的开发、对含有水合物和石蜡的管道的关闭/重新启动过程的研究、水下管道隔热材料的设计以及多相流的建模研究。

深海设备。IFP在该领域的开发项目包括水下分离装置和水下多相混输泵。

3.处理与运输

气体处理与运输。在气体处理方面,IFP开发的工艺包括:Ifpex-1工艺,使用甲醇循环脱水和回收凝析液;Ifpex-2工艺,用来脱除酸性气体;Dephlexol工艺,用来回收凝析液;Sprex工艺,实现高含硫气体的预处理;在天然气运输方面,IFP成立了一个合资企业研究管道的压力损失问题,重点研究内涂层对于降低压力损失的有效性。

液体处理与运输。IFP使用TACITE软件模拟原油生产装置中的瞬时多相流动;研究原油与水的乳化物形成机理,研制反乳化添加剂;IFP在该领域提供的产品包括Poseidon多相泵、湿气压缩机、多相流量计和多相涡轮机

重油运输。IFP在该领域的工作包括研究重油粘度的机理,提高现有技术,开发重油运输的新工艺,研制添加剂。

炼油与石化

1.炼油

IFP主要通过AxensIFP集团技术公司对外转让多套IFP专利工艺:残留物转化和蒸馏物加氢处理。在残留物转化方面,IFP提供的技术包括固定床加氢转化和相应的催化剂,沸腾床加氢转化和相应的催化剂,液态催化裂化,溶解去除沥青,减粘裂化和上述工艺的程序使用;在蒸馏物加氢处理和转化方面,IFP提供的技术包括新一代催化剂产品,深度脱硫和脱氮,芳烃的加氢处理,FCC原料的预处理,FCC汽油的深度脱硫。

加氢裂化和润滑油的基油生产。IFP在该领域的研究方向包括:高压加氢裂化,低压加氢裂化,轻微加氢裂化,催化加氢脱蜡,高等级润滑油基油和轻油的生产。

催化裂化。除了残留物裂化工艺,IFP还提供一种新型的短暂接触裂化工艺。

高级汽油的基油和调和物。IFP的研究范围包括催化重整,醚化工艺(MTBEetbe)、低污染的脂肪族烃化工艺、轻质石蜡的异构化、FCC汽油的选择脱硫处理、多种低聚体产品的生产工艺。

生物燃料。IFP可以提供ETBE、植物油酯等一整套生物燃料的生产工艺。IFP在该领域的研究方向是提高产品纯度(ETBE技术路线)和植物油的酯化新工艺。

2.化工

科研开发方向主要集中在轻质石蜡(C2-C4)和单体芳香烃这些主要石化原料的生产、净化和转化。

石蜡。包括石蜡的生产(通过蒸汽裂化、石蜡脱氢和甲醇转化等);通过选择加氢工艺进行二烯烃的选择性生产;石蜡馏分的净化;将轻质石蜡(C2-C5)转化为高附加值的石化产品。

芳香烃。包括芳香烃的生产;从芳烃到石化和下游产品的转化;二甲苯的选择性分离;芳香烃的烷烃化。

生物产品。通过参加农业化学和能源组织(AGRICE)的科研开发工作,IFP在植物基原料的转化方面开发出一系列专业工艺技术。

3.天然气

IFP在天然气领域的研究主要包括三个领域:

使用炼油技术(使用新型99.9%Clauspol工艺可以脱除99.9%以上的硫分)或新型天然气技术(例如新型SulfintHP工艺)进行天然气的脱硫。

新型CII工艺降低天然气的液化成本。

对Fischer-Tropsch天然气转化液体燃料工艺进行细微调整,目前已在意大利的Agip-Pétroli炼厂安装了一套20桶/天的示范装置。

4.其它能源

在可持续发展的框架下,通过废物的热解作用生产能源(包括燃料电池所需要的氢气)。研究的范围主要是相关工艺与材料、催化作用、各种净化技术和高温反应。

燃料与发动机

1.新型燃烧工艺

IFP通过开发新的燃烧工艺,使新型直接喷射式汽油和柴油发动机CO2排放和NOx与颗粒物质排放方面实现良好的平衡。

编制化学动力学的计算方法,了解点燃、传播和污染物形成各阶段的现象和估算出相应的燃烧参数;通过使用最先进的光学设施、透明发动机和变频激光技术,分析和显现喷射现象与内部空气动力学现象;

开发新的发动机模拟与诊断工具,并将其应用到燃烧室的开发过程;

开发新型燃烧工艺,使发动机满足性能、燃烧和排放需求。例如IFP开发的汽油受控自动点燃(CAI)燃烧工艺和均匀喷射压缩点燃(HCCI)工艺。

2.汽油发动机

包括汽油直喷式发动机燃烧室的设计、开发和优化;汽缸盖热性质和热机强度的提高;新型控制系统的开发;通过稀薄混合、高EGR比(尾气再循环比)或涡轮增压技术实现传统发动机的效率提高;受控自动点燃(CAI)燃烧工艺的应用。

1)柴油发动机

通过采用新颖的结构、喷射、阀门定时和涡轮增压技术方案,使发动机达到欧4和欧5排放标准;内部空气动力学优化;汽缸盖结构的设计,以提高热性质和热机强度;电控共轨高压喷射系统的开发;新型控制系统的开发;均匀混合燃烧工艺的应用。

2)燃料

研制可以显著降低燃烧室和喷嘴上沉积物生成、降低发动机噪音和尾气的燃料配方;研究替代燃料(沼气和燃气)的燃料配方,并对其堵塞问题、排放性等进行评价;探索新的燃料途径,例如气体转变液体燃料战略;开发与燃料和润滑油相匹配的燃料系统材料;分析颗粒污染物尺寸分布情况。

3)尾气的后处理

汽油和柴油NOx捕捉装置的配方研究、发动机控制策略和耐久性循环试验;柴油颗粒过滤器的再生和耐久性策略;车载诊断装置(OBD)传感器;燃料和润滑油的标准化试验。


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