Rapport Annuel Technologie

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1 Technologie En 2012, la Société a continué à stimuler la construction du système d'innovation scientifique et technique. Nous avons mis l accent sur la R&D de la technologie clés liées au développement des activités principales. La capacité d innovation et de concurrence a été renforcée davantage, fournissant un soutien fort au développement des activités principales. S'agissant de l'exploration pétrolière et gazière : nous avons créé des technologies comme la technique d'acquisition sismique à haute densité et à une large gamme, et la technique de migration en profondeur avant sommation, d'ailleurs, grâce à la percée de la technologie d'augmentation de la vitesse du forage pour les couches ultra-profondes de la montagne, l'exploration de gaz du bassin de Tarim était faisable. Avec l'approfondissement de la connaissance de la théorie sur l'accumulation du bassin dépressif du lac enclavé et du Delta du Nord- Ouest, nous avons découvert un certain nombre de champs de pétrole et de gaz, ce qui a permis de renforcer la base des ressources d'ouest. La technologie de test et de discernement par la trace des molécules géochimiques des réserves complexe de pétrole et de gaz a pris de progrès, ce qui a permis non seulement de développer les techniques clés comme la séparation des stéranes et hopanes, la séparation des composés azotés neutres, l'enrichissement et la séparation des adamantines, la détermination des isotopes de monomères d'hydrocarbures, l'analyse des composantes organiques du corps d'inclusion unitaire, mais aussi de fournir un soutien technique aux grandes découvertes dans l'exploitation de la couche profonde, des roches carbonatées de faciès marins, du pétrole et du gaz dits non conventionnels.

2 Technologie Rapport Annuel 2012 Dans l'exploitation des champs de pétrole et de gaz : les technologies servant à augmenter la rentabilité comme l'exploitation du potentiel à un water-cut très élevé et le déplacement chimique ont pris de nouveaux progrès, le succès de l'expérimentation sur place et les résultats d'application appréciables ont permis d'assurer la production stable et durable du champ pétrolifère de Daqing. Les technologies d'accompagnement de l'exploitation du champ pétrolifère à ultra-faible perméabilité avancent sans cesse, les technologies clés comme la complétion des puits horizontaux, la reconstruction et la fracturation par section ont pris des percées importantes, ce qui a permis d'augmenter sensiblement la productivité unitaire des puits et de jeter des bases pour la croissance stable du champ pétrolifère de Changqing. Les technologies de l'exploitation du pétrole extra-lourd se perfectionnent progressivement, les recherches fondamentales et l'expérimentation sur place ont pris de progrès, ce qui a permis d'assurer l'envergure de l'exploitation du pétrole extra-lourd. Avec la recherche et l'expérimentation pendant plusieurs années, nous avons développé les technologies complémentaires comme l'exploitation du champ de CO 2 de Jilin, la réduction des rejets polluants, le déplacement et la séquestration. Dans le domaine de raffinage et de pétrochimie : l'exploitation du fioul à faible teneur, développée par la CNPC, a pris de nouveaux progrès, nous avons réalisé son industrialisation aux entreprises comme Liaohe Petrochemical, Karamay Petrochemical et Guangdong Petrochemical avec une meilleure rentabilité. La recherche des craquages catalytiques a pris des percées, l'expérimentation des catalyseurs d'hydrocraquage a été réalisée avec succès dans la production industrielle pour la première fois, tous les catalyseurs servant au raffinage ont pris de progrès importants, ce qui a permis de jeter une base technologique solide pour l'amélioration de la qualité des produits. Le paquet technologique du dispositif de raffinerie à distillation atmosphérique et sous vide de 10 Mt/an a été inventé avec succès et a été appliqué dans l'entreprise Sichuan Petrochemical, le paquet technologique du dispositif d'éthylène de 0,6 Mt/an dont la CNPC a la propriété intellectuelle a été appliqué avec succès au projet d'expansion d éthylène de Daqing Petrochemical de 1,2 Mt/an. Le paquet technologique de l'ensemble du dispositif d'ammoniac synthétique de 0,45 Mt/an et du dispositif de carbamide de 0,8 Mt/an est entré en service au grand projet d'engrais de Ningxia Petrochemical, c'est le premier projet en Chine qui prend le gaz naturel comme matières premières. S'agissant du service technique et de la fabrication des équipements : la construction de la première plate-forme pétrolière offshore autoélévatrice CP-400 marque les progrès que nous avons pris sur le plan de la conception de la plate-forme pétrolière offshore et des technologies clés. Nous avons effectué des percées importantes sur l augmentation de la vitesse de forage des puis devant la Montagne Kuche aux champs de Tarim, l application du forage de la pression précise contrôlée a obtenu de bons résultats aux fractures de la formation de carbonate au centre du bassin de Tarim, ce qui a permis d augmenter la vitesse de forage considérablement. Les technologies dévelopées par la CNPC comme les tubes enroulés servant au forage de fracturation par plusieurs niveaux des puits horizontaux donnent un appui technologique pour l exploitation de pétrole et de gaz non-conventionnel. L appareil sismique G3i sur canaux et l appareil de diagraphie d imagerie ultrasonique dans l'exploration à longue distance a été inventé et largement utilisé. Pour découvrir plus de réserves de pétrole et de gaz, sur le plan de l exploration, nous avons adopté les technologies comme le traitement de migration horaire avant sommation à une grande superficie, l'acquisition et le traitement de la prospection sismique 3D à une superficie ultragrande et complexe pour établir la dépression numérique d intégration tridimensionnelle à haute précision de Qikou, ce qui a permis de découvrir plus de réserves. Les équipements clés du gazoduc et le tuyau résistant à haute déformabilité X80 ont été exploités avec succès, nous avons réalisé la localisation des technologies clés et des équipements de liquéfaction de gaz naturel et appliqué ces technologies et équipements aux projets de LNG comme le projet d'ansai du Shaanxi et le projet de Tai'an du Shandong. Sur les plans de la sécurité, de l'économie d'énergie et de la protection environnementale : nous avons effectué la percée de technologie à faible émission de carbone comme le recyclage des eaux usées dans la chaudière sans enlever le silicium au cours de l'exploitation du pétrole lourd, ce qui a permis d'éliminer le processus d'enlèvement de SiO 2, le coût de revient des réactifs et la quantité de boues produites ont diminué considérablement. La technologie pilote du système d'énergie de raffinage et la promotion d'économie d'énergie ont obtenu des résultats remarquables, ce qui a permis de former dans l'ensemble 4 technologies servant à traiter les boues huileuses, à savoir : la production de la combustion avec les boues du pétrole lourd et l'incinération, le déplacement chimique de la boue et la séparation par centrifugation, le traitement de lavage chimique des boues du terrain, et la carbonisation-pyrolyse des boues par raffinage. La technologie de cocombustion de combustibles solides en provenance des boues huileuses avec le charbon a été appliquée au champ pétrolifère de Liaohe, ce qui a fourni l'appui technologique pour le traitement non polluant des boues huileuses et le recyclage inoffensif. En 2012, nous avons continué à stimuler la construction des infrastructures technologiques, ce qui a permis de perfectionner sa fonction progressivement. La construction du laboratoire clé du projet de stockage de pétrole et de gaz souterrain s'est déroulée comme prévu, le déplacement du pétrole par CO 2 et la séquestration, la plate-forme de diagraphie de puits ont été inclus dans la liste des projets nationaux d'innovation des capacités énergétiques, la base d essai de l exploitation de gisements à haute teneur en soufre est devenue le centre des recherches (expérimentations) au niveau national. Jusqu à la fin de l année 2012, la CNPC a possédé 15 laboratoires clés et centres de recherche au niveau national. Axé sur les domaines comme l'exploitation pétrolière et gazière, le raffinage et la pétrochimie, les technologies du projet, la CNPC a stimulé activement la coopération et les échanges technologiques avec les instituts nationaux et étrangers, les universités, les compagnies pétrolières nationales ainsi que les compagnies pétrolières internationales. D'ailleurs, la CNPC a participé activement aux activités de communication des organisations internationales et professionnelles dont NOC, IEF, IGU, AAPG, SEG et SPE, pour élever le niveau de coopération technologique. En 2012, la Société a déposé demandes de brevet, y compris inventions ; a obtenu propriétés intellectuelles autorisées, y compris 692 inventions. 123 secrets technologiques ont été certifiés, 47 logiciels ont été enregistrés. D'ailleurs, 5 résultats scientifiques et technologiques ont remporté le prix national de progrès scientifiques et technologiques, dont «Les technologies clés pour l'augmentation de la capacité du forage des puits horizontaux par la technique de fracturation et son application d'une grande envergure» a reçu le premier prix national de progrès scientifiques et technologiques de Les quatre autres ont remporté le deuxième prix national de progrès scientifiques et technologiques de 2012, à savoir : «la technologie sur la découverte de pétrole et de gaz à l intérieur du roche métamorphique et l exploitation à haute efficacité», «la recherche sur le lubrifiant composite haut de gamme du moteur à combustion interne et son application industrielle», «la technologie de fluide du forage à ultra-haute température et son application industrielle» et «la technologie sur le plateau de pulvérisation tridimensionnelle à grand flux et à haute efficacité et son application dans l économie d énergie». 17

3 Rapport Annuel 2012 Technologie La technique des traceurs géochimiques du moléculaire de l'accumulation d'hydrocarbures complexe Le RIPED a avancé des techniques de traceurs géochimiques du moléculaire de l'accumulation d'hydrocarbures complexe, permettant ainsi de fournir des solutions aux difficultés sur la prévision des natures et la logique de la distribution des accumulations des hydrocarbures dans l'exploration pétrolière et gazière des gisements profonds et ultraprofonds, des roches carbonatées et des blocs irréguliers, et de jeter une base théorique pour la quantification et l évaluation exactes de la potentialité de l'accumulation polygénique des hydrocarbures, le traçage mobile de «la génération, le mouvement, le rassemblement» et l évolution tardive de l'accumulation pétrolière et gazière, ainsi que la prévision efficace des principales strates d exploration et des natures des fluides des hydrocarbures. Ces techniques se divisent en quatre séries qui portent respectivement sur la détermination des sources des monomères et isotopes des stéranes et hopanes, celle des traces des composés azotés neutres, celle de l âge des composantes organiques du corps d'inclusion unitaire, et celle de l évolution tardive de l'accumulation des adamantines. Un système d évaluation des paramètres a été créé pour identifier efficacement les facteurs concernant la dégradation kerogen pendant la période de haute maturité, le craquage en gaz du pétrole et bitume résiduel, la formation complexe par accumulation des réserves d enfouissement du pétrole et du gaz. Cela a joué un rôle important dans la recherche théorique sur l accumulation fréquente des réserves d hydrocarbure dans les couches karstifiées des roches carbonatées de faciès marins, la formation fixée par des réajustements ultérieurs, le mécanisme de génération, alimentation et regroupement en grande ampleur dans les structures profondes et tardives à Kuche du bassin de Tarim, la richesse des ressources pétrolières et gazières non-conventionnelles telles que le gaz de schiste et le gaz compact etc., l injection près de la source et la formation continue des gisements, ainsi que dans la découverte de pétrole et de gaz des gisements profonds et ultraprofonds, des roches carbonatées et des blocs irréguliers. La théorie et la technologie de l'exploration pétrolière et gazière des roches carbonatées de faciès marins Le RIPED, la Société des champs pétrolifères et gazifères du Sud-Ouest et la Société des champs pétrolifères de Tarim ont réalisé la théorie et la technologie de l'exploration pétrolière et gazière des roches carbonatées de faciès marins, ont mis en place un mécanisme de la génération en ampleur du gaz à partir des hydrocarbures liquides en haute maturité stagnés dans les roches de source et de l effet de karstification suivant la stratification et entre les couches, ont avancé une théorie d accumulation basée sur une distribution des réserves d agglomération du pétrole et du gaz, développé une technique de prospection axée sur la description quantitative des fissures et trous et sur l identification des nappes et fluides, ont augmenté la potentialité des ressources de roches carbonatées, ont accru ainsi la précision de la prévision nappes et la réussite des puits d exploration. Cette technique a poussé la formation des 6 grandes réserves situées respectivement au centre du bassin de Tarim, à Halahatang, à Gucheng, à Anyue, à Longgang et à Jingbianxi, permettant de réaliser une percée dans la prospection et l augmentation en ampleur des roches carbonatées de faciès marins. La technologie d'exploitation des réserves d'une pression basse à perméabilité ultra-faible La Société des champs pétrolifères de Changqing a avancé avec succès une technologie d'exploitation des réserves d'une pression basse à perméabilité ultra-faible, en a établi une série de technologies, et a lancé un nouveau module de sédiment du delta des eaux basses à écoulement ouvert et des cours de clastites sableux des eaux profondes, ce qui a permis de rejeter l avis géologique courant selon lequel le milieu du bassin dépressif du lac enclave a peine à former de grands champs pétrolifères, et de guider la prospection pour trouver les champs pétrolifères de Jiyuan et de Huaqing. Nous avons avancé une technologie d'évaluation du rendement du puits singulier des réserves à perméabilité ultra-faible et de prévision mobile de la récupération par injection d eau, ce qui a pu élever l exactitude de la prévision de 70% à 90%. Nous avons mis en place un système d'évaluation rapide de la capacité de la diagraphie de puits des couches d'une pression basse à perméabilité ultra-faible, permettant d élever le taux de validation de la prévision du rendement de plus de 15%. Nous avons développé une technique de description précise de la réserve pétrolifère des fissures à perméabilité ultra-faible, une technologie d injection douce de l eau anticipée dans une stratification précise, une technologie de contrôle général des gisements pétrolifères, cela a augmenté de 7% la superficie et le volume du déplacement par l eau des gisements pétrolifères, de 1,5% la rentabilité du champ, de 10% l utilisation du déplacement par l eau des réserves. Nous avons avancé une technique de sélection des zones riches en gaz compact non homogène et de choix optimal des emplacements de puits, une conception des puits horizontaux, puits d exploitation et trajectoires, une technique de surveillance et prévision mobile des réserves pétrolifères et gazifères à perméabilité ultra-faible, une technique de grande exploitation efficace des puits horizontaux des réserves pétrolifères et gazifères, une technique systématique de fracturation par section à multigroupes, à multisections et à multifissures des puits horizontaux des réserves pétrolifères et gazifères à perméabilité ultra-faible, et avons innové la technologie relative aux travaux de surface et le module de la construction standardisée. La technologie d'exploitation du gaz naturel à condensat des couches ultra-profondes sous haute pression La Société des champs pétrolifères de Tarim a fait une percée dans l exploitation du gaz à condensat des couches ultra-profondes sous haute pression, en réalisant les technologies sur : l évaluation synthétique et la prévision des fissures ; la modulation précise dans les conditions du réseau des puits spacieux avec fissures et réserves gazifères à faible porosité et à ultra-faible perméabilité ; le calcul de la pression du fond de puits des réserves du gaz condensé sensible à effet de faille et l évaluation des puits d essai numérique et du rendement ; la complétion des puits de forage des réserves du gaz condensé à faible porosité et à faible perméabilité à ultra-haute pression ; la technologie auxiliaire de testes des réserves du gaz condensé à forte profondeur et à ultra-haute pression. Nous avons introduit en Chine pour la première fois le concept du fusil de perforation à double canon, inventé un perforateur de 127 mm de diamètre à haute température et à ultra-haute pression ainsi que ses accessoires, conçu et synthétisé l inhibiteur de corrosion acidée à haute température 18

4 Technologie Rapport Annuel 2012 apte à l oléoduc en superchrome 13, et établi une technologie de traitement standardisé du gaz condensable à haute pression. Cette série de techniques a orienté l exploitation très efficace du champ gazifère N 2 de Dina, soutenu l exploitation et la construction des champs gazifères ultra-profonds à haute pression de Dabei et de Keshen, etc. La technologie d'exploration sismique à large azimut et à haute densité des régions montagneuses La BGP et la Société du champ pétrolifère du Qinghai ont avancé une technologie d'exploration sismique à large azimut et à haute densité des régions montagneuses. Partant d un concept consistant à réduire le bruit par une association des mesures intérieure et extérieure, persistant dans les trois principes visant à limiter la tolérance temporelle de la première arrivée à moins d un quart du cycle des signaux valables, satisfaire la fréquence fausse sans superposition mélangée au niveau de la distance des lignes, borner la décroissance de la haute fréquence interceptée des signaux valables à moins de 3 décibels, on a développé une technologie d acquisition efficiente d épicentre contrôlable en trois dimensions irrégulières basée sur les données géologiques de haute précision dans les régions montagneuses, une technologie d exécution très efficace dans les régions montagneuses, une technique de réajustement silencieux synthétique des surfaces de repérage des couches peu profondes une technologie de traitement auxiliaire des données sismiques en trois dimensions reposée notamment sur la réduction du bruit avant sommation. La technologie d'exploration sismique à large azimut et à haute densité en trois dimensions des régions montagneuses emploie un système d observation à large azimut, composé d une fréquence à 468 de forte couverture, d une haute densité, de 24 câbles de capture et de réception à multicanaux avec plus de 0,7 pour le rapport transversal et longitudinal, on a pu obtenir des données visuelles de haute qualité de migration, bien réalisé la structure N 1 de Yingdong, et accordé un appui technique à la découverte du champ pétrolifère d'une capacité de 100 millions de tonnes à Yingdong. Les équipements des technologies de forages ultraprofonds Les institutions comme le DRI, la Société de forage de Bohai, la Société du champ pétrolifère de Tarim etc., ont progressé en matière de technologie et équipement clés de forage, constituant des séries de technologies et équipements destinées au forage des puits ultra-profonds. La technologie d optimisation et simplification de la structure de puits a réglé, pour le forage des puits ultra-profonds, les difficultés rencontrées dans une multitude de couches longitudinales sous pression, dans une coexistence de couches très épaisses de gravier et de couches salées sous pression, permettant d élever efficacement la capacité de forage à la couche ciblée dans des conditions géologiques complexes. La percée réalisée sur le sel organique, les fluides de forage résistant à la haute température et de nouveau type à base de pétrole a résolu les difficultés concernant la réduction du col de mudstone en grand bloc des puits ultra-profonds, le fluage des couches de sel et plâtre etc., réduisant grandement les accidents compliqués au fond de puits. La technologie de forage verticale automatique a surmonté le problème de glissement pour la structure haute et abrupte. La technologie de forage sous-balancé par injection de gaz a accru évidement l efficacité de forage de la partie supérieure des puits ultraprofonds et la découverte des hydrocarbures des couches profondes. La technologie de brisement efficace des rochers a bien accéléré le forage des couches de la partie inférieure des puits ultra-profonds et réduit le cycle de forage. La technologie de cimentation de puits à fort changement de température a amélioré efficacement la qualité de la cimentation perpétuelle des puits profonds, prolongeant la vie des sondages de puits. La technologie de forage sous pression contrôlée a élargi les fenêtres de petite densité des puits ultra-profonds. La réussite de la sondeuse de m de type ZJ-5850 a baissé le coût du forage et garanti la sécurité de la production. Outils de l équipement de diagraphie d'imagerie La CNPC LOGGING CO., LTD. a développé de façon autonome l équipement de diagraphie d'imagerie, y compris des appareils de diagraphie d'imagerie tels que le balayage à induction de microrésistivité à subarray multipôle, l'imagerie à induction à subarray multipôle etc., et plus la technologie de traitement et interprétation d'imagerie fine, nous avons formé des séries de techniques d équipement. Avec le balayeur à induction de microrésistivité, nous avons réalisé une percée en matière de techniques clés concernant les plaques autoétanches, la mesure de la résistivité en grande dimension mobile qui peut atteindre dix mille ohms/m, l indice des résistances à la température et à la pression s est élevé à 175 o C/140 MPa, et cela s est appliqué à la diagraphie des puits profonds de m au champ pétrolifère de Tarim. Nous avons réalisé une percée des technologies concernant le procédé à bobine hautement fiable pour le dispositif à induction à subarray multipôle, et le traitement rapide de synthétisation et focalisation etc., remplaçant totalement le dispositif de diagraphie à double induction. Le résultat d application est très bon dans l évaluation quantitative rapide de la saturation des couches à faible porosité et perméabilité. Nous avons avancé des technologies innovatrices avec laquelle le dispositif à subarray multipôle peut former la focalisation et le contrôle en associant le logiciel et le matériel, fournissant des signaux de résistivité transversale d une résolution longitudinale de 0,3 m. Par le raccord de transmission générale rapide, on peut associer rapidement l induction à subarray multipôle et l appareil ordinaire, le balayage de microrésistivité et l équipement ultrasonique à subarray multipôle, en vue d accroître l efficacité de la diagraphie et d économiser le coût de l exploration et de l exploitation. Jusqu à la fin 2012, 240 appareils de diagraphie d'imagerie électrique ont été généralisés dans plus d une dizaine de champs pétrolifères à Changqing, Qinghai et Tarim etc., plus de opérations de diagraphie ont été effectuées, et cela a augmenté de 5% en moyenne l exactitude de l identification des couches d hydrocarbures. 19

5 Rapport Annuel 2012 Technologie La technologie et les équipements des tuyaux de grand diamètre en acier de haute performance à haute pression et à longue distance Le département du projet des installations des oléoducs de la CNPC, l'institut de recherche des technologies de la tuyauterie de la CNPC, le Bureau des pipelines de la CNPC, la Société des Tubes Pétroliers de Baoji, la Société de Fabrication d Equipements Pétrolières de Bohai ont pris des percées sur la technologie et les équipements des tuyaux de grand diamètre en acier de haute performance à haute pression et à longue distance. La maitrise de la technologie du contrôle de fracture des tubes X80 a permis de réaliser non seulement les progrès importants sur les plans de la science des matériaux, de la technique du transport, de la construction des projets des gazoducs de grand diamètre à longue distance en Chine, mais aussi les technologies concernant le projet du transport à longue distance sous une pression de 12 MPa à travers les tubes de haute qualité en acier X80. C est la première fois que nous avons réalisé la production nationale des tubes X80 dans tous les aspects, une gamme de produits et de normes a formé. Les deux premiers compresseurs entraînés par le moteur électrique de 20 mégawatts (MW) ont été exploités avec succès et ont commencé l application industrielle. Le premier compresseur entraîné par un moteur à combustion de 30 mégawatts (MW) a été développé avec succès, les 30 premières vannes à bille entièrement soudée à grand diamètre sous haute pression de 40 puces à 600 livres et de 48 puces à 900 livres ont été réalisées et appliquées généralement à des projets, dont les 2 e et 3 e gazoducs Ouest-Est, ce qui a permis de réduire les investissements de projets. Le catalyseur d'hydrocraquage En prenant le distillat comme les matières premières, la technologie d'hydrocraquage a permis de produire le diesel non polluant Chine V, le carburant 3 d'aviation à réaction dont la teneur en soufre est moins de 10 μg/g. Les rejets d'hydrocraquage peuvent servir de matières premières de qualité supérieure du craqueur d'éthylène et du lubrifiant. L'Institut de la recherche pétrochimique a exploité les technologies importantes comme la modification de ligand organique avec les zéolithes DAY, le système de synthèse ultra concentré avec les zéolithes DQ-35, le support composé de matériaux, et le dispositif du catalyseur d'hydrocraquage, ce qui a permis de résoudre le problème de coordination entre l'hydrogénation et le craquage et de réaliser la production de catalyseur d'hydrocraquage (PHC-03) combinant une haute activité, une haute sélectivité en distillats moyens et les meilleures performances du hétérogène. En 2012, les essais sur l'application industrielle dans le dispositif du catalyseur d'hydrocraquage de 1,2 Mt/an à Daqing Petrochemical ont réussi à fabriquer les produits qualifiés. La rentabilité du diesel et cette du carburéacteur de l aviation ont augmenté d environ 3%, le point d'écoulement du diesel a diminué de plus de 5 degrés, et la valeur BMCI des rejets d'hydrocraquage a diminué de 2 unités. Le paquet de technologies d éthylène de grande envergure Après la recherche de plusieurs années, Huanqiu Contracting & Engineering Corporation (HQCEC) a exploité indépendamment un paquet de technologies d éthylène de grande envergure. Cette technique a permis de résoudre plusieurs problèmes technologiques comme l'expression des fractions de pétrole indéterminées d une grande quantité du système de refroidissement, le calcul de l effort causé par le gaz produit par le four de craquage et par la dilatation thermique de la tuyauterie de vapeur à haute pression, et les paramètres d'interactions binaires comme l'hydrogène. Nous avons réussi à établir les modèles puissants de réaction de l'hydrogénation de C 2 et de l hydrogénation de C 3, et à faire plusieurs percées des technologies clés comme la technologie de craquage, la technologie de médium électrique et la technologie de boîte de refroidissement. En 2012, cette technique est appliquée avec succès au nouveau projet d éthylène de Daqing Petrochemical de 0,6 Mt/an. 20

6 Le projet d éthylène de Daqing Petrochemical