中國石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院石油科技研究所
隨著全球油氣勘探開發(fā)對象越來越復(fù)雜，開發(fā)難度越來越大，對技術(shù)的需求也越來越精細(xì)化、高端化和智能化，技術(shù)突破將推動未來油氣行業(yè)邁上新臺階?？碧介_發(fā)新理論、新理念助推老油區(qū)重新崛起，頁巖油氣技術(shù)革命推動非常規(guī)油氣有效接替常規(guī)油氣，技術(shù)進(jìn)步推動新區(qū)新領(lǐng)域向更深、更遠(yuǎn)、更極端環(huán)境延伸，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為代表的高新技術(shù)與油氣行業(yè)的深度融合，正在推動新一輪油氣技術(shù)革命。
01 以水平井鉆井、水平井分段壓裂為代表的頁巖油氣技術(shù)革命成功推動了非常規(guī)油氣的規(guī)?；_發(fā)，未來將向智能化、精準(zhǔn)化方向發(fā)展
頁巖油氣革命成功推動了非常規(guī)油氣的規(guī)?；_發(fā)，進(jìn)而改變了美國乃至全球的油氣供需格局。近年來，非常規(guī)油氣開發(fā)技術(shù)仍然在不斷取得漸進(jìn)式技術(shù)革新。一是水平井長度和應(yīng)用規(guī)模均快速增長。大位移井水平段長度紀(jì)錄已超1.2萬米，巴肯致密油平均水平井段長度超過3000米，有的接近4000米。二是水平井分段壓裂強(qiáng)度不斷增加，支撐劑用量有的達(dá)到4噸/米以上，已經(jīng)屬于“超級壓裂”。三是“一趟鉆”大規(guī)模推廣應(yīng)用。在美國頁巖油氣水平井鉆井中，單井段“一趟鉆”已成常態(tài)，兩井段“一趟鉆”正在推廣應(yīng)用，多井段“一趟鉆”持續(xù)增加。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，頁巖氣平均開采成本從早期的4～6美元/百萬立方英尺降至目前的3美元/百萬立方英尺以下，五大主要致密油產(chǎn)區(qū)的盈虧平衡價(jià)從前期的70～90美元/桶降至30～40美元/桶。
展望未來，水平井分段壓裂技術(shù)由追求“超級規(guī)模”向追求“最優(yōu)設(shè)計(jì)”轉(zhuǎn)變，借助云技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)智能精準(zhǔn)壓裂和實(shí)時(shí)優(yōu)化，在確保單井產(chǎn)能的前提下，盡可能的節(jié)約壓裂成本和作業(yè)時(shí)間。
02 老油區(qū)勘探開發(fā)采用新理念、新理論，從以常規(guī)油氣為主向非常規(guī)油氣不斷延伸和拓展
在勘探方面，以常規(guī)油氣勘探為主向以非常規(guī)油氣為主的油氣勘探新理念、新理論轉(zhuǎn)變，成為老油區(qū)可持續(xù)發(fā)展的破局之道。其勘探理念的轉(zhuǎn)變包括：拋棄源、儲分離的傳統(tǒng)油氣思維；打破構(gòu)造高點(diǎn)是油氣最佳聚集區(qū)的局限；改變尋找局部獨(dú)立圈閉的觀念；顛覆傳統(tǒng)認(rèn)識，將封蓋層也作為非常規(guī)儲層。在開發(fā)方面，非常規(guī)油氣技術(shù)在常規(guī)老油區(qū)的應(yīng)用使其產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)式增長，甚至再次“煥發(fā)青春”。以二疊盆地為例，針對其厚度大、產(chǎn)層多、較為均質(zhì)的堆疊式油氣資源特點(diǎn)，在工廠化作業(yè)的基礎(chǔ)上發(fā)展了新的適用性開發(fā)方案——立體開發(fā)，即從地面同一區(qū)域鉆出所有計(jì)劃油井，靶向多個(gè)產(chǎn)層，而不再是傳統(tǒng)上先鉆一批井，日后再對不同油層進(jìn)行補(bǔ)井加密的開發(fā)模式。
展望未來，以納米技術(shù)為核心的四次采油技術(shù)將為老油田開發(fā)提供新途徑，有望解決傳統(tǒng)提高采收率技術(shù)（EOR）難以解決波及效率低、費(fèi)用昂貴、儲層傷害等難題。井下油水分離同井注采技術(shù)將開辟“井下工廠”開發(fā)新模式，有望解決當(dāng)前老油田面臨的高含水、高產(chǎn)水等問題。
03 技術(shù)組合創(chuàng)新成為應(yīng)對低油價(jià)和實(shí)現(xiàn)“增產(chǎn)降本提效”的關(guān)鍵，未來的技術(shù)進(jìn)步將更多體現(xiàn)在多項(xiàng)技術(shù)甚至是跨界技術(shù)的集成創(chuàng)新
近年來，雖然油價(jià)巨幅震蕩，北美頁巖油氣卻做到了無論油價(jià)高低都能夠“增產(chǎn)降本提效”，其秘訣就是依靠技術(shù)創(chuàng)新，特別是有效實(shí)施“技術(shù)組合”。如“甜點(diǎn)區(qū)”預(yù)測技術(shù)組合大幅增加非常規(guī)優(yōu)質(zhì)井占比，包括4項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：基于大數(shù)據(jù)的資源評價(jià)與有利選區(qū)評價(jià)技術(shù)；致密儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)三維可視化及定量表征技術(shù)；“甜點(diǎn)”關(guān)鍵地質(zhì)參數(shù)定量表征技術(shù)；地質(zhì)—工程一體化“甜點(diǎn)”準(zhǔn)確識別與評價(jià)技術(shù)?！耙惶算@”技術(shù)組合實(shí)現(xiàn)水平井提速降本，涉及8項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：鉆井方案優(yōu)化設(shè)計(jì)；自動化鉆機(jī)；高效長壽命鉆頭，通常是定制鉆頭；個(gè)性化優(yōu)質(zhì)鉆井液；高壓噴射鉆井及優(yōu)選參數(shù)鉆井；常規(guī)導(dǎo)向鉆井或旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井；隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向；遠(yuǎn)程專家決策支持中心?！伴L水平井+超級壓裂”技術(shù)組合大幅提高單井產(chǎn)能，其技術(shù)要點(diǎn)包括：提高支撐劑濃度；提高壓裂液用量；增加壓裂簇?cái)?shù)量；減小段間距。
未來隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、新材料等高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，越來越多的跨界技術(shù)在石油行業(yè)應(yīng)用，將進(jìn)一步推動石油科技由單項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新向地質(zhì)、工程、開發(fā)多學(xué)科技術(shù)組合創(chuàng)新發(fā)展。
04 深水技術(shù)與裝備推動海上油氣勘探開發(fā)不斷向更深、更遠(yuǎn)拓展
海域尤其是深水油氣資源豐富，是全球油氣技術(shù)裝備發(fā)展的重點(diǎn)目標(biāo)領(lǐng)域之一。近年來，深水領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新十分活躍，形成了包含深水鹽下油氣地質(zhì)勘探理論、12纜以上地震勘探船、高密度四維地震采集、深水半潛式鉆井平臺、深水鉆井船、智能完井及數(shù)字油田、海底生產(chǎn)系統(tǒng)、浮式液化天然氣生產(chǎn)儲卸裝置等自動化、海底化、多功能化的油氣技術(shù)與裝備。在深水管道和立管方面，海底管道具有連續(xù)輸送、受環(huán)境條件影響小的特點(diǎn)，輸送效率高、運(yùn)送能力強(qiáng)，是目前海上油氣集輸?shù)闹饕侄巍?/p>
展望未來，海上油氣勘探開發(fā)將向更深、更遠(yuǎn)的海域延伸和拓展。主要技術(shù)發(fā)展方向包括海底節(jié)點(diǎn)地震勘探技術(shù)、海洋油氣開發(fā)浮式生產(chǎn)平臺一體化開發(fā)技術(shù)、水下開發(fā)及海底工廠技術(shù)、深水非常規(guī)資源增產(chǎn)技術(shù)等。深水安裝、拆除裝備趨向大型化、專業(yè)化。
05 新一代工程技術(shù)與裝備將大幅提升油氣勘探開發(fā)規(guī)模和效益
隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展和油氣技術(shù)的不斷創(chuàng)新，形成了以旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井、自動控壓鉆井、深水鉆井、隨鉆成像測井、“兩寬一高”（寬頻、寬方位、高密度）地震采集、分段壓裂等為代表的新一代油氣工程技術(shù)與裝備，大幅提升了油氣勘探開發(fā)規(guī)模和效益，推動全球油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域由淺層向深層、超深層，由常規(guī)向非常規(guī)，由淺海向深水、超深水，由中高滲整裝向低滲透、低品位、難動用領(lǐng)域不斷延伸和拓展。以高精度疊前深度偏移成像為核心的“兩寬一高”地震勘探依然是主流技術(shù)，海量數(shù)據(jù)快速處理、各種偏移成像方法和全波形反演技術(shù)仍然是地震數(shù)據(jù)處理的研究熱點(diǎn)；地震技術(shù)進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，定量解釋技術(shù)快速發(fā)展；大數(shù)據(jù)、壓縮感知、自適應(yīng)光學(xué)成像等前沿技術(shù)引起關(guān)注。隨鉆測井技術(shù)應(yīng)用更加廣泛，探測能力大幅提升；測井儀器不斷更新?lián)Q代，耐溫耐壓能力達(dá)到260攝氏度和210兆帕，納米傳感器進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證階段。工廠化作業(yè)+高效PDC鉆頭+高造斜率旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)+強(qiáng)化參數(shù)鉆井成為非常規(guī)油氣鉆井中常用的技術(shù)組合，推動“一趟鉆”不斷刷新鉆速和進(jìn)尺紀(jì)錄。
06 人工智能技術(shù)迅猛發(fā)展推動油氣行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型
隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能正被加速引入油氣行業(yè)，國際大石油公司和油服公司高度重視智能化業(yè)務(wù)，將智能化作為新的技術(shù)創(chuàng)新主攻方向之一，積極加大智能化領(lǐng)域的研發(fā)投入，主動與IT巨頭聯(lián)手推進(jìn)油氣行業(yè)的智能化，相繼推出了一些智能化油氣技術(shù)、裝備及軟件平臺。比如，斯倫貝謝的DELFI平臺、GE公司的Predix平臺等，從根本上改變了勘探開發(fā)各個(gè)環(huán)節(jié)的工作方式，大幅度提高了工作效率，實(shí)現(xiàn)了綜合效益最大化，開啟了勘探開發(fā)一體化新篇章。
未來，隨著新一代人工智能技術(shù)在油氣行業(yè)中的應(yīng)用，智能地質(zhì)、智能物探、智能油田、高精準(zhǔn)智能壓裂等技術(shù)將助推油氣行業(yè)產(chǎn)生一次全方位的“智能油氣”革命，激發(fā)油氣產(chǎn)業(yè)新動能。
