中國(guó)石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院能源科技研究所在長(zhǎng)期跟蹤國(guó)內(nèi)外石油科技進(jìn)展的基礎(chǔ)上，結(jié)合20年來(lái)的國(guó)際石油科技十大進(jìn)展評(píng)選結(jié)果，同時(shí)借助專(zhuān)利地圖等大數(shù)據(jù)分析手段，以及專(zhuān)家研討和問(wèn)卷調(diào)查，評(píng)選出近五年最具影響力的15項(xiàng)油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)，和未來(lái)10年最具潛力的15項(xiàng)油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)。
近五年最具影響力的15項(xiàng)油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)，主要是近年來(lái)生產(chǎn)中規(guī)模應(yīng)用的成熟技術(shù)、適用技術(shù)，以及在顯著推動(dòng)儲(chǔ)層上產(chǎn)、降本增效和安全環(huán)保方面有重要影響的技術(shù)。
未來(lái)十年最具潛力的15項(xiàng)油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)，是當(dāng)前在研、在試或在推廣的新技術(shù)，未來(lái)十年有望得到商業(yè)應(yīng)用或規(guī)模化應(yīng)用。
近五年最具影響力
15項(xiàng)油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)
01. 連續(xù)型油氣聚集與非常規(guī)油氣地質(zhì)理論
非常規(guī)油氣“連續(xù)型”聚集理論，揭示非常規(guī)油氣連續(xù)型聚集規(guī)律，建立常規(guī)一非常規(guī)油氣“有序聚集”模式；建立非常規(guī)油氣資源評(píng)價(jià)方法；實(shí)現(xiàn)從“源”到“圈閉充注”的動(dòng)態(tài)模擬，促成頁(yè)巖革命，掀起了全球非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)熱潮。
02. 深層-超深層油氣地質(zhì)勘探理論
目前全球已發(fā)現(xiàn)的深層油氣儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的40%，深層油氣資源是未來(lái)我國(guó)能源安全的重要保障。深層超深層油氣地質(zhì)勘探理論在儲(chǔ)層發(fā)育和成藏機(jī)理方面形成新認(rèn)識(shí)，形成了深層-超深層油氣成藏理論，復(fù)雜儲(chǔ)集體、復(fù)雜構(gòu)造圈閉地震采集、處理與解釋?zhuān)邷馗邏簻y(cè)試完井等技術(shù)，逐步突破當(dāng)前深層-超深層油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)瓶頸，推動(dòng)深層成為增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要陣地。
03. 深水鹽下油氣地質(zhì)勘探理論
通過(guò)理論創(chuàng)新與技術(shù)進(jìn)步有效開(kāi)發(fā)利用鹽下油氣藏——墨西哥灣盆地、西非海岸盆地(如剛果盆地、加蓬盆地等)、濱里海盆地、塔里木盆地等。世界鹽下油氣地質(zhì)理論的進(jìn)步與鹽下油氣勘探開(kāi)發(fā)的突破，成為油氣儲(chǔ)量重要的增長(zhǎng)點(diǎn)，對(duì)于緩解全球能源緊張局勢(shì)產(chǎn)生了重要作用。
04. 勘探開(kāi)發(fā)一體化協(xié)同工作平臺(tái)
基于人工智能、數(shù)據(jù)分析以及自動(dòng)化技術(shù)構(gòu)建的涵蓋勘探、開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)、協(xié)同研究、經(jīng)營(yíng)管理等多環(huán)節(jié)、多維度、多領(lǐng)域的一體化平臺(tái)。能夠強(qiáng)化每個(gè)專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)共享、成果繼承及專(zhuān)業(yè)軟件云化管理和整合應(yīng)用，快速準(zhǔn)確的進(jìn)行決策，大幅降低運(yùn)營(yíng)成本。
05. 綠色能源開(kāi)采稠油技術(shù)
利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等綠色能源加熱冷水產(chǎn)生蒸汽，并將其應(yīng)用到稠油開(kāi)發(fā)過(guò)程中，有效地利用自然資源，大幅度降低稠油熱采開(kāi)發(fā)過(guò)程的能耗，降低稠油開(kāi)發(fā)成本，減少CO2排放50%以上，大大提高了稠油資產(chǎn)的經(jīng)營(yíng)價(jià)值，符合當(dāng)今綠色、可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)要求。
06. “長(zhǎng)水平井+超級(jí)壓裂”技術(shù)
在傳統(tǒng)水平井分段壓裂技術(shù)的基礎(chǔ)上，水平井段長(zhǎng)度和壓裂強(qiáng)度大幅增加，助推單井日產(chǎn)量和單井EUR實(shí)現(xiàn)翻倍，桶油操作成本大幅降低，有效應(yīng)對(duì)低油價(jià)挑戰(zhàn)。
07. 智能分層注采技術(shù)
基于5G通訊和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)具有智能測(cè)調(diào)功能的分層注采工藝技術(shù)，突破井下流量永置式測(cè)量、井下流量控制、井下信號(hào)傳輸?shù)染部刂脐P(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了分層注采全過(guò)程監(jiān)測(cè)和分層流量自動(dòng)控制，為油藏、工程一體化提供了全新技術(shù)手段。
08. 寬頻、高密度可控震源高效混疊地震采集技術(shù)
寬頻高密度可控震源高效混疊地震采集通過(guò)將固定間隔、分布在不同區(qū)間的可控震源，采用相同或不同的信號(hào)隨機(jī)激發(fā)，采集寬頻、高道密度、寬方位地震數(shù)據(jù)，較好地解決了陸上高密度采集經(jīng)濟(jì)技術(shù)一體化問(wèn)題，推動(dòng)了陸上可控震源地震采集技術(shù)的升級(jí)換代。
09. 節(jié)點(diǎn)地震勘探技術(shù)
節(jié)點(diǎn)地震采集通過(guò)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)系統(tǒng)代替電纜連接，可滿(mǎn)足多種復(fù)雜環(huán)境的應(yīng)用，解決了復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行大道數(shù)地震數(shù)據(jù)采集的問(wèn)題，是實(shí)現(xiàn)低成本、綠色地震勘探的重要方式，近年來(lái)取得重大應(yīng)用進(jìn)展:節(jié)點(diǎn)裝備性能進(jìn)一步被優(yōu)化，智能自動(dòng)化節(jié)點(diǎn)地震勘探系統(tǒng)走向?qū)嵱?，顯著地提高了采集工作效率，推動(dòng)了節(jié)點(diǎn)地震勘探在陸地復(fù)雜區(qū)、灘淺海過(guò)渡帶及深水的應(yīng)用進(jìn)程。
10. 掃描成像測(cè)井技術(shù)
掃描成像測(cè)井技術(shù)能提供分辨率高、360°全方位覆蓋的地層圖像，通過(guò)不同色標(biāo)顯示出地層巖石物理性質(zhì)的差異，具有分辨率高，地質(zhì)信息量大和成像直觀等突出優(yōu)勢(shì)，適用干解決復(fù)雜儲(chǔ)層評(píng)價(jià)等難題。
11. 過(guò)鉆桿測(cè)井技術(shù)
過(guò)鉆桿存儲(chǔ)式測(cè)井設(shè)備可穿過(guò)鉆桿水眼，在鉆桿上提過(guò)程實(shí)現(xiàn)測(cè)井作業(yè)，并將測(cè)并數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在井下設(shè)備中，快速安全一次下井取全取準(zhǔn)測(cè)井資料，具有小型化、高集成性、高可靠性、高通用性等顯著特征，可有效解決水平井、復(fù)雜井等測(cè)井作業(yè)遇阻遇卡難題。
12. 水平井“一趟鉆”鉆井技術(shù)
水平井“一趟鉆”是一套技術(shù)組合，也是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，更是頁(yè)巖油氣水平井鉆井提速降本的牛鼻子工程。在美國(guó)頁(yè)巖油氣水平井鉆井中，單井段“一趟鉆”早已成常態(tài)，兩井段“一趟鉆”得到推廣應(yīng)用，多井段“一趟鉆”應(yīng)用持續(xù)增加。隨著鉆頭、鉆井液、導(dǎo)向技術(shù)和遠(yuǎn)程決策支持等配套技術(shù)的進(jìn)步，水平井“一趟鉆”技術(shù)不斷刷新日進(jìn)尺紀(jì)錄。
13. 牙輪-PDC混合型鉆頭和異形齒PDC鉆頭
牙輪-PDC混合型鉆頭集PDC鉆頭和牙輪鉆頭于一體，兼具二者的優(yōu)勢(shì)。近年圍繞PDC切削齒的創(chuàng)新層出不窮，不斷推出一些新型PDC切削齒，如非平面異形PDC切削齒、自適應(yīng)PDC切削齒、旋轉(zhuǎn)型PDC切削齒等，進(jìn)一步提升了PDC鉆頭的地層適應(yīng)性和破巖能力，有力支持了水平井“一趟鉆”技術(shù)發(fā)展，不斷刷新PDC鉆頭紀(jì)錄。
14. 鉆頭導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)
鉆頭導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)是旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)發(fā)展歷程中一個(gè)新的里程碑，其導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與PDC鉆頭集成在一起或緊靠PDC鉆頭，結(jié)構(gòu)更緊湊，最大設(shè)計(jì)造斜率達(dá)16/30米，傳感器離鉆頭更近，更利于隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向，有助于提高導(dǎo)向精度及效率，并眼平滑度、儲(chǔ)層鉆遇率。
15. 遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)決策支持中心
油公司、油服公司和承包商紛紛建立了遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)決策支持中心(RTOC)監(jiān)控和指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)。隨著大數(shù)據(jù)云計(jì)算、數(shù)字孿生、人工智能等信息技術(shù)的快速發(fā)展，遠(yuǎn)程決策支持中心的功能日益強(qiáng)大。多學(xué)科專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)基于地質(zhì)工程一體化平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控和指導(dǎo)鉆井、測(cè)井、固井、壓裂等現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，提高決策效率和質(zhì)量，降低綜合成本。在新冠疫情期間，遠(yuǎn)程時(shí)決策支持中心發(fā)揮著非常重要的作用。
未來(lái)十年最具潛力
15項(xiàng)油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)
01. 智慧地質(zhì)
智慧地質(zhì)依托云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)，消除數(shù)字鴻溝，整合共享數(shù)據(jù)資源，是高彈性、高效率、高可靠、高智能的“地質(zhì)云”平臺(tái)。可實(shí)現(xiàn)地質(zhì)調(diào)查信息高效共享和精準(zhǔn)服務(wù)，以及一體化、智能化、多學(xué)科地球科學(xué)信息的協(xié)同。
02. 基于量子計(jì)算的地質(zhì)模擬技術(shù)
量子計(jì)算具有超快的并行計(jì)算能力，可在極短的時(shí)間內(nèi)處理、分析油氣勘探中的海量數(shù)據(jù)，提高建模精度，使油氣業(yè)務(wù)更高效、更快、更安全。未來(lái)量子計(jì)算不僅影響地質(zhì)勘探、油藏模擬等涉及大量數(shù)據(jù)處理、分析和建模的領(lǐng)域，對(duì)石油化工行業(yè)也將帶來(lái)一次顛覆。
03. 數(shù)字孿生油氣田全周期管理技術(shù)
數(shù)字孿生是指針對(duì)物理實(shí)體建立相對(duì)應(yīng)的虛擬模型，并模擬物理實(shí)體在真實(shí)環(huán)境下的行為。數(shù)字孿生技術(shù)在油氣勘探開(kāi)發(fā)的應(yīng)用不斷增加，主要用于作業(yè)及生產(chǎn)監(jiān)控、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與響應(yīng)、作業(yè)及生產(chǎn)優(yōu)化、方案設(shè)計(jì)與優(yōu)化、資產(chǎn)管理等，加快了油氣油氣勘探的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。展望未來(lái)，數(shù)字孿生技術(shù)在油氣勘探開(kāi)發(fā)中將得到廣泛的應(yīng)用，助力油氣勘探開(kāi)發(fā)的智能化。
04. 智慧油氣田
將以一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)智能分析控制平臺(tái)為中心，結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)，對(duì)全資產(chǎn)范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，完成資源的合理調(diào)配。可以進(jìn)行油田生產(chǎn)優(yōu)化運(yùn)行、故障判斷、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等，最終實(shí)現(xiàn)全部油田資產(chǎn)的智能化開(kāi)發(fā)運(yùn)營(yíng)。
05. 納米智能驅(qū)油技術(shù)
納米智能化學(xué)驅(qū)油技術(shù)有望成為提高采收率顛覆性戰(zhàn)略接替技術(shù)，預(yù)期最終采收率可大幅度提高，該技術(shù)廣泛適用于各種類(lèi)型油藏，具有廣闊的應(yīng)用前景。
06. 地下原位改質(zhì)技術(shù)
地下原位改質(zhì)技術(shù)被稱(chēng)為“地下煉廠”，具有不受地質(zhì)條件限制、地下轉(zhuǎn)化輕質(zhì)油、高采出程度、低污染等優(yōu)點(diǎn)，該技術(shù)一旦規(guī)?；瘧?yīng)用，將對(duì)重質(zhì)油、頁(yè)巖油和油頁(yè)巖開(kāi)采都具有革命性意義。
07. 高精準(zhǔn)智能壓裂技術(shù)
實(shí)現(xiàn)壓裂段數(shù)少、精、準(zhǔn)，是水力壓裂技術(shù)的終極目標(biāo)。隨著“甜點(diǎn)”識(shí)別、壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)的高精準(zhǔn)智能壓裂技術(shù)有望能夠使每一級(jí)壓裂都?jí)涸谟蜌馓瘘c(diǎn)上，對(duì)降本增效意義重大。
08. 基于人工智能的地震勘探技術(shù)
涵蓋數(shù)據(jù)采集、處理、解釋和裝備全產(chǎn)業(yè)鏈，采用智能地震采集設(shè)計(jì)軟件，配套物探裝備“機(jī)器人”化作業(yè)無(wú)人化、質(zhì)控實(shí)時(shí)化等，利用智能化數(shù)據(jù)處理解釋軟件系統(tǒng)，建立多學(xué)科智能化協(xié)同工作平臺(tái)，滿(mǎn)足安全高效作業(yè)需求。人工智能物探技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)起步，是推動(dòng)傳統(tǒng)地球物理行業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型的重要途徑。
09. 彈性波地震勘探技術(shù)
彈性波地震勘探技術(shù)以縱橫波聯(lián)合采集、超級(jí)計(jì)算為基礎(chǔ)，提升多波數(shù)據(jù)處理解釋、全波形反演、彈性波地震成像軟件的性能，突破彈性波勘探數(shù)據(jù)量巨大、海量數(shù)據(jù)處理解釋難關(guān)，最終實(shí)現(xiàn)全波場(chǎng)成像。彈性波地震成像是地球物理學(xué)追求的終極目標(biāo)，彈性波地震勘探當(dāng)前整體處于研究起步階段，未來(lái)應(yīng)用潛力巨大。
10. 基于人工智能的測(cè)井技術(shù)2.0
基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)測(cè)井裝備制造、數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)處理解釋、作業(yè)決策等全流程的自動(dòng)化、智能化、智慧化、低碳化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)以測(cè)井大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的井筒全生命周期管理，提高決策效率與精度，提升測(cè)井資料價(jià)值。
11. 遠(yuǎn)探與前探測(cè)井技術(shù)
利用聲波、電磁波等測(cè)井技術(shù)，將測(cè)井作業(yè)的探測(cè)范圍由現(xiàn)在的數(shù)十米大幅提高到井旁數(shù)百米和井間數(shù)千米，能有效填補(bǔ)傳統(tǒng)測(cè)井與井間地震之間的探測(cè)空白，提供遠(yuǎn)距離、高精度的測(cè)井結(jié)果，增加對(duì)地層的認(rèn)識(shí)。
12. 有纜供電鉆桿
當(dāng)前鉆井井下信號(hào)傳輸方式主要是泥漿脈沖和電磁波，它們的信號(hào)傳輸速率有限;已投入商業(yè)應(yīng)用的“軟連接”有纜鉆桿，其信號(hào)傳輸率很高，但依然不能向井下供電，各自信號(hào)中繼站都要配置鋰電池。國(guó)外已經(jīng)研制出了一種有纜供電鉆桿，但尚未投入商業(yè)應(yīng)用。未來(lái)有望研制出多種技術(shù)路線(xiàn)的有纜供電鉆桿。一旦有纜供電鉆桿投入商業(yè)應(yīng)用，有望顛覆當(dāng)前的井下信號(hào)傳輸方式和井下系統(tǒng)供電方式，升級(jí)實(shí)時(shí)儲(chǔ)層導(dǎo)向，催生井下電動(dòng)智能導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)。
13. 井下電動(dòng)智能導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)
基于有纜供電鉆桿，未來(lái)將發(fā)展井下電動(dòng)智能導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，其旋轉(zhuǎn)動(dòng)力來(lái)自地面或井下電動(dòng)鉆具。因?yàn)橐揽侩娎|供電，可大大簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)，不再需要渦輪發(fā)電機(jī)、編碼器、解碼器、泥漿脈沖發(fā)生器、CPU、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器等，更容易實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向的實(shí)時(shí)化、可視化、智能化、遠(yuǎn)程化，從而提高地質(zhì)導(dǎo)向效率和精度。其導(dǎo)向原理也可以是全新的純電動(dòng)智能導(dǎo)向。
14. 遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)智能控制中心
在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、5G/6G、數(shù)字孿生、人工智能、量子計(jì)算等信息技術(shù)的推動(dòng)下，當(dāng)前的遠(yuǎn)程決策支持中心將升級(jí)為遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)智能控制中心，越來(lái)越多的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，比如定向鉆井、固井、壓裂、井下事故處理等將在遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)智能控制中心直接操控。
15. 智能化海底工廠
為降低海洋油氣尤其是深水油氣的開(kāi)發(fā)成本，海洋油氣生產(chǎn)呈現(xiàn)海底化趨勢(shì)，也就是將越來(lái)越多的海上生產(chǎn)功能模塊置干海底，組成海底生產(chǎn)系統(tǒng)。海底工廠是海底生產(chǎn)系統(tǒng)的技術(shù)升級(jí)版，實(shí)現(xiàn)海洋油氣生產(chǎn)的全海底化，從而進(jìn)一步降低海洋油氣生產(chǎn)成本，避免颶風(fēng)等惡劣海洋環(huán)境對(duì)海洋油氣生產(chǎn)的影響。展望未來(lái)在人工智能的推動(dòng)下，在海底工廠的基礎(chǔ)上將發(fā)展智能化海底工廠，實(shí)現(xiàn)海洋油氣生產(chǎn)全海底化、自動(dòng)化、智能化、遠(yuǎn)程化、無(wú)人化。
技術(shù)篩選方法 ——
中國(guó)石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院在長(zhǎng)期跟蹤國(guó)內(nèi)外石油科技進(jìn)展的基礎(chǔ)上，結(jié)合20年來(lái)的國(guó)際石油科技十大進(jìn)展評(píng)選結(jié)果，同時(shí)借助專(zhuān)利地圖等大數(shù)據(jù)分析手段，以及專(zhuān)家研討和問(wèn)卷調(diào)查，評(píng)選出近五年最具影響力的15項(xiàng)油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)，和未來(lái)十年最具潛力的15項(xiàng)油氣勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)。
