中國石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院基于過去多年來對國內(nèi)外石油科技發(fā)展的研究分析,特別是近兩年來參與承擔(dān)了國家重大科技專項、中國石油集團(tuán)“十三五”科技發(fā)展以及國內(nèi)外技術(shù)交流與專題研究等,于2016年10月12日在北京召開“國內(nèi)外石油科技發(fā)展與展望”發(fā)布會,以油氣技術(shù)邁入數(shù)字化、智能化新時代為主題,展示了一幅世界石油科技發(fā)展的精彩畫面,多角度預(yù)判了技術(shù)將如何影響油氣行業(yè)的未來,形成如下主要觀點。
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1.新一輪工業(yè)革命蓄勢待發(fā),人工智能、虛擬現(xiàn)實等新興技術(shù)將對未來世界產(chǎn)生深刻影響
德國推出“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略,并在全球范圍內(nèi)引發(fā)了新一輪的工業(yè)轉(zhuǎn)型競賽。“互聯(lián)網(wǎng)+”蓬勃發(fā)展,正在全方位改變?nèi)祟惿a(chǎn)生活方式。大數(shù)據(jù)正在引發(fā)一場生活、工作與思維的大變革,開啟重大時代轉(zhuǎn)型;云計算可能對下一輪經(jīng)濟(jì)增長具有重要作用;虛擬現(xiàn)實設(shè)備和軟件將顛覆每一個人的生活。“互聯(lián)網(wǎng)+”的下一站“智能+”將創(chuàng)造出更智能的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式和社會生態(tài)系統(tǒng)。人工智能將把人從簡單的腦力勞動中解放出來,完成新一次的產(chǎn)業(yè)革命。
將對未來世界產(chǎn)生深刻影響的十項新興技術(shù)分別為:人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、機器人、虛擬現(xiàn)實、儲能技術(shù)、無人駕駛、新材料、3D打印、可再生能源和DNA修剪技術(shù)。
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2.新能源發(fā)展悄然提速,能源技術(shù)和能源產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生重大變革
新能源發(fā)展悄然提速,越來越多的國家將發(fā)展可再生能源作為能源戰(zhàn)略的重要組成部分。隨著新能源與移動互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的不斷發(fā)展和深度融合,能源生產(chǎn)、能源儲存、能源分享、能源利用以及能源本身將產(chǎn)生重大變革。
高效儲能技術(shù)呈現(xiàn)爆發(fā)性增長態(tài)勢,對提高能源利用效率、促進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展、推動能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型有重要意義。
節(jié)能技術(shù)不斷進(jìn)步,提升了能源利用效率,減少了碳排放。太陽能、風(fēng)能發(fā)電成本快速下降,裝機容量將呈指數(shù)增長。隨著電池能量密度提高帶來的續(xù)航里程增加,加上成本下降,全球新能源汽車需求量有望呈指數(shù)上升。
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3.智能化將成為世界油氣工業(yè)持續(xù)提質(zhì)降本增效的有效途徑和必由之路
智能化是世界科技發(fā)展的大趨勢,同樣也是未來世界油氣工業(yè)發(fā)展的大趨勢。智能化將成為世界油氣工業(yè)持續(xù)提質(zhì)降本增效的有效途徑和必由之路。同農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、服務(wù)業(yè)等其他行業(yè)一樣,當(dāng)使用機器的成本顯著低于人工成本,而同時效率和安全性又有大幅提高之時,機器必然取代人工,油氣行業(yè)就順其自然進(jìn)入智能化新時代。
當(dāng)前,世界油氣工業(yè)的智能化水平總體處于探索起步階段,未來的研發(fā)方向和重點是智能油田、智能鉆井、智能管道、智能煉廠。預(yù)計到2030年,油氣工業(yè)有望進(jìn)入一個全新的時代——智能化時代。
借助智能鉆井技術(shù),超長水平井將普遍實現(xiàn)一趟鉆,鉆井周期有望大幅縮減。智能油田有望將原油采收率提高6個百分點以上,并有效降低運營成本和減少資本支出。通過智能煉廠,生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動采集率達(dá)95%以上,勞動生產(chǎn)率提高10%以上。智能管道將實現(xiàn)管道全生命周期管理。
4.大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在海量數(shù)據(jù)處理和成本方面的優(yōu)勢將推動石油行業(yè)向降本增效進(jìn)一步發(fā)展
在“大數(shù)據(jù)時代”,數(shù)據(jù)將成最有價值的資源。油氣行業(yè)的數(shù)據(jù)量正呈指數(shù)型增長。
隨著勘探開發(fā)領(lǐng)域從常規(guī)向非常規(guī)、從陸上向海上、極地的轉(zhuǎn)移,對油氣資源的認(rèn)識和掌握越來越依賴信息技術(shù)手段。大數(shù)據(jù)往往意味著“大油氣”,石油公司擁有的數(shù)據(jù)越多,對數(shù)據(jù)挖掘利用得越好,找到油氣資源的可能性和掌控市場的能力就越大。
目前,大數(shù)據(jù)在油氣行業(yè)的應(yīng)用尚處于起步階段,國際石油巨頭已紛紛行動,組建由IT專家、數(shù)學(xué)物理學(xué)家與油氣技術(shù)專家組成的大數(shù)據(jù)分析研究團(tuán)隊,不斷提升實時數(shù)據(jù)處理分析能力與數(shù)據(jù)整合能力。
5.高新技術(shù)與油氣行業(yè)的跨界融合與創(chuàng)新將助推油氣勘探開發(fā)與利用邁上新臺階
進(jìn)入新世紀(jì)以來,在新一輪工業(yè)革命的大浪潮推動下,信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料等高新技術(shù)迅猛發(fā)展。這些非油氣領(lǐng)域高新技術(shù)的迅猛發(fā)展在給傳統(tǒng)油氣工業(yè)帶來沖擊的同時,也存在著巨大的應(yīng)用潛力。3D打印可實現(xiàn)產(chǎn)品快速、一體化成型制造,用于油氣設(shè)備、部件的設(shè)計和生產(chǎn),將大幅提高效率、增強設(shè)備性能等。
虛擬現(xiàn)實用于地震資料解釋、井下作業(yè)仿真、數(shù)字油田、海洋勘探等,結(jié)合油氣大數(shù)據(jù),將實現(xiàn)虛擬地質(zhì)現(xiàn)實、虛擬地球物理現(xiàn)實等。
納米材料用于油藏監(jiān)測、提高采收率、鉆井工具涂層等。此外還有仿生技術(shù)、量子通訊、新材料等在石油行業(yè)的應(yīng)用前景可觀。
6.低油價下,油氣公司紛紛進(jìn)行技術(shù)戰(zhàn)略調(diào)整,油氣關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)新的趨勢和動向
2014年下半年以來,國際油價持續(xù)低迷,給油氣行業(yè)帶來巨大沖擊,尤其對盈虧平衡點較高、有些技術(shù)還在成長完善階段的深水、頁巖油氣、油砂和北極資源影響較大。油氣企業(yè)紛紛做出技術(shù)戰(zhàn)略調(diào)整。在研發(fā)投入方面,普遍縮減對中長期研發(fā)項目的投入,將研發(fā)投入集中于中短期項目,強化研發(fā)項目的優(yōu)化組合,更加注重技術(shù)的實用性和針對性,大力開發(fā)特色關(guān)鍵技術(shù)。
技術(shù)研發(fā)優(yōu)先級也做出了調(diào)整,高油價時油氣企業(yè)比較注重技術(shù)的規(guī)模效益,技術(shù)研發(fā)最關(guān)注風(fēng)險及復(fù)雜性管理、增儲、鉆探等方面的技術(shù);而油價下降到50美元/桶及以下時,油氣企業(yè)更加注重技術(shù)有效性,實現(xiàn)鉆探和完井成本最小化變成了第一要素。
受低油價的大環(huán)境影響,如何通過技術(shù)驅(qū)動實現(xiàn)更多油氣資源的經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)成為近期核心主題,經(jīng)濟(jì)實用技術(shù)、集成技術(shù)和非常規(guī)技術(shù)常規(guī)化等三類技術(shù)特別受到重視。但是從中長期來看,智能技術(shù)是實現(xiàn)進(jìn)一步降本增效最具潛力的技術(shù),高精尖技術(shù)將會推動油氣工業(yè)持續(xù)向前邁進(jìn)。
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7.儲能技術(shù)呈爆發(fā)性增長態(tài)勢,在未來5~10年有望取得重大突破,影響未來能源格局
高效儲能技術(shù)呈現(xiàn)出爆發(fā)性增長態(tài)勢,有望成為影響未來能源格局的關(guān)鍵技術(shù)。
近年來,隨著環(huán)境問題的日益突出,推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)向低碳化和清潔化方向轉(zhuǎn)型已成全球重要共識。儲能是有效調(diào)節(jié)可再生能源發(fā)電引起的電網(wǎng)電壓、頻率及相位的變化,促使其大規(guī)模發(fā)電并入常規(guī)電網(wǎng)的主要手段。在可再生能源產(chǎn)業(yè)、電動汽車產(chǎn)業(yè)和智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的推動下,儲能產(chǎn)業(yè)有望呈爆發(fā)性增長態(tài)勢。2020年,可再生能源電力儲存成本將大幅降低,儲能容量和技術(shù)成本會進(jìn)入良性循環(huán)發(fā)展新階段,儲能系統(tǒng)將成為電力生產(chǎn)運營的必備部分,而工業(yè)、商業(yè),尤其是居民儲能的增長速度將會高過電網(wǎng)儲能。2030年儲能技術(shù)應(yīng)用有望進(jìn)入大規(guī)模發(fā)展期。
8.新能源汽車時代的到來不可避免,將有助于寶貴的石油資源恢復(fù)基礎(chǔ)原材料屬性
石油是非常寶貴的資源,現(xiàn)在很大一部分被當(dāng)作燃料燒掉了,十分可惜。如果石油能夠全部用來作為石化的原料,這就是用得其所。全球可再生能源轉(zhuǎn)型和儲能技術(shù)突破將加速推進(jìn)新能源汽車時代的到來,技術(shù)進(jìn)步將使新能源汽車的保有量持續(xù)擴大,多種車用能源協(xié)調(diào)發(fā)展將長期存在,最終基于核電、風(fēng)電等清潔能源的新能源汽車將取代傳統(tǒng)汽車,成為行業(yè)主角。
新能源汽車的發(fā)展短期內(nèi)有利于緩解柴汽比矛盾。長期來看,則將改變石油產(chǎn)業(yè)鏈下游的發(fā)展重心,使之從燃油生產(chǎn)轉(zhuǎn)向化工原料或其他產(chǎn)品加工,整個石油工業(yè)的性質(zhì)特征也進(jìn)一步從能源轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)原材料。
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9.油氣技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新在為老油田帶來新生機、推動非常規(guī)油氣常規(guī)化的同時,還將不斷開拓新區(qū)、新領(lǐng)域
提高采收率技術(shù)是油田開發(fā)的永恒主題,在殘油區(qū)開發(fā)和老油田挖潛方面極具發(fā)展?jié)摿ΑN磥硖岣卟墒章始夹g(shù)將不斷打破技術(shù)界限,進(jìn)一步擴展應(yīng)用領(lǐng)域,通過集成、創(chuàng)新、融合不斷催生出新的提高采收率模式,驅(qū)替流體將更加智能、低耗、環(huán)保。
預(yù)計到2030年,提高采收率技術(shù)貢獻(xiàn)的產(chǎn)量將達(dá)到500~700萬桶/日,平均原油采收率有望達(dá)到55%以上。新一代CO2-EOR技術(shù)將會在老油田深部、老油田外圍的殘余油挖潛中發(fā)揮重要作用;以納米智能驅(qū)油為代表的四次采油技術(shù)有望大幅提高低滲透油藏采收率;稠油就地改質(zhì)和太陽能稠油熱采技術(shù)在大幅提高稠油開開采效率的同時,可以大幅降低能耗,使得稠油開采向著更加清潔、環(huán)保、可持續(xù)的方向發(fā)展。
未來油氣技術(shù)進(jìn)步還將帶來兩個方面的變化,一方面是非常規(guī)油氣資源常規(guī)化,非常規(guī)天然氣將率先實現(xiàn)常規(guī)化,到2030年,美國、中國、加拿大、澳大利亞等國的非常規(guī)天然氣產(chǎn)量占比將達(dá)到50%以上。另一方面,技術(shù)進(jìn)步還將推動油氣勘探開發(fā)向更深、更遠(yuǎn)、更難的領(lǐng)域拓展。海上油氣開發(fā)水深將突破5000米,深層頁巖氣開發(fā)將成功突破4000米埋深。極地油氣、天然氣水合物、油頁巖等難開采資源將逐步實現(xiàn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)。
啟示與建議
未來20~30年,雖然新能源快速發(fā)展會給油氣行業(yè)帶來一定的影響和挑戰(zhàn),但化石能源在世界能源消費中的主導(dǎo)地位不會改變,油氣資源仍是世界能源消費的主體。智能技術(shù)、高新技術(shù)在油氣行業(yè)的應(yīng)用將助推全球油氣資源勘探、開發(fā)與利用邁上提速提效清潔化發(fā)展的新臺階。
油氣勘探開發(fā)將持續(xù)面臨資源劣質(zhì)化和環(huán)境復(fù)雜化的問題。在我國350億噸地質(zhì)儲量中,有可采儲量80億噸,目前已累計采出60億噸,還剩下20億噸。深層探明還不到10%,老區(qū)面臨穩(wěn)產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的問題,頁巖氣面臨3500米以深勘探開發(fā)技術(shù)突破,致密油則面臨技術(shù)和成本的雙重調(diào)整,油氣儲量接替面臨天然氣水合物如何實現(xiàn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)的問題。這些難題都要依靠油氣技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新來一一攻克。
新一輪工業(yè)革命關(guān)注油氣的替代性和技術(shù)解決方案的綜合化。新能源汽車發(fā)展將有利于恢復(fù)原油的“基礎(chǔ)原材料”屬性,具有減緩我國原油對外依存度上升壓力、節(jié)能減排的重大戰(zhàn)略意義,但在一定程度上影響未來加油站傳統(tǒng)油品銷售,改變石油產(chǎn)業(yè)鏈下游的發(fā)展重心。“數(shù)據(jù)”成為具有重要價值的資源,建議國內(nèi)油氣企業(yè)加強數(shù)據(jù)空間建設(shè),建立具備大數(shù)據(jù)分析決策的數(shù)據(jù)中心,提升國際競爭力,搶占大數(shù)據(jù)時代的制高點,同時高度重視數(shù)據(jù)安全問題。
技術(shù)創(chuàng)新是油氣企業(yè)的立身之本,越是在困難的條件下,越要倍加重視和依靠技術(shù)創(chuàng)新,跟上科技革命步伐,準(zhǔn)確把握未來方向,以自我革命、自我超越的精神,贏得競爭優(yōu)勢和發(fā)展空間。
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