石油天然气技术的发展趋势
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石油天然气技术的发展趋势
1、多种技术的融合
连续指数增长的计算机、高速网络、探测器和智能设备的高度融合,将是未来发展的第一大趋势。
由于高度依赖于数字测量、计算机和复杂的网络系统,上游工业受到了极大的冲击。这些技术的融合用于测量、计算和传输将会产生新一代仪器和设备。例如,探测器、 处理器和无线网络系统组合产生一个平台, 用于支持一个新的离散智能测量系统,用以提高油藏开采的可靠性和产能。
微型电机系统(MEMS)的出现把组合工程提到了一个全新的高度,自动微型设备可在井眼环境中进行控测、监视、修理等活动。融合技术还包括自动控制系统、微型机器和神经网络等先进技术。这些技术最初不是石油天然气工业开发的,但都可用于优化生产。
海底和水下生产设施以及深海作业是推动这项技术应用的重要经济因素,其中深海作业的维修成本因采用高新技术而改变了价格构成。
2、数字商务模型的发展与实施
数字信息和全球联通的网络革命推动和改变了石油天然气工业的经营模式和客户与供应商的交易方式。电子商务模型最初主要用于维修和材料采购,以便如何降低成本。后来由于上游工业靠数据运营,在网上管理和使用大量的地球物理等数据为电子商务模型在油气工业中应用提供了机遇。
推动数字商务的主要因素之一是:由于产品和服务内容以较低的成本,几乎完全转化为数字形式。它们的影响大致为4个方面:(1)新的商机和经营组合成为现实,电子市场创造了成本较低的交互和交易环境;(2)信息和技术组合的商业值会持续增长,虽然新的商务模型会更快地降低组合的成本;(3)数据库的管理、软件的应用和IT基础设施将在网上体现,供客户选择付款使用,而不是通过传统的许可管理模式。随着电子市场的组合及市场营销成本的降低,新技术开发商将获得更多的机会;(4)实时数据与商务和技术信息的组合可使现场作业得到优化资产总值的寿命周期成本。
上游工业通过了多种方式开始了具有深远意义的转型,准备对企业的工作方式、组织和文化进行变革,使其各部门的雇员成为信息技术最集中的消费者,以便改善行业特征及适应苛刻的竟争环境。为了在完全数字化的环境中运营,在地震、测井、解释、油藏模拟等方面已建立相应的工作方式和知识库。
3、下游工业的影响
石油天然气处理更接近井口甚至井眼本身。石油炼制与化学工业开发的许多专利技术在油气田找到了归宿或者得到了推广应用。例如,无需常规的市场准入就可以获得大量天然气储量的气/液转换技术、现场转化重油为高价值商品、水下处理及分离系统等技术。新的处理和分离技术的应用使井下处理成为现实,只把需用的产品送到地面,留下水和二氧化碳。井眼处理取决于许多与精密或“智能”井(即探测器及通讯设备与反应器和控制技术的新能力结合)相关的同类基础技术成分。
4、新兴的行业研发体系 研发的融资方式和组织结构在过去的20年中发生了很大的变化。石油天然气工业表现尤为突出。由于行业重组对大油公司专利技术价值的影响,在20世纪90年代,上游研发总的融资额下降了50%。合作研究、合资经营和行业联盟目前正处于过渡阶段,而且为了重组新的研发体系,油公司、服务公司和大学正在进行重成。根据各行业的研发趋势,新的动力来自于风险资金启动生态系统。启动技术公司是整个工业研发发展最快的部门,虽然只有1%的资金注入到石油天然气工业。许多启动技术在石油天然气工业得到了应用和改进。在未来10年里,这种用于新技术新发明的资金不断地流向上游工业。最终以更低的成本和更高的潜在价值生产、提升和转换油气。
5、组合是一种强大的推动力
在不远的将来,把单独技术组合到不同的系统,这些系统与勘探开发作业中新的商业化过程相适应,这是日益增长的趋势。组合是一种强大的推动力,随着单项技术的增加,把它们组合起来解决勘探开发中某个特殊问题或一组问题。例如:智能井技术,它组合了井眼中普遍使用的探测、控制和通讯系统。尤其像深水中的复杂井,应用智能井技术可以更准确地实时了解地下状况(包括钻柱应力和张力、油藏压力和温度、井眼不稳定性数据等),使用地下数据进行“预测”并随钻调整井的方向或机械性能,这样可节约钻井时间、成本并提高完井的成功率。
自动化和机械化钻井系统,主要是指钻井平台和钻杆操作的机械化,它自动控制钻进过程,根据井身设计由地下模型设定的参数能够使用安装在钻头上的探测器和控制设备进行钻井。
优化钻井过程必须与先进的完井技术相匹配,油藏一旦开采,油藏条件就会改变,所以关键是随时间进行动态优化的完井能力。为了使井眼到达正确的地层部位并优化储层开采而钻经油层时,随条件变化作出动态响应的能力尤为重要。通过组合井下探测器和控制设备进行实时监测地下情况和改善油藏动态,实现完井的智能化。
6、资产寿命周期监控
时间推移(四维)油藏监控同样在有效开发和管理油田中起着重要的作用。三维地震已成为勘探开发重要的手段,因为三维地震成本不断降低,可在整个资产寿命周期内重复使用地震资料。安装在海底或井眼中的地震采集系统,在目的层段进行着三维测量,在生产开发阶段有助于四维常规监测。广泛使用三维地震的主要推动力是单位成本的降低、预测资料齐全及功能日益增强的解释工具。在计算、数字数据储存和可视化方面的成本——动态曲线组合明显改善了当前三维地震的价格构成。四维地震将来也会遵循同一条路线,当四维地震辅助解释工具比较便宜时,四维地震将呈现极度的增长势头。
除技术发展外,技术劳动力人数和转移是过去10年的另一大趋势,勘探开发知识库的核心集中在一代人身上,由于这些人即将退休,行业所面临的挑战是:如何替换这些人员而保留他们所体现的知识和技能,同时还要解决可能出现的人力短缺问题。技术进步是用较少的人取得较高的工作效率及较高的成就的关键因素。