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智能化让油气开采更简单——访中国工程院院士、中国石油大学(北京)副校长李根生

文章来源:【工业电器网】 作者:【*】 点击:次 时间:2018/11/22 13:28:17

智能化让油气开采更简单

——访中国工程院院士、中国石油大学(北京)副校长李根生

文/本刊记者  王伟

化石能源居主体  开发难度加大

《能源评论》:目前我国能源行业似乎正在十字路口,一方是快速增长的清洁绿色能源,另一方是仍在担当大任的煤炭、石油和天然气等化石能源,您对未来消费趋势怎么看?

李根生:当下,煤炭和石油、天然气仍长期是我国一次能源消费的主体。2017年,我国能源消费结构为:煤炭占比60.4%、石油和天然气合计占比26.0%。专家预测,2030年前后我国石油需求达到峰值,2035年前天然气需求快速增长。

未来,我国一次能源需求结构趋向清洁、低碳、绿色方向发展。研究显示,2035年,我国一次能源需求将从目前的30亿吨油当量增至40亿吨,其中石油占17%,约7亿吨,国内生产2亿吨,对外依存度达到70%;天然气占15%,需求量为6200亿立方米,国产2600亿~3000亿立方米,对外依存度可能达到55%。

《能源评论》:对于我国能源行业而言,2亿吨国内石油产量的红线,有多么重要?

李根生:近两年,国内石油的生产量在1.91亿吨左右,对外依存度即将达到70%。有媒体报道说,国际能源署(IEA)发表的《石油市场报告2018》预测,中国到2030年石油消费量将达到8亿吨,如果按照到同期国内供给2亿吨的产能规模计算,对外依存度可能达到80%,这是非常严峻的形势。为此,国内石油行业需要力保2亿吨国内石油产量这个红线目标,任务非常艰巨。

《能源评论》:中国一直以来被认为是一个贫油少气的国家,我国在资源开发方面,目前面临什么样的局势?

李根生:国内的老油田本来就没有像中东、美国那样的“肥肉”,目前比较好的油田也已经到了开采中后期,重点都在老油田挖潜改造方面。未来,我国油气勘探开发重点领域是老油田、非常规、低渗透、深层、海洋等油气田,面临着资源劣质化、勘探多元化、开发复杂化、环境恶劣苛刻等难题,在高效、优质、安全、经济、环保等方面存在很大挑战,迫切需要智能绿色安全高效开采。


《能源评论》:这是否意味着常规油气资源越来越难以经济高效开发,非常规油气资源能否挑起大梁,会面临哪些挑战?

李根生:这表明,Easy oil 时代已经结束。对于非常规油气资源的高效绿色开发,过去所说的开发手段“钻头不到,油气不冒”同样适用,所以钻完井面临的难题和挑战来自三个方面:

一是井型和轨迹设计更复杂,钻完井的成本高,风险大,提高采收率的难度大。原因就在于,对这种老、非、低、深海这样复杂的油气资源,其油层分布及一系列参数会更复杂,具有储层丰度低、厚度薄、连续性差,产能甜点区域分布不清等特点,同时常规直井、定向井等井型控制体积有限,轨迹优化设计困难,不像常规油气田那样容易开发。

二是对于这种极端环境、苛刻要求、技术复杂的资源,钻完井需要多学科、跨行业合作来进行融合研究,否则,难以满足油气资源新领域安全、经济、高效勘探开发需求。目前,钻完井成本占油气勘探开发总成本50%以上,西部地区7000~8000米的超深井,一口井的投资要几千万到上亿元,钻井周期大概需要半年到一年。非常规油气的水平井加压裂的成本,现在已经降到了5000万~6000万元,钻完井周期在40天以上,但也要依靠国家补贴才能够维持有效的经济生产。

三是提高采收率难度大。东部老油田已进入特高含水区,采出液含水量达93%以上,只有不到10%的油。要提高采收率,怎么样控水增油、优化完井生产参数、开发剩余油气资源就成为了未来发展的关键。同时,非常规、低渗油气产量初期产量虽然较高,但是其渗透率极低,控制面积有限,产量递减快,缺乏有效的提高采收率的技术。


智能化开采是方向  应用五大领域

《能源评论》:在油气开采步入非常规时代,有哪些新型解决方案,需要什么样的技术支撑?

李根生:解决方案就是智能化,其关键技术来自三个方面:

一是连续管智能钻井技术。针对复杂油气钻井成本高、风险大的难题,可以利用连续管的数据双向传输优势,实现智能监控和闭环钻井,提升经济高效。美国能源部称其为21世纪高效、低成本前沿钻井技术,其优势表现在:有利于保护油气层、提高钻速、占地少、污染小、成本低、效率高,同时有利于提高单井产量和难动油挖潜,预计可降低勘探钻井成本1/3,降低开发钻井成本1/2,降低海上钻井成本59%。因此,应用地面智能钻机、井下智能机构和智能监控与决策系统等,可以实现油气钻井的超前探测、闭环调控、精准制导、智能决策。

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